吳文新

（新疆瑪納斯河流域管理處　新疆　石河子　832000）

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瑪河流域水庫運(yùn)行現(xiàn)狀及優(yōu)化調(diào)度策略探討

吳文新

（新疆瑪納斯河流域管理處新疆石河子832000）

摘要水庫作為水利工程中的重要組成部分，在防洪蓄水、發(fā)電、灌溉等方面發(fā)揮著積極作用。因此，水庫的運(yùn)行與管理關(guān)系到當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)，以及經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展。文章針對新疆地區(qū)瑪納斯河流域的特殊性，通過對水文資料的分析整理，分析該流域水庫（如石門子水庫、大泉溝水庫等）的運(yùn)行現(xiàn)狀，總結(jié)其中存在的問題，探究對其進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度的對策，從而達(dá)到使樞紐發(fā)揮最大的綜合效益的目的。

關(guān)鍵詞優(yōu)化調(diào)度；水庫；瑪納斯河

水資源是制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要因素之一。水庫作為水利的重要工程措施之一，通過水庫優(yōu)化調(diào)度，可以解決各用水部門之間的矛盾，經(jīng)濟(jì)合理地利用水資源及水能資源。同時(shí)，開展水庫的優(yōu)化調(diào)度研究工作，可以提高水庫的管理水平，幾乎在不增加任何額外投資的條件下，便可獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益?；诖?，筆者結(jié)合工作實(shí)踐體會，就瑪河流域水庫運(yùn)行現(xiàn)狀及優(yōu)化調(diào)度策略作如下探討。

1　優(yōu)化瑪河流域水庫調(diào)度的重要意義

1.1水庫的基本功能概述

在山谷、河道或低洼地區(qū)用擋水或泄水等水工建筑物形成的人工水域被稱為水庫。常用的擋水建筑物有壩、堤和水閘。水庫的功能主要在于調(diào)節(jié)徑流、集中落差和調(diào)整上游回水區(qū)內(nèi)水面比降，可以用來防洪、提供城鎮(zhèn)居民用水、農(nóng)作物灌溉、水力發(fā)電或改善航運(yùn)條件、發(fā)展養(yǎng)殖、旅游和改善環(huán)境等。

1.2瑪河流域水庫在促進(jìn)新疆地區(qū)發(fā)展中的作用

新疆是一個(gè)干旱少雨的地區(qū)，瑪納斯河流域全年降水量235mm.廣大灌區(qū)的工農(nóng)業(yè)用水主要來自天山山區(qū)的雪水。在這樣一個(gè)背景下如何更好地優(yōu)化水資源的調(diào)度，加快瑪納斯河流域經(jīng)濟(jì)更快更好的發(fā)展，意義深遠(yuǎn)。

瑪納斯河全年來水量13億m3/s。從每年4月來水量開始增加，到6月進(jìn)入洪水期，9月中旬以后水量逐漸減少進(jìn)入枯水期。夏季的來水量占全年來水量的90%以上，枯水期與豐水期界限分明，如何平衡兩者之間的矛盾，更有效率的蓄水放水一直是我們不斷研究的課題。

特別是全球氣候變暖的趨勢下，2010年以后瑪納斯河年內(nèi)徑流、年際差別越來越大，加之社會發(fā)展對水資源的需求不斷加大，以及冬季冰凌、水污染等問題。進(jìn)一步凸顯出優(yōu)化水庫調(diào)度的重要戰(zhàn)略意義。我們必須改變將水庫調(diào)度的功能單一地定位為防洪調(diào)度的觀念，要優(yōu)化水庫調(diào)度體制，加強(qiáng)防洪安全保障、優(yōu)化資源配置，發(fā)揮出水庫的綜合效益，保證地區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

2　瑪河流域水文特征及對水庫調(diào)度的影響分析

2.15月～7月汛期水文特征及對水庫調(diào)度的影響

瑪納斯河流域水庫汛期通常為5月～7月，年內(nèi)最大洪水集中發(fā)生在5月～9月。洪峰源于上游山區(qū)的融雪水與夏季暴雨引起的洪水疊加而形成的混合型洪水，主要以融雪水為主。每年5月以后，隨著天氣日漸轉(zhuǎn)暖，上游來水量逐漸增大，水庫水位下降趨勢減緩并轉(zhuǎn)為逐漸回升。從3、4月份開始山區(qū)以及河道內(nèi)積雪開始融化，水中攜帶大量泥沙，這時(shí)的水質(zhì)太差大多為紅色或暗黑色。這一時(shí)段具有兩個(gè)特征：一是泥沙含量太大，造成淤積，泥沙淤積長期以來一直是該流域水庫面臨的一個(gè)嚴(yán)峻問題。昌吉州的頭屯河水庫就是由于淤積，造成水庫的半癱瘓狀態(tài)?，敽拥母鱾€(gè)水庫一直積極采取辦法，利用各種方法來進(jìn)行排沙，效果顯著；二是來水隨機(jī)性大。我們把3、4月份的突發(fā)性來水叫“二流子水”，這一時(shí)段，總水量不大但是水頭較高，具有一定的危害性，需要在工作中謹(jǐn)慎運(yùn)行。這一時(shí)期，下游開始春灌用水。具體調(diào)度過程是，當(dāng)上游來水量大于下游需水流量時(shí)，下泄流量按下游用水要求進(jìn)行控制；當(dāng)上游來水量小于下游需水流量時(shí)，加強(qiáng)與下游用水單位聯(lián)系，實(shí)施科學(xué)調(diào)度，滿足下游供水。

2.26月～9月主汛期水文特征及對水庫調(diào)度的影響

通常6月中旬～9月上旬為主汛期，這一時(shí)段的主要特征有以下兩個(gè)方面：1大量漂浮物?，敽釉己拥乐車写罅康闹脖缓蜆淠?，遇到水量較大時(shí)期，在洪水淹沒地區(qū)，會有大量的樹木隨著洪水沖下來。經(jīng)常會造成水庫泄洪道阻塞，同時(shí)對水工建筑物造成損害。與春季相比，主汛期來水量大并且持續(xù)時(shí)間長，相應(yīng)攜帶的泥沙量也大。這一時(shí)段相應(yīng)加大了泥沙的測驗(yàn)任務(wù)，根據(jù)泥沙量的變化進(jìn)行排沙。2洪峰主要集中時(shí)期。6月～9月是來水量較為集中的時(shí)期，對于水庫的洪水預(yù)報(bào)、防洪調(diào)度都是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。主汛期過后上游水量逐漸減小，到了11月中旬水庫開始結(jié)冰，上游開始出現(xiàn)冰凌。這一時(shí)段開始了冬季運(yùn)行?？偟膩碚f冬季運(yùn)行相比較夏季較為平緩。

3　瑪河流域水庫現(xiàn)階段調(diào)度存在的問題及優(yōu)化策略

3.1瑪河流域水庫現(xiàn)階段調(diào)度存在的問題分析

由于全球氣候變暖，加上環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，使得惡劣的天氣經(jīng)常出現(xiàn)，近年來瑪納斯河流域徑流量年內(nèi)、年際差別明顯增大，出現(xiàn)了防洪、發(fā)電、灌溉、以及生態(tài)用水等諸多矛盾。這幾年通過重新調(diào)整治水思路和防洪理念，瑪河流域在方案制定、信息資源整合、調(diào)度機(jī)制方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，但也存在一些問題與不足，表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

3.1.1洪水預(yù)報(bào)精度差

瑪納斯河流域洪水預(yù)報(bào)主要有自治區(qū)水文局提供。目前，在全流域方面，對雨水情況監(jiān)測的網(wǎng)絡(luò)整體上還不是很完善，技術(shù)設(shè)備難以跟上導(dǎo)致對洪水的預(yù)報(bào)不夠精準(zhǔn)，其預(yù)測日期不能滿足實(shí)際要求。并且，在瑪納斯河流域內(nèi)的水庫缺乏健全的調(diào)度機(jī)制，大都只能根據(jù)壩前水位進(jìn)行調(diào)度，具有很大的隨意性，洪水過程往往存在流量跳躍式增減，不易預(yù)測和掌握，極大地增加了洪水預(yù)報(bào)的難度。

3.1.2水庫工程性能差，容量較小

目前，瑪納斯河流域已建成庫容在1.0 億m3以上的大型水庫1座（大泉溝水庫），1000萬m3至0.9億m3有3座.正在建造的肯斯瓦特水庫超過1.0億m3以上?，敽酉掠蔚乃畮齑蠖嘟ㄔ煊谏蟼€(gè)世紀(jì)50年代，大多已經(jīng)運(yùn)行了半個(gè)世紀(jì)，工程嚴(yán)重老化，水工建筑物工作能力、水庫的容量已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求。突出表現(xiàn)為：一是水庫裝機(jī)型號和規(guī)模不滿足調(diào)度需求。二是工程泄流設(shè)施操作靈活性差。三是水庫下游河道泄洪不暢。這一現(xiàn)狀不利于水庫進(jìn)行正常調(diào)度。

3.1.3工程業(yè)主多元化協(xié)調(diào)困難

經(jīng)過不斷開發(fā)流域梯級和改進(jìn)水管體制，瑪納斯河流域的業(yè)主和主管部門更加多元化，使得矛盾加劇。各水庫、電站所屬的部門都不相同，并且沒有合理的協(xié)調(diào)措施，使得在調(diào)度過程中，各部門因?yàn)樽陨淼睦娑鴧f(xié)調(diào)不暢。

3.2瑪河流域水庫優(yōu)化調(diào)度的對策與建議

水庫優(yōu)化調(diào)度的研究是一個(gè)多階段決策過程，是在常規(guī)調(diào)度和系統(tǒng)工程的一些優(yōu)化理論及技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。根據(jù)瑪納斯河流域水庫調(diào)度的具體情況，為了保證水庫調(diào)度體制完善、資源利用高效，筆者認(rèn)為，在以后的工作中，可從以下幾方面開展工作來優(yōu)化調(diào)度：

3.2.1提高預(yù)測預(yù)報(bào)水平

迅速精準(zhǔn)地獲得實(shí)時(shí)信息，并進(jìn)行趨勢預(yù)測，才能制定出合理的調(diào)度方案，保證調(diào)度的效果。目前應(yīng)站在全流域的層面，加強(qiáng)三個(gè)方面的工作：一是在水文局目前的監(jiān)測站點(diǎn)為前提，整合信息資源，確保信息的代表性、及時(shí)性和安全性。二是在條件允許的情況下積極開發(fā)流域洪水預(yù)報(bào)、調(diào)度系統(tǒng)，建立流域洪水調(diào)度決策平臺。三是切實(shí)加強(qiáng)信息資源的共享，同時(shí)，要重點(diǎn)研究氣象和水文預(yù)報(bào)技術(shù)，提高預(yù)報(bào)成果質(zhì)量。

3.2.2加強(qiáng)工程措施建設(shè)

優(yōu)質(zhì)的工程設(shè)施是實(shí)現(xiàn)水庫科學(xué)調(diào)度的物質(zhì)前提。當(dāng)前水庫工程比較陳舊，設(shè)備年代久遠(yuǎn)，不符合新時(shí)期的調(diào)度要求，所以要加強(qiáng)對工程治理的改造：首先，要對水庫設(shè)施進(jìn)行更新和改造，注重閘門啟閉設(shè)備的保養(yǎng)，以保證設(shè)備可以有效運(yùn)作并實(shí)現(xiàn)靈活操控；其次，要加強(qiáng)河道的整治工作，加強(qiáng)河道的泄洪能力。

3.2.3強(qiáng)化協(xié)調(diào)機(jī)制

近年來，通過總結(jié)水庫的調(diào)度經(jīng)驗(yàn)，我們改進(jìn)了水庫的調(diào)度方案，獲得了顯著的成果，如瑪河上游石門子水庫2008年實(shí)施動態(tài)控制以來，水庫連續(xù)4年年度水量利用率都達(dá)95%以上。在今后的工作中應(yīng)當(dāng)繼續(xù)優(yōu)化調(diào)度方案，在確保防洪安全的前提下，統(tǒng)籌水庫汛末蓄水要求，強(qiáng)化水資源調(diào)度研究。由于水庫的調(diào)度涉及面比較廣泛，為了保證調(diào)度決策正確可行，增強(qiáng)調(diào)度效益，就要建立完善的水庫調(diào)度協(xié)調(diào)體系。重點(diǎn)是要加強(qiáng)民主機(jī)制，多采納防汛、氣象等各部門的建議，并在防汛部門實(shí)行的調(diào)度方案為前提，加強(qiáng)實(shí)時(shí)調(diào)度，加強(qiáng)水力資源的利用。

4　結(jié)束語

綜上，對于水庫優(yōu)化調(diào)度方案的研究，國內(nèi)外有很多的文章進(jìn)行了闡述，仁者見仁智者見智。不同的地區(qū)不同的水庫肯定會有不同的優(yōu)化調(diào)度方案。本文對瑪納斯河流域水庫調(diào)度現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，進(jìn)而提出要強(qiáng)化水資源時(shí)空調(diào)配，提高水資源綜合利用水平的具體對策。以希望在確保防洪安全的前提下，最大限度地發(fā)揮水庫的綜合利用效益，對水資源的合理利用具有一定的參考意義。陜西水利

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（責(zé)任編輯：闕嘉雯）

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