作为长江防洪体系的重要组成部分，“中国汉江中下游地区洪水预警报装备计划”建设范围包括“丹江口——武汉”整个汉江中下游流域，项目区面积6.38万km2。中心据此作出洪水预报，并向汉江中下游各地防汛指挥部门和重点水利工程单位，传递水情预警报、发布防洪调度指令，洪水预报会更快、更准。......
2023-10-16
中美长江规划合作项目：取得成果
【摘要】：本项目合作期自1998年5月18日～2000年1月共计20个月。表4.4TVA按长江委规则进行调洪计算的结果① 汉江流域1935年洪水相当于1%。长江委采用“滚动预报”方法对丹江口水库防洪限制线的初步优化计算结果见表4.6和表4.7。丹江口水库大坝加高后的供水调度优化方案。安康—丹江口河段梯级规划优化。TVA向长江委提供了田纳西流域水库群调度的软件，以支持长江委进行汉江流域水资源的管理决策工作。
本项目合作期自1998年5月18日～2000年1月共计20个月。完成：①丹江口水库大坝加高后的防洪调度；②丹江口水库大坝加高后的供水调度；③安康—丹江口河段梯级规划优化三个合作研究优化方案。同时，按协议TVA向长江委提供了GCURVE与RIVER WARE两个电子计算软件。
(1)丹江口水库大坝加高后的防洪调度优化方案。丹江口水库大坝加高后的防洪调度是研究工作的重要之一。TVA进行了两方面的研究：①按长江委原有的预报调度方式，计算了各种频率洪水下丹江口水库的最高洪水位和碾盘山的最大洪峰流量；②按照TVA实际运行调度中采用的洪水全过程滚动预报方式，建立了调度模型，对各种频率的洪水计算了相应的最高洪水与碾盘山的最大流量。与此同时，长江委采用滚动预报方法，对丹江口水库的防洪限制线进行了初步优化，结果表明，在相同的目标下(最高库水位与碾盘山最大洪峰流量)防洪限制线可以适当抬高。
TVA按长江委原规则进行调洪计算结果见表4.4；按洪水全过程滚动预报方式进行洪水调度的计算结果见表4.5。
表4.4 TVA按长江委规则进行调洪计算的结果
① 汉江流域1935年洪水相当于1%(百年一遇)。
表4.5 TVA按洪水全过程滚动预报方式调度的结果
① 汉江流域1935年洪水相当于1%(百年一遇)。
长江委采用“滚动预报”方法对丹江口水库防洪限制线的初步优化计算结果见表4.6和表4.7。
表4.6 丹江口水库夏季洪水调洪计算结果
① 汉江流域1935年洪水相当于1%(百年一遇)。
表4.7 丹江口水库秋季洪水调洪计算结果
① 汉江流域1935年洪水相当于1%(百年一遇)。
计算结果表明，所有的约束条件均能满足，碾盘山的最大过流量均小于安全泄量，防洪目标能够达到；丹江口水库最高水位未超过允许的淹没水位和大坝设计洪水位。
(2)丹江口水库大坝加高后的供水调度优化方案。TVA采用RIVER WARE软件建立规则驱动研究丹江口水库调度策略，其模型用“月”作为时间步长。
模型中的丹江口水库来水、各供水对象需水资料由长江委提供，为1956年5月～1991年4月的35年系列。长江委资料是按旬时段提供的。RIVERWARE软件的预置计算时段只有1小时、6小时、12小时、天、周、月，没有旬时段，因此TVA在供水调度计算中采用月作计算时段，将旬系列资料处理成月系列资料后使用。
调度过程中，当水库水位越出正常调度区时，应尽快使库水位恢复到正常调度区以内，下泄流量按下游河道最大安全泄量计算，力争在月底将库水位降至防洪限制水位。(www.chuimin.cn)
正常调度区内的调度首先要考虑的是尽可能多调水，当库水位接近防洪限制线时，按引水建筑物的过水能力供水；其次，尽量向低优先级用水部门供水；在库水位接近供水限制线时，首先减少低优先级用水部门的供水量。
所有的调度线都可以修改，比如，选择不同的夏季防洪限制线可以估算抬高防洪限制水位所带来的调水效益。
为了比较不同方案的供水效果，TVA考虑了3种供水方案：①保证汉江中下游用水；②保证汉江中下游及清泉沟用水；③保证汉江中下游及陶岔生活用水。
TVA计算结果列于表4.8。
表4.8 各供水限制线比较结果
续表
注 “供水效率”为总供水量与总径流量之比；丹江口水库多年平均来水394亿m3；水库多年平均预存水量3亿m3。
方案1，供水效率为87%。丹江口水库年均径流量394亿m3中，87%用于供水，另外有55亿m3的弃水，弃水时间主要发生在7月、8月、9月的洪水期；方案2的弃水量增加到59亿m3，供水效率约为86%；方案3的弃水量为70亿m3，供水效率83%。
长江委采用RIVER WARE软件中对丹江口库供水调度计算结果见表4.9。
表4.9 长江委RIVER WARE丹江口水库周供水调度模型计算结果
由表4.6可知，长江委采用RIVER WARE软件计算的周供水调度结果与TVA方案1(表4.5)相近。
(3)安康—丹江口河段梯级规划优化。安康到丹江口河段长约380km，是汉江干流治理开发中最具关键作用的一段，干流上有较大调节性能的水库和装机容量最大的电站均位于该河段中。区间集水面积为59500km2，汇入的主要支流有旬河(流域面积6308km2)、夹河(流域面积5610km2)、堵河(流域面积12431km2)和丹江(流域面积15994km2)。
河段首部的安康水利枢纽位于安康城区上游约18km，是以发电为主，兼顾防洪、航运等综合利用的水利枢纽，1993年已全面建成。河段末端的丹江口水库枢纽位于湖北省丹江口市，是汉江中下游防洪系统的控制性工程和南水北调中线工程的水源工程，也是华中电网的骨干电站，1973年建成初期规模。因此河段上下游枢纽的特征条件已确定。
TVA对梯级电站发电调度进行了计算，结果表明，安康至弧山五个电站的年平均发电量为600万MW·h(与长江委规划设计的成果相近)，其中5300万MW·h(占88%)是运行在最佳出力点的峰荷电量，余下的70万MW·h(占12%)是非峰荷的电量，是由小机组为满足下游航运的最小流量所发的。长江委认为TVA从发电效益最佳，对本河段梯级电站发电调度计算方面，所做的工作是有成效的。
(4)TVA向长江委提供的两份软件。TVA向长江委提供了田纳西流域水库群调度的软件，以支持长江委进行汉江流域水资源的管理决策工作。软件包括两部分：GCURVE和RIVERWARE。一台SUN Ultra 60工作站配21寸显示器连同RIVERWARE软件一起提供给了长江委。GCURVE可以在计算机上运行。
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