1.3 工程设计调度运行方式及实施条件

峡江水利枢纽工程由枢纽和防护区两大部分组成。因此，该工程的调度运行方式还可分为枢纽工程的泄水闸蓄泄水调度运行方式和各防护区内排涝站（电排站）的排涝调度运行方式。

1.3.1 枢纽设计调度运行方式

峡江水利枢纽工程位于赣江中游干流河段上，库区坐落在著名的吉泰盆地。峡江库区河道平缓，沿江两岸分布有较多的村镇和数十万亩耕地，淹没损失和影响大，须优化水库的调度运行方式，减少库区淹没损失。

1.3.1.1 调度运行方式选择

根据峡江水利枢纽工程的布置及其特点、主要防洪保护对象及赣江中下游的洪水特性，并依据赣江中下游区域整体防洪调度原则，考虑峡江水库和泉港分蓄洪区共同承担防洪任务，可研阶段拟定了“分主汛期和后汛期、设置汛限水位，依据坝前水位指示调度（方案一）”和“不分汛期和非汛期、根据洪水期的分级流量设置相应的动态控制水位，依据上游来水流量结合坝前水位指示调度（方案二）”两种洪水调度运行方式进行比选。经分析论证，推荐后者作为峡江水库的洪水调度运行方式。初步设计阶段依据详查的库区淹没实物指标和优化后的相关参数对上述两种洪水调度运行方式作了进一步复核。复核结果表明，方案二年发电量仅比方案一少766万kW·h，但少搬迁1907人、少淹没耕园地452.9hm2，节省直接工程投资4.20亿元。通过比较分析，方案二明显优于方案一。因此，确定峡江水库采用“依据上游来水流量结合坝前水位指示调度（方案二）”的洪水调度运行方式。不同洪水调度运行方式的主要技术经济指标详见表1.3-1。

1.3.1.2 水库总调度运行原则

经设计阶段分析研究，峡江枢纽工程的运行调度依据坝址上游来水流量结合坝前水位进行，且采取动态控制各流量段坝前水位的洪水调度运行方式进行洪水调度。其总的调度运行原则为：小水（流量小于防洪与兴利运行分界流量）下闸蓄水兴利（发电、航运、灌溉），调节径流；中水（20年一遇或以下洪水）分级降低坝前水位运行，减少库区淹没；大水（20~200年一遇洪水）控制泄量，为下游防洪；特大洪水（200年一遇以上洪水）开闸敞泄洪水，以保闸坝运行安全。

1.3.1.3 分界流量和相应水位选择

峡江水库运行调度的分界流量有：进入防洪运行状态的防洪与兴利运行分界流量、水库开始拦蓄洪水为下游防洪的起始控泄流量、降低水位运行时各流量级的分界流量和发生特大洪水时峡江水库为保坝敞泄洪水的敞泄起始流量。

1.防洪与兴利运行分界流量

依据峡江坝址5个设计代表年的日均流量统计分析，流量小于4500m3/s、5000m3/s和5500m3/s的时间分别为94.3%、95.3%和96.1%。依据1957—2008年共52年的峡江坝址日均流量统计，流量小于5000m3/s的时间为94.8%。经分析，选取峡江坝址5000m3/s流量（略大于水轮发电机组最大引用流量4740m3/s）为峡江水库防洪与兴利运行分界流量，根据峡江坝址-吉安站流量的相关关系，相应的吉安站流量为4730m3/s。

2.起始控泄流量

峡江水库在洪水期间既要降低坝前水位运行减少库区淹没损失，又要拦蓄洪水为下游调洪削峰，这样才能达到防洪目标。根据相关的规程规范，峡江库区的防护标准和库区淹没补偿标准一般为20年一遇及以下，赣江发生20年一遇及以下洪水时峡江水库均需降低水位运行。但水库为下游防洪时又必须拦蓄洪水、调洪削峰，而且坝址至防洪保护对象有一定的距离，需提前拦蓄洪水。经分析，选取峡江坝址流量大于20000m3/s（略大于20年一遇设计洪峰流量19700m3/s）时水库开始拦蓄洪水为下游防洪，此流量即为峡江水库起始控泄流量。

3.降低水位运行分界流量和分界水位

赣江发生中等洪水时：峡江水库须降低水位运行来减少库区的淹没范围和损失，洪水退去后又需迅速地回蓄至较高水位以发挥正常的兴利功能。因此，遇赣江中等洪水时需对坝址流量进行分级，并对各流量级设置坝前的相应动态控制水位，以提高工程的综合效益。设计阶段通过对赣江中下游洪水的特性及各次洪水的涨率分析，并依据峡江水库的高程-容积关系曲线，对峡江站年最大实测洪峰流量大于13000m3/s（约为3年一遇设计洪峰流量）的15次洪水进行水库的预泄放水和回蓄分析计算，选取坝址流量9000m3/s、12000m3/s、14500m3/s和坝前水位45.20m、44.40m、43.80m作为水库的降低水位运行分界流量和分界水位。不同来水流量与水库相应动态控制坝前水位范围关系详见表1.3-2。

4.大水控制泄量的判别指标分界点

当峡江坝址流量超过20000m3/s时，水库需下闸拦蓄洪水，控制下泄流量为下游防洪。设计阶段根据相关规划报告对赣江中下游防洪工程总体方案的安排，水库拟定洪水调度规则时需考虑赣江下游泉港分蓄洪区的分洪条件和分洪能力，采用试错法对1962年、1964年、1968年、1973年、1982年、1992年、1994年和1998年等8个年型的100年一遇和200年一遇赣江中下游整体防洪设计洪水进行调洪演算，当坝址来水流量超过20000m3/s时，峡江水库按坝前（库）水位、上游来水流量及反映坝址至防洪控制断面区间来水大小的茅洲站流量等3个判别指标指示水库的蓄泄洪水，通过反复调试后确定上述3个判别指标的分界值。并选择45.00m为赣江发生大洪水时峡江水库的起调水位，48.40m为发生100年一遇洪水时峡江库水位的上限值，49.00m为峡江水库的防洪高水位，选取21500m3/s、22000m3/s、23500m3/s和24000m3/s作为坝址流量判别指标的分界点，选取1500m3/s和1800m3/s作为茅洲站流量判别指标的分界点。

5.特大洪水敞泄起始流量

当赣江发生超过下游防洪标准200年一遇洪水时，峡江水库应开闸敞泄洪水，以保闸坝运行安全。因此，将200年一遇的坝址设计洪峰流量26600m3/s作为特大洪水峡江水库的敞泄起始流量。

1.3.1.4 洪水调度运行方式

当峡江坝址流量大于5000m3/s时，水库进入洪水调度运行方式。峡江水库洪水调度运行方式又分降低坝前水位运行方式、拦蓄洪水为下游防洪运行方式和敞泄洪水运行方式。

1.降低坝前水位运行方式

当峡江坝址来水流量介于5000～20000m3/s之间时，峡江水利枢纽采取降低坝前水位方式运行并对坝前水位进行动态控制的洪水调度运行方式进行调度。

当上游来水流量介于表1.3-2中各流量段：涨水时应尽快将坝前水位降至表1.3-2中动态控制坝前水位范围的相应下限水位运行，以减少库区淹没损失；退水时可将坝前水位升至表1.3-2动态控制坝前水位范围的相应水位区间运行，有利于水库回蓄，以便发挥正常兴利功能。

2.拦蓄洪水为下游防洪运行方式

当峡江坝址来水流量为20000～26600m3/s且水库水位低于防洪高水位49.00m时，峡江水库进入拦蓄洪水为下游防洪运行方式。该防洪运行方式采用固定泄量并分洪水主要来源按“大水多放、小水少放”（坝址上游来水为主）、“区间来水小多放、区间来水大少放”的泄洪原则进行。并依据坝前水位、上游来水流量和坝址至防洪控制断面区间流量3个判别指标进行拦蓄洪水，控制下泄流量为下游防洪的洪水调度运行方式进行调度。

3.敞泄洪水运行方式

当峡江库水位达到防洪高水位49.00m、坝址来水流量超过水库的敞泄起始流量26600m3/s、且洪水继续上涨时，开启峡江枢纽全部泄水闸敞泄洪水，以保闸坝安全，但应控制其下泄流量不大于本次洪水的洪峰流量。

1.3.1.5 洪水调度预泄控制条件

1.水位升降控制条件

峡江水库在洪水调度过程中，当上游来水达到且超过一定流量时，须进行预泄调度，降低库区沿程水位，减少淹没损失。预泄调度需在较短时间内加大下泄流量，坝址下游水位将会迅速升高，退水段减少下泄流量回蓄时也同样存在坝址下游水位会迅速降低的现象。由于坝址上下游水位的迅速升降会影响到航运及河岸坡的稳定，因此，坝址上、下游水位的升降速度须控制在一定的范围内。

据类似工程经验和初步分析，要求坝址下游水位每小时变幅在1m以内，即可保证坝址上游水位的升降速度满足航运及河岸坡稳定等要求。因此，峡江水利枢纽的泄水闸在加大流量预泄和减小流量回蓄时，要求按照下列规则进行调度。

式中：Q泄i为第i（1小时间隔）个时段的下泄流量,m3/s；Q泄i-1为前一时段的下泄流量,m3/s；ΔQ为时段内要加大或减小的流量，m3/s。

初设阶段拟定的泄水闸加大流量预泄和减小流量回蓄时Q泄i-1与ΔQ的关系见表1.3-3。

2.预泄时下泄流量控制条件

为了减少库区的淹没损失，峡江水库遇坝址来水流量大于5000m3/s时即需加大泄量降低坝前水位，由于峡江泄水闸的泄流能力大，若逐时段加大泄量且不加以控制，则会对下游造成较大的人为洪水。经设计阶段初步分析，预泄降低坝前水位（加大下泄流量）按表1.3-4控制其预泄时的最大下泄流量。

遇赣江涨水时，预泄降低坝前水位按以下规则控制预泄时的最大下泄流量：将坝前水位由46.00m降低至45.20m（坝址流量为5000～9000m3/s）时，下泄的最大流量应控制在13200m3/s（约3年一遇设计洪峰流量）以内；将坝前水位由45.20m降低至44.40m（坝址流量为9000～12000m3/s）时，下泄的最大流量应控制在14800m3/s（5年一遇设计洪峰流量）以内；将坝前水位由44.40m降低至43.80m（坝址流量介于12000～14500m3/s之间）时，最大的下泄流量可加大至16500m3/s（小于10年一遇设计洪峰流量17400m3/s）；将水位降至43.80m以下时，敞泄上游来水流量。

3.水库回蓄时最小下泄流量控制条件

遇赣江退水时，峡江水库需减小下泄流量将坝前水位尽快回蓄至动态控制水位范围内的相应水位，以便发挥正常的兴利功能。若逐时段减小下泄流量且不加以控制，则会对下游的航运、供水等造成较大影响。经设计阶段初步分析，遇赣江退水，峡江水库回蓄时的最小下泄流量若不小于500m3/s即可满足坝址下游的航运、供水等要求。因此，设计阶段拟定峡江水库回蓄时的最小下泄流量应控制在不小于500m3/s。

4.预泄所需时间分析

设计阶段依据峡江坝址水位-流量关系线、泄水闸的泄流能力曲线和水库的高程-容积关系曲线以及实测的大洪水资料，按表1.3-3、表1.3-4的预泄规则和洪水调度规则，对赣江发生的14年共20次大洪水进行逐时调节演算，得到预泄降至各级水位时的所需时间：当水库预泄时水位由46.00m降至45.20m和水位由45.20m降至44.40m时所需的时间均为6~7h，当水库预泄时，水位由44.40m降至43.80m时所需的时间为5~6h。

1.3.1.6 兴利调度运行方式

当峡江坝址流量小于防洪与兴利运行分界流量5000m3/s时，峡江水库坝前水位控制在46.00m（正常蓄水位）至44.00m（死水位）之间运行，按照江西电网的供电需求、库区的航运要求和下游农田灌溉用水要求进行兴利调度。为了充分利用水力资源，在满足各部门的兴利用水要求的前提下，尽可能使水库维持在较高水位上运行，增大发电水头，以利多发电。电站考虑坝址下游的航运、城镇居民生活和工农业用水以及河道内生态用水的要求，控制其最小下泄流量不小于221m3/s，相应的电站基荷出力为27MW。

1.3.2 防护区排涝设计调度运行方式

防护区排涝调度运行方式主要是排涝站的运行方式。峡江防护区排涝站除了同江河口排涝站有调蓄区（利用同江故道作为调蓄区）外，其他各排涝站均无调蓄区。因此，根据各排涝站实际情况，按同江河口排涝站（有调蓄区排涝站）和无调蓄区排涝站分述其排涝运行方式，其中无调蓄区排涝站又分有自排机会和无自排机会两种情况。

由于峡江防护区内的地面高程较低，区域内适宜农作物正常生长的地下水位相应的排涝站前池水位始终低于外河水位，因此，各排涝站除在强降水期间承担排涝任务外，还需在非强降水期间承担排渍任务。

1.3.2.1 同江河口排涝站运行方式

同江河口排涝站位于同江防护区内的同江老河口处，利用同江下游的故道进行调蓄，该排涝站无自排机会，其排涝（渍）的运行方式如下。

（1）排涝期间（强降水期）。同江河口排涝站一般启用一台机组将内水位维持在38.00～38.50m（消除渍害水位）；区内遇强降水时，内水位上涨，当内水位升至设计内水位40.00m时，根据区内的降雨和来水情况，适当增加运行机组台数，开始排涝；强降雨期间，泵站前池及调蓄区的水位将随降雨强度和降雨量的加大而升高，在确保机组运行安全前提下，尽可能地将水位控制在40.00m以下，必要时，实行满负荷运行。当涝区内水位开始下降时，可适时减少运行机组，当内水位降至38.50m时，全部泵站机组可暂时停开，直至内水位升至40.00m时再开机。

（2）排渍期间（非强降水期）。同江河口排涝站的设计内水位始终低于外河水位，由降水及边山来水形成的涝水，需长年采用泵站抽排入江，以消除区内渍害。由于排渍期间来水一般不大，根据实际情况开启泵站机组，使防护区内水位维持在排渍水位38.00～38.50m。

1.3.2.2 无调蓄区排涝站运行方式

无调蓄区的排涝站运行方式分为有自排机会和无自排机会两种情况。

1.有自排机会排涝站运行方式

峡江防护区内有自排机会的排涝站只有坝尾和罗家2座排涝站。

（1）排涝期间（强降水期）。排涝站一般启用1台机组将内水位维持在最低运行内水位至最低运行内水位以上1.0m之间。区内遇强降水时，内水位上涨，当内水位升至设计内水位时，此时可根据内、外水位情况确定排水方式：如有自排机会，可打开自排闸，进行自排，以减少运行费用；当无自排机会时，关闭自排闸，并根据区内的降雨和来水情况，适当增加运行机组台数，开始排涝。强降雨期间，泵站前池及主排水通道水位将随降雨强度和降雨量的加大而升高，在确保机组运行安全前提下，尽可能地将水位控制在设计内水位以下，必要时，实行满负荷运行。当涝区内水位开始下降时，可适时减少运行机组，当内水位降至最低运行内水位以上1.0m时，全部泵站机组可暂时停开，直至内水位达到设计内水位时再开机。

（2）排渍期间（非强降水期）。由于适宜农作物正常生长的地下水位相应的前池水位始终低于外河水位，由降水及边山来水形成的涝水，需长年采用泵站抽排入江，以消除区内渍害。此时期排涝站若遇有自排机会（坝尾排涝站存在自排机会），可打开自排闸，进行自排。由于排渍期间来水一般不大，可根据实际情况开启泵站机组，使防护区内水位维持在最低运行内水位至最低运行内水位以上1.0m（排渍水位）之间。

2.无自排机会排涝站运行方式

峡江防护区内除以上2座排涝站存在自排机会外，其余排涝站设计内水位均低于峡江水库运行水位，无自排机会。各排涝站（除同江河口排涝站外）运行方式除不进行自排外，与有自排机会排涝站运行方式基本相同。

1.3.3 顺利实施峡江水库调度的条件

峡江水利枢纽工程的运行调度依据坝址上游来水流量结合坝前水位进行，且采取动态控制各流量段坝前水位的洪水调度运行方式进行洪水调度。赣江发生中等洪水时，须逐级降低水位或抬高水位运行，以减少库区淹没损失或提高洪水资源的利用率；赣江发生大洪水时，须依据坝前水位、上游来水流量和坝址至防洪控制断面区间流量指示峡江枢纽泄水闸进行蓄泄洪水，泉港分蓄洪区配合进行分洪，为赣江下游防洪；赣江发生特大洪水时，须依据坝前水位和上游来水流量指示开闸敞泄洪水，确保闸坝安全度汛。即：峡江枢纽泄水闸的蓄、泄水须依据峡江坝址和吉安站流量以及支流袁水上的茅洲站流量进行判断，若需要泉港分蓄洪区配合进行分洪为赣江下游防洪时，还须依据石上站流量和泉港分洪闸外赣江水位指示泉港分洪闸的开启和关闭。要顺利实施这种洪水调度运行方式，须依靠并利用现代技术，了解雨情、水情，事先知晓峡江坝址上游的来水流量和坝址至防洪控制断面的区间流量，预报出峡江坝址、吉安站、新田站、茅洲站和石上站的流量过程以及泉港分洪闸外赣江水位过程。

设计阶段对峡江水利枢纽工程水情自动测报系统进行了总体设计。该系统设置了峡江坝上和坝下2个水位站，并将赣江干流上的栋背、吉安、峡江水文站和栋背站至峡江水库坝址区间支流上的新田、林坑、上沙兰、赛塘、木口（白沙）水文站以及峡江坝址下游赣江支流袁水上的茅洲水文站纳入了该系统，作为该系统收集水情资料的遥测站点；还在栋背、林坑、新田、上沙兰、赛塘和木口水文站至峡江水库坝址区间选择56个雨量站作为该系统收集降水量资料的遥测站点。利用计算机技术、网络技术和数字化技术收集上述遥测站点的水情、雨情资料，并预报峡江水利枢纽工程运行调度所需的各控制断面洪水过程。茅洲站的流量过程可依据实测水位查水位-流量关系线而得；吉安站的流量过程原也可依据实测水位查水位-流量关系线而得，但峡江水库蓄水运行后，吉安站原水位-流量关系线已不适用（或需重新分析绘制可用的水位-流量关系线）。因此，峡江坝址、吉安站、石上站的流量过程以及泉港分洪闸外赣江水位过程均需采用预报方式得到。

吉安站位于峡江坝址上游60.4km处，吉安站的洪水至峡江坝址需要10~14h的传播时间，峡江水库建成后，传播时间会缩短至10h左右。为了给工程调度预留足够的实施时间，工程运行调度所需的各控制断面洪水过程均可利用栋背站水情和其下游各站的水情、雨情资料编制工程运行调度所需的各控制断面洪水预报方案，预报峡江水利枢纽工程运行调度所需的各控制断面洪水过程，为峡江水利枢纽工程科学、合理的运行调度提供条件。

1.3.4 现有水文预报情况

1.洪水预报方案和预见期

目前可用于峡江水库运行调度、由江西省水文局和吉安市水文局编制的现有水文预报方案包括：栋背等五站合成最大流量-吉安站洪峰水位预报方案、新田站降雨-径流预报方案和吉安、新田站合成最大流量-峡江站洪峰水位预报方案等。

栋背等五站合成最大流量-吉安站洪峰水位预报方案依据赣江干流栋背站、支流蜀水林坑站、支流禾水上沙兰站、支流泸水赛塘站和支流孤江白沙站等五站合成的最大流量来预报吉安站洪峰水位的方案。经预报得出吉安站洪峰水位后，再根据吉安站水位-流量关系线查得吉安站洪峰流量。该预报方案的洪水预报预见期一般为12h左右，为了增加预见期，可使用预报的干流和支流站洪水来作吉安站洪水的预报。

新田站降雨-径流预报方案依据赣江支流乌江上的新田站及其以上流域的降雨资料采用降雨-径流法预报流域内产生的径流深，再依据预报得到的径流深采用经验单位线法通过汇流演算来预报乌江新田站洪峰流量及水位的方案。该预报方案的洪水预报预见期一般为15～30h，当中上游雨量偏大时预见期较长，中下游雨量偏大时预见期较短。

吉安站、新田站合成最大流量-峡江站洪峰水位预报方案依据赣江干流吉安站、支流乌江新田站合成的最大流量来预报峡江站洪峰水位的方案。经预报得出峡江站洪峰水位后，再根据峡江站水位-流量关系线查得峡江站洪峰流量。该预报方案的洪水预报预见期一般为10～14h。

2.洪水预报方案等级

按照《水文情报预报规范》（SL 250—2000）的规定进行方案评定，栋背等五站合成最大流量-吉安站洪峰水位预报方案、新田站降雨-径流预报方案和吉安站、新田站合成最大流量-峡江站洪峰水位预报方案分别属乙级、甲级和乙级方案。

3.存在的问题

吉安站上游有万安、南车、老营盘和白云山四座大型水库，这四座大型水库的蓄放水对吉安站的洪水预报不同程度地造成一定的影响。因此，在使用栋背等五站合成最大流量-吉安站洪峰水位预报方案进行吉安站的洪水作业预报时，在区间降雨较大或水库开闸泄洪时，要酌情考虑其影响。