http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2006-07-02
中科院成都山地所程根伟:三峡工程水库群蓄水科学调度有文章
6月6日,三峡水库的施工围堰在爆破声中倾覆,标志着举世瞩目的三峡工程建设已接近尾声,水库进入蓄水发电的准备阶段。长江上游包括三峡水库在内的水库群的蓄水将如何科学调度?记者日前采访了中科院成都山地灾害与环境研究所副所长、“长江上游水库群蓄水调度模拟决策支持系统”项目负责人程根伟研究员。
据程根伟介绍,国务院已经批准今年10月三峡水库正式进入一期蓄水运行,水库将在冬季保持在156米水位发电,在2008年,三峡水库将可能达到175米的设计高水位运行。三峡水库的运行原则是发挥水库的最大综合效益。为了使三峡水库实现科学调度和高效运行,长江电力股份有限公司部署了其最大的一项软科学研究计划项目——“长江上游水库群蓄水调度模拟决策支持系统”。2005年6月,中国科学院成都山地所联合清华大学承担了这一重大科技攻关任务。
长江上游水库群蓄水调度为什么需要“模拟决策支持系统”?程根伟解释说,进入21世纪,我国西南地区开始了大规模的水电开发,其中金沙江、雅砻江、大渡河、岷江、乌江等河流,都制定出了以大型水库为骨干的河流梯级开发规划,并正在加紧坝址勘测和水库建设。其中已建(在建)的金沙江溪洛渡、向家坝水库、雅砻江的二滩等多个水库,都属于特大型的水电枢纽。这些水库一旦投入运行,其蓄水和防洪调度必将对三峡水库的来水总量和过程分配产生巨大影响,必须研究上游水库蓄水对三峡来水的影响,以确保三峡工程设计的综合效益目标的实现。
程根伟说,三峡工程在2008年将会大幅度提高蓄水位,但上游水库的汛后蓄水将直接影响三峡水库的来水量,有可能造成三峡难以蓄满到正常的高水位,这将破坏三峡枢纽的高水位运行条件,降低水库发电效益。特别是在汛后9月至10月这个关键时期,上游水库蓄水将使来水急剧下降,造成三峡无水可蓄的困境;同时,按照三峡水库调度规则,在汛后水库蓄满之前,三峡电站将实行按保证出力蓄水发电的方式运行,发电出力将在几天内从1200万千瓦以上急剧降低到500万千瓦,这对电力系统将是个难以接受的现实。因此,对于与上游水库群蓄水和三峡梯级调度相关的问题需要抓紧研究,以利三峡工程更充分地发挥效益,避免受上游水库蓄水影响而降低枢纽设计能力的被动局面。
“长江上游水库群蓄水调度模拟决策支持系统”由长江三峡梯级调度通信中心组织,中科院成都山地所和清华大学水利系承担攻关。程根伟说,三峡梯级水库的安全运行和调度优化举足轻重。影响长江三峡水库蓄水发电运行的关键是上游来水来沙量的变化,特别是上游大中型水库的蓄水和泄流调度运行方式,对三峡入库径流具有重要的影响,三峡梯级水库的调度决策迫切需要掌握上游水库群的蓄水情况,以及其对三峡水库来水和发电出力的影响,制定最佳的三峡水库梯级的蓄水调度对策。项目将对长江上游水库群的蓄水调度运行进行动态模拟仿真,重点解决上游水库蓄水对三峡来水的影响,并且提供在受上游水库影响下的三峡水库蓄水调度的优化方案。它将从三峡梯级水库枢纽的优化调度运用的角度,针对上游大中型水库拦蓄径流的情景进行模拟研究,解决上游水库群的工程类型、分布特点、运行方式和拦蓄能力及其对三峡来水的影响,提出保证三峡发电出力的调度决策方案。建立与这些系统模块相配套的数据库平台,解决各个模块的计算原理和参数选择问题。这些模块和体系构成一个完整的长江上游梯级水库群蓄水调度的模拟系统,在GIS系统的支持下,实现对上游水库——河网系统的动态模拟及水文响应预测。
程根伟介绍,“长江上游水库群蓄水调度模拟决策支持系统”已在近日通过了长江电力公司组织的技术设计中期评估。评估认为,该系统解决了长江上游100万平方公里的河网水系的径流演算和中长期预测技术关键,实现了包括50余个大型水库和150余座中型水库的联合调度模拟,同时还具有三峡梯级水库的非恒定流及泥沙动力学模拟功能,是世界上规模最大的水库群调度运行仿真系统。通过该系统的运行仿真,还可以解决长江上游梯级水库蓄水对三峡枢纽工程蓄水的影响问题,建立梯级水库群动态模拟系统,通过模拟水库蓄水对下游水库来水来沙的影响,提出三峡蓄水时机和最优调度对策。
“长江上游水库群蓄水调度模拟决策支持系统”的早日建成,将有利于更科学、更合理地调度和管理三峡水库,进一步落实防洪、航运和蓄水发电目标,具有重大的经济和社会效益。项目成果还将推动国家加强流域统一管理,促进大型江河梯级水库群的联合调度运行,提高我国水资源利用的合理性和科学性,提升我国在大型水利工程体系中的技术管理水平。
“长江上游水库群蓄水调度模拟决策支持系统”预计将在今年10月三峡蓄水期投入试运行。“三峡总公司目前的机构设置分四大块,一是工程建设部门,二是梯级调度通信中心,三是电厂,四是维修部门。随着三峡水库的建成,今后与之相关的建设部门将逐渐淡出并可能在不久的将来撤销,而梯级调度通信中心的作用将逐步凸现出来。”程根伟说,“长江三峡举世瞩目,中科院必须服务于国家的战略需求,目前我们正在为蓄水调度模拟决策支持系统的不断完善作进一步努力!”(张楠 葛丽佳)
[科学时报]
相关链接