摘 要：汛期發(fā)電調(diào)度應(yīng)服從防洪調(diào)度，并兼顧航運(yùn)調(diào)度，為摸索向家壩電站泄洪工況下對(duì)航運(yùn)安全的影響，組織開展了不同流量級(jí)泄洪工況下實(shí)船通航試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，向家壩升船機(jī)當(dāng)前最大通航流量可由7900m?/s(樞紐泄洪不超過1500m?/s)調(diào)整為：①1000噸級(jí)標(biāo)船：最大通航流量為8500m?/s(樞紐泄洪不超過2200m?/s);②500噸級(jí)以上非標(biāo)船：最大通航流量為7500m?/s(樞紐泄洪不超過1000m?/s)。

　　關(guān)鍵詞：水電站;通航;泄洪;船舶

　　1 前言

　　向家壩水電站壩址位于四川省宜賓市敘州區(qū)和云南省水富市交界的金沙江峽谷出口處，電站以發(fā)電為主，兼有防洪、航運(yùn)、灌溉、攔沙及反調(diào)節(jié)等綜合功能。通航建筑物布置在樞紐左岸，采用全平衡齒輪爬升螺母柱保安式一級(jí)垂直升船機(jī)，按Ⅳ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，最大提升高度114.2米，設(shè)計(jì)年貨運(yùn)量112萬噸。電站于2006年11月開工建設(shè)，2012年11月首臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，2014年7月7日8臺(tái)機(jī)組全面投產(chǎn)發(fā)電，2018年5月升船機(jī)正式試通航。

　　根據(jù)《金沙江向家壩水庫運(yùn)用與電站運(yùn)行調(diào)度規(guī)程》，向家壩工程設(shè)計(jì)開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，同時(shí)改善航運(yùn)條件，兼顧防洪、灌溉，并具有對(duì)溪洛渡水電站進(jìn)行反調(diào)節(jié)等作用。向家壩水電站正常運(yùn)行期運(yùn)行調(diào)度的主要任務(wù)是在確保工程安全的前提下，協(xié)調(diào)發(fā)電、航運(yùn)、防洪、灌溉等綜合利用功能的關(guān)系，充分發(fā)揮工程綜合利用效益。汛期發(fā)電調(diào)度應(yīng)服從防洪調(diào)度，并兼顧航運(yùn)調(diào)度，滿足設(shè)計(jì)通航條件。本文主要探究向家壩電站不同泄洪工況時(shí)對(duì)電站近區(qū)航運(yùn)安全的影響，通過開展實(shí)船通航試驗(yàn)，以實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)優(yōu)化電站日調(diào)節(jié)和大壩泄洪調(diào)度，為電站運(yùn)行和航運(yùn)協(xié)調(diào)提供科學(xué)依據(jù)。

　　2 航運(yùn)對(duì)水力特性相關(guān)要求

　　根據(jù)JTJ305-2001《船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，在船舶過壩期內(nèi)，引航道口門區(qū)水流條件應(yīng)滿足以下要求：平行航線的縱向流速應(yīng)不大于2m/s，垂直航線的橫向流速不大于0.3m/s，回流流速不大于0.4m/s。向家壩電站非恒定流物模試驗(yàn)研究表明，在設(shè)計(jì)的通航流量范圍內(nèi)(1200m3/s～12000 m3/s)，按照下游水位最大日變幅暫按不超過4.5m/d控制，最大小時(shí)變幅暫按不超過1.0m/h試運(yùn)行的水位變幅控制，引航道口門區(qū)平行航線的縱向流速可滿足規(guī)范要求，但日調(diào)峰運(yùn)行的高水時(shí)段和樞紐泄洪時(shí)，引航道口門區(qū)仍將產(chǎn)生一定程度的橫流和局部回流，船(舶)隊(duì)進(jìn)出引航道時(shí)需注意安全、謹(jǐn)慎駕駛。

　　3 電站泄洪對(duì)航運(yùn)的影響分析

　　3.1 實(shí)船試驗(yàn)

　　為研究向家壩電站發(fā)電、泄洪等不同運(yùn)行工況下對(duì)電站近區(qū)航運(yùn)的影響，根據(jù)《金沙江向家壩水電站升船機(jī)特殊單項(xiàng)工程驗(yàn)收大綱》及《金沙江向家壩水電站升船機(jī)試通航前驗(yàn)收鑒定書》的要求，向家壩升船機(jī)組織開展了兩個(gè)階段的實(shí)船試航試驗(yàn)，第一階段為不泄洪工況，第二階段為不同泄洪流量工況。

　　3.1.1 第一階段實(shí)船試驗(yàn)

　　向家壩升船機(jī)第一階段實(shí)船試航于2018 年1月21 日～27 日開展，實(shí)船試航組次共22 組次(含防撞測(cè)試的船舶上下行及配合船舶的2 次上行)，包括輔助閘室投用與不投用兩種工況下貨船(空載、重載)、客船過機(jī)試驗(yàn)，船舶超設(shè)計(jì)吃水試驗(yàn)，船舶夜航試驗(yàn)，防撞裝置撞擊試驗(yàn)等，實(shí)船試航結(jié)果并結(jié)合數(shù)學(xué)模型計(jì)算、物理模型試驗(yàn)、原型觀測(cè)等成果分析表明，在不泄洪情況下，機(jī)組滿發(fā)流量6400m3/s 以下，升船機(jī)上、下游航道通航水流條件滿足規(guī)范要求，船舶可安全進(jìn)出下游引航道及口門區(qū)，滿足第一階段機(jī)組滿發(fā)流量6400m3/s 以下試通航要求。

　　3.1.2 第二階段實(shí)船試驗(yàn)

　　為驗(yàn)證向家壩水電站機(jī)組滿發(fā)+泄洪條件下，下游引航道、口門區(qū)及連接段通航水流情況(實(shí)際出力560);檢驗(yàn)不同動(dòng)力條件下，不同船型通過引航道、口門區(qū)及連接段通航水流情況;驗(yàn)證設(shè)計(jì)通航流量上限;與第一階段實(shí)船試航中向家壩升船機(jī)下游引航道口門區(qū)實(shí)船試航(泄洪750m3/s)進(jìn)行對(duì)比，探討不同泄洪工況對(duì)船舶通過口門區(qū)影響。向家壩升船機(jī)第二階段泄洪工況實(shí)船試航于2018 年9 月20 日-22 日開展。共計(jì)7350m3/s(泄洪1550 m3/s)、6800m3/s(泄洪1000 m3/s)、7700m3/s(泄洪2000m3/s)、8250m3/s(泄洪2500m3/s)等4 個(gè)量級(jí)工況。

　　3.1.3 補(bǔ)充實(shí)船試驗(yàn)

　　由于第二階段泄洪工況下實(shí)船試航測(cè)試工況機(jī)組均未滿發(fā)，受洪水調(diào)控困難影響，參試船舶樣本較少，為進(jìn)一步提升向家壩升船機(jī)可安全通航流量標(biāo)準(zhǔn)，掌握多樣本船舶在泄洪工況下的航行特性，對(duì)向家壩升船機(jī)進(jìn)行了補(bǔ)充實(shí)船試驗(yàn)。補(bǔ)充實(shí)船試航于2019 年7 月19 日-20 日及8 月15 日分階段開展。共計(jì)7900m3/s(泄洪1500m3/s)、7900m3/s(泄洪2000m3/s)、7900m3/s(泄洪2500m3/s)、7900m3/s(泄洪3100m3/s)4 個(gè)量級(jí)工況。

　　3.2 泄洪通航安全分析

　　3.2.1 泄洪狀態(tài)下的通航流量

　　經(jīng)過不同泄洪流量下實(shí)船試航情況看，升船機(jī)整體運(yùn)行平穩(wěn)，升船機(jī)及助導(dǎo)航設(shè)備設(shè)施性能良好、船舶安檢調(diào)度組織科學(xué)合理。根據(jù)《向家壩升船機(jī)第一階段實(shí)船試航成果報(bào)告技術(shù)評(píng)審意見》有關(guān)結(jié)論，出庫流量6400m3/s(泄洪不超750m3/s)工況條件下，船舶可安全進(jìn)出口門區(qū)。根據(jù)第二階段實(shí)船試航8250m3/s(泄洪2500m3/s)工況下升船機(jī)運(yùn)行、水動(dòng)力學(xué)及船舶等觀測(cè)成果，結(jié)合試航船舶航行特性、口門區(qū)通航水流條件等分析，綜合認(rèn)為電站總出庫流量8900m3/s(泄洪不超2500m3/s)工況下，1000 噸級(jí)船舶可安全進(jìn)出口門區(qū)，由于下游引航道口門區(qū)水流條件復(fù)雜，影響因素較多，在試通航過程中，應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)觀測(cè)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，探索進(jìn)一步提高最高通航流量標(biāo)準(zhǔn)的可能。

　　推薦閱讀：民航空中交通管理職稱論文要求