有的水库为啥要在发大水的时候开闸放水,发大水前两天不能放闸吗?
有的水库为啥要在发大水的时候开闸放水,发大水前两天不能放闸吗?题主这个疑问涉及到对水库科学调度的问题。
一条河流,有的水库建在上游支流上,如淮河上游大大小小近200多个水库,还有的水库建在河流主干道上,如长江三峡、黄河小浪底水库等,水库位置不同,它的功能也有差异,上游支流水库多侧重防洪、灌溉等,南方由于水量丰富还兼有发电。而干流上的水库功能就齐全了,如长江三峡有防洪、航运、发电、灌溉、维持下游生态平衡等多种功能。
题主反映的水库有这种现象,多发生的北方,北方降水变率大,出现极端天气时水库承受力太差,就会出现流域内发大水时还同时开闸放水。
上图,2018年8月19日山东寿光因受到台风“温比亚”的影响,山东多市遭遇强降雨。中午12点,大暴雨光临寿光市,一直下到晚上9~10点,才有减弱的趋势。整整下了9个小时,降水达187.9毫米,属大暴雨等级,寿光市境内弥河、丹河多处河流决堤,60多个村庄遭遇河水漫灌,水深至腰部。
而寿光上游有三座水库预估降水量异常,黑虎山水库19日8时起,加大泄洪流量至100立方米/秒,冶源水库19日9时泄洪流量至200立方米/秒。嵩山水库19日10时起开始泄洪,泄洪流量为20立方米/秒,水库泄洪流量将达到320立万米/秒,再加上区间来水,弥河流量将超出了我们的想象。
水库在暴雨来临之前,提前3~4个小时开闸放水做出了反应,所以大家才觉得水库放水与暴雨同步了,假如我们提前2~3天可能放水,腾出全部库容防汛,事后我们可以认为这是最好的决策,但是台风携带着上百亿吨水前行,走到哪里才会降下大暴雨,这需要气象部门有一个预判问题。如果台风没有光临寿光或只是路过,降雨量并不大,水库提前放完了,白白浪费的这么多水资源,对于干旱的山东来说,这些水的价值不言而喻。所以说科学调度好非常重要。
四十多年前淮河75.8大暴雨至板桥水库决堤,产生的连锁反应,洪水灾害更为深重。
对于大型水库怎么调度问题,这是一个很复杂的事情了,要涉及多部门的协调配合,才能做出科学决策,如三峡水库,为了腾库容防汛不仅仅提前2~3天了,往往提前半个月,在5月底6月初就开始开闸放水,迎接长江中下游地区的梅雨汛期,今年的长江1号洪水形成,三峡水库开始拦蓄洪水,减少下泄量,减轻中下游地区洪水压力。
今年天气变化非常复杂,受厄尔尼诺影响,台风正酝酿着大暴发,这种自然灾害预测起来非常复杂,而我国又是一个多台风的国家,给我们国家的水库调度带来了难度。所以每年都要提高警惕,防范可能带来的极端天气风险。
水库其实打心底也想提前几天放水,而且这种愿望很强烈,因为提前放水对水库来说绝对是利大于弊,但是无数的水库运行实践告诉你,这根本不可能,主要原因有两个,第一是技术,第二是行政。
水库的基本知识普及
要了解这个问题,需要简单了解下水库,我国水库的分类方法有很多,最易于被理解接收的,就是按照功能,比如水库承担防洪功能、供水功能、灌溉功能、发电功能等等。归根结底来说,大多数水库承担的都是防洪功能,也就是拦蓄洪水,避免洪水给下游造成破坏,那么拦住的洪水咋办?白白弃掉是不是太可惜了,那就发电,反正电站发电只利用水能,而不消耗水量,发完电的水还是排入下游河道,所以既承担防洪,又具有发电的水库在我国占据绝大多数,比如三峡水库、丹江口水库、新安江水库等等,都是这种类型的水库。
水库水电站
水库的防洪和发电既相互依存,有时候又会形成矛盾,相互依存的是,洪水流量很大,如果没有水库拦蓄,电站根本没法利用这部分水量,但是有了水库就不一样,拦蓄的水库放在水库里,电站可以慢慢消耗,这对于电站发电是极为有利的;矛盾在于,对于电站来水,水库水越高,其上下游落差越大,水电站发电水头越高,其发电越有利,但是在汛期,必须放水,压低库水位,只有这样才能拦蓄可能出现的洪水,这就形成了矛盾。
了解了这些水库的基本知识,接下来就可以回答这个问题了。
水库为什么愿意提前放水
对于水库来水,要发大水的情况下,提前放水是最为明智的,也是最理想的调度情况。比如水库现在预计要来1000万m³的水,那么水库就需要提前泻掉1000万m³的水,这样才能拦蓄住这场洪水,那么如果提前放水,那么这1000万m³的水可以通过电站进行发电后再泄掉,就会产生许多的电量效益,更重要的是来的这1000万m³的水又存在水库里了,一点水都没浪费,只是最理想的调度。
水库水电站
假如没有提前放水,那么为了防洪,保证水库安全,多来的这1000万m³的水必须从泄水闸泄掉,即便电站全部开满,在短时间内也只能利用部分水量,假如泄洪时间只有3h,而电站开满3h只能利用50万m³水(其实由于泄水,尾水位抬高了,可能电站都无法运行),这样的话950多万m³水必须白白弃掉,这部分水没有发电,其造成的经济损失比较大。
假如只提前了1天知道要来1000万m³的水,为了消耗这1000万m³的水,水库需要一天内用掉这1000万m³的水,但是电站开满一天可能只利用400万m³水,那么也就意味着600万m³的水没有经过电站,其造成的损失也比较大。
看了这几个例子就知道了,越早放水,对于水库电站来说,越有利。
技术原因达不到
既然如此,水库为啥不愿意提前放水呢?第一原因就是技术达不到,上面已经说了,提前放水的例子是知道水库要来1000万m³的水,那么怎么判断会来这么多的水?那就是降雨,降的雨越多,来流就越大,如果精确知道要下多少雨,那么先走的水文学原理可以较为准确地计算出来,水库这次的洪水有多大,现在的问题就出现在降雨的不准确性。
例如通过天气预报,预报未来48h有一场大雨,要来1000万m³的水,但是实际中可能一滴雨没下,也有可能下了一场下雨,如果白白泻掉1000万m³的水,可能会拉低很多的库水位,既影响电站效益,又有可能因为持续不下雨,影响水库的正常运行。
山区水库
怎么才能避免这种问题的出现呢?那就是下雨了,甚至下雨结束了,明确了确实下了大雨,才让水库泄水,这种方法最稳妥,也就是大家经常看到的发大水的时候水库开闸放水。
为什么降雨就不能精准预测呢?其实现在手段都很先进,但是水库由于利用地形拦蓄洪水,造成淹没,所以其一般都修建在山区,山区的降雨规律极不明确,所以呢,预测根本没法实现,这是极为重要的技术原因。另外,就是预测时间越长,天气预报越不准确,所以,提前几天的天气预报往往不能成为水库提前放水的依据。
行政原因达不到
说完技术原因之后,再来看看行政原因。水库由于要承担防洪作用,所以一般是国家管理,也就是水库怎么放水,一般都是国家管理人员说了算,在不下雨的时候还可以保证,但是汛期必须严格按照水库管理,降低水库水位。一旦涉及行政管理,其考虑因素就比较多,就不能单单考虑发电效益,其实大部分水库在汛期,都牺牲了发电效益。
水库度汛
在汛期,水库承担的防洪作用远远大于发电经济效益,因此,水库调度要牺牲发电效益,所以,在汛期,只有近期天气预报准确了,或者说已经下雨了,水库才会开闸放水,这样调度决策的失误概率就会降低很多,至于发电经济效益,损失就损失了吧。