摘 要：汛期發(fā)電調度應服從防洪調度，并兼顧航運調度，為摸索向家壩電站泄洪工況下對航運安全的影響，組織開展了不同流量級泄洪工況下實船通航試驗，試驗結果表明，向家壩升船機當前最大通航流量可由7900m?/s(樞紐泄洪不超過1500m?/s)調整為：①1000噸級標船：最大通航流量為8500m?/s(樞紐泄洪不超過2200m?/s);②500噸級以上非標船：最大通航流量為7500m?/s(樞紐泄洪不超過1000m?/s)。

　　關鍵詞：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、灌溉、攔沙及反調節(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垂直升船機，按Ⅳ級航道標準設計，最大提升高度114.2米，設計年貨運量112萬噸。電站于2006年11月開工建設，2012年11月首臺機組投產發(fā)電，2014年7月7日8臺機組全面投產發(fā)電，2018年5月升船機正式試通航。

　　根據(jù)《金沙江向家壩水庫運用與電站運行調度規(guī)程》，向家壩工程設計開發(fā)任務以發(fā)電為主，同時改善航運條件，兼顧防洪、灌溉，并具有對溪洛渡水電站進行反調節(jié)等作用。向家壩水電站正常運行期運行調度的主要任務是在確保工程安全的前提下，協(xié)調發(fā)電、航運、防洪、灌溉等綜合利用功能的關系，充分發(fā)揮工程綜合利用效益。汛期發(fā)電調度應服從防洪調度，并兼顧航運調度，滿足設計通航條件。本文主要探究向家壩電站不同泄洪工況時對電站近區(qū)航運安全的影響，通過開展實船通航試驗，以實測數(shù)據(jù)指導優(yōu)化電站日調節(jié)和大壩泄洪調度，為電站運行和航運協(xié)調提供科學依據(jù)。

　　2 航運對水力特性相關要求

　　根據(jù)JTJ305-2001《船閘總體設計規(guī)范》的相關規(guī)定，在船舶過壩期內，引航道口門區(qū)水流條件應滿足以下要求：平行航線的縱向流速應不大于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研究表明，在設計的通航流量范圍內(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，最大小時變幅暫按不超過1.0m/h試運行的水位變幅控制，引航道口門區(qū)平行航線的縱向流速可滿足規(guī)范要求，但日調峰運行的高水時段和樞紐泄洪時，引航道口門區(qū)仍將產生一定程度的橫流和局部回流，船(舶)隊進出引航道時需注意安全、謹慎駕駛。

　　3 電站泄洪對航運的影響分析

　　3.1 實船試驗

　　為研究向家壩電站發(fā)電、泄洪等不同運行工況下對電站近區(qū)航運的影響，根據(jù)《金沙江向家壩水電站升船機特殊單項工程驗收大綱》及《金沙江向家壩水電站升船機試通航前驗收鑒定書》的要求，向家壩升船機組織開展了兩個階段的實船試航試驗，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 第一階段實船試驗

　　向家壩升船機第一階段實船試航于2018 年1月21 日～27 日開展，實船試航組次共22 組次(含防撞測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)、客船過機試驗，船舶超設計吃水試驗，船舶夜航試驗，防撞裝置撞擊試驗等，實船試航結果并結合數(shù)學模型計算、物理模型試驗、原型觀測等成果分析表明，在不泄洪情況下，機組滿發(fā)流量6400m3/s 以下，升船機上、下游航道通航水流條件滿足規(guī)范要求，船舶可安全進出下游引航道及口門區(qū)，滿足第一階段機組滿發(fā)流量6400m3/s 以下試通航要求。

　　3.1.2 第二階段實船試驗

　　為驗證向家壩水電站機組滿發(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(實際出力560);檢驗不同動力條件下，不同船型通過引航道、口門區(qū)及連接段通航水流情況;驗證設計通航流量上限;與第一階段實船試航中向家壩升船機下游引航道口門區(qū)實船試航(泄洪750m3/s)進行對比，探討不同泄洪工況對船舶通過口門區(qū)影響。向家壩升船機第二階段泄洪工況實船試航于2018 年9 月20 日-22 日開展。共計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 個量級工況。

　　3.1.3 補充實船試驗

　　由于第二階段泄洪工況下實船試航測試工況機組均未滿發(fā)，受洪水調控困難影響，參試船舶樣本較少，為進一步提升向家壩升船機可安全通航流量標準，掌握多樣本船舶在泄洪工況下的航行特性，對向家壩升船機進行了補充實船試驗。補充實船試航于2019 年7 月19 日-20 日及8 月15 日分階段開展。共計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 個量級工況。

　　3.2 泄洪通航安全分析

　　3.2.1 泄洪狀態(tài)下的通航流量

　　經過不同泄洪流量下實船試航情況看，升船機整體運行平穩(wěn)，升船機及助導航設備設施性能良好、船舶安檢調度組織科學合理。根據(jù)《向家壩升船機第一階段實船試航成果報告技術評審意見》有關結論，出庫流量6400m3/s(泄洪不超750m3/s)工況條件下，船舶可安全進出口門區(qū)。根據(jù)第二階段實船試航8250m3/s(泄洪2500m3/s)工況下升船機運行、水動力學及船舶等觀測成果，結合試航船舶航行特性、口門區(qū)通航水流條件等分析，綜合認為電站總出庫流量8900m3/s(泄洪不超2500m3/s)工況下，1000 噸級船舶可安全進出口門區(qū)，由于下游引航道口門區(qū)水流條件復雜，影響因素較多，在試通航過程中，應繼續(xù)加強觀測，總結經驗，探索進一步提高最高通航流量標準的可能。

　　推薦閱讀：民航空中交通管理職稱論文要求