4　工程背景、模型描述及测试配置

4.1　工程背景

4.1.1　红水河梯级水电站群

红水河是珠江水系西江上游干流，发源于云南省马雄山，纵贯云南省、贵州省以及广西壮族自治区。红水河上源河段称为南盘江，河长约925km，落差约1850m，流域面积5.49万km2，与贵州省境内的北盘江汇合后称为红水河。红水河河长约660km，落差约250m，流域面积13.10万km2。红水河干流在广西境内与柳江汇合后称为黔江，河长约120km，大藤峡以上流域面积约为19万km2，年径流量1300亿m3，水力资源十分丰富。由于红水河径流量充沛且河段落差大，在广西境内可供开发的水力资源蕴藏量达到11080MW，因此，红水河被誉为广西电力资源以及我国水电的“富矿”。红水河干流梯级水电站群开发目标以发电为主，供电范围主要集中在华南地区；梯级水电站群开发完毕后，可改善河段通航条件，实现中下游河段渠化通航；此外，还可以为城市防洪、农田灌溉等带来一定的效益。

红水河梯级水电站群（包括南盘江、北盘江、红水河干流及以下）主要规划13座梯级水电站群开发，自上而下依次为天生桥一级（南盘江）、天生桥二级（南盘江）、平班（南盘江）、光照（北盘江）、董箐（北盘江）、龙滩（红水河）、岩滩（红水河）、大化（红水河）、百龙滩（红水河）、乐滩（红水河）、桥巩（红水河）、大藤峡（黔江）、长洲（浔江）。目前，除了大藤峡水电站仍未建成外，其他水电站已全部建成投产运行，总装机容量13280MW。天生桥一级、光照、龙滩、岩滩4座大型水电站具有较好的调节能力，调节性能分别为不完全多年调节、不完全多年调节、年调节以及不完全年调节，对整个梯级水电站群调度发挥补偿作用。其他电站为日调节或径流式调节。红水河流域以及干流梯级水电站群拓扑结构见图4.1。

1.天生桥一级

天生桥一级水电站是红水河梯级电站的第一级，位于南盘江干流上。工程以发电为主，水库总库容102.60亿m3，调节库容57.96亿m3，为不完全多年调节水库。电站装机容量1200MW（4×300MW），年发电量52.26亿kW·h，保证出力405MW，年电量40.77亿kW·h。电站建成后，送电贵州、广西和广东。坝址以上流域面积50139km2，多年平均流量612m3/s，年径流量193亿m3。洪峰流量大，千年一遇洪峰流量20900m3/s，可能最大洪峰流量28500m3/s。多年平均输沙量1574万t，平均含沙量0.81kg/m3。

2.天生桥二级

天生桥二级水电站位于贵州安龙及广西隆林两县的界河南盘江（红水河支流）上，距贵阳市385km，距南宁市537km。坝址以上流域面积为50194km2，多年平均径流量为194亿m3，多年平均流量为615m3/s，多年平均输沙量为1490万t，多年平均含沙量为0.76kg/m3，是中国南方含沙量较大的河流之一。电站采用引水式开发方式，正常蓄水位645.00m，相应库容2600万m3。

3.平班

平班水电站是南盘江红水河水电基地规划的第三个梯级电站，上游与天生桥二级水电站尾水相连，下游与龙滩水电站正常蓄水位400.00m衔接，安装3台135MW轴流转浆式水轮发电机组，总装机容量405MW，保证出力127MW。平班水电站水库控制流域面积51600km2，多年平均流量616m3/s，多年平均年径流量为194亿m3。水库正常蓄水位440.00m，设计洪水位441.67m，校核洪水位445.60m，死水位437.50m。总库容2.78亿m3，调节库容0.27亿m3，调洪库容0.67亿m3，死库容1.84亿m3。

4.光照

光照水电站位于贵州省关岭、睛隆两县交界的北盘江中游，海拔600余米，西北高东南低，地貌以山地为主，河谷地段大部切割严重，相对高差较大，属亚热带高原季风气候，全年无霜期356天。光照水电站为北盘江站的“龙头”，是以发电为主，兼顾航运、灌溉、供水及其他的水利工程。坝址以上流域面积为13548km2，年平均流量为257m3/s，正常蓄水位745.00m，水库回水长度69km，水库面积为51.54km2，总库容32.45亿m3，正常蓄水位相应库容31.35亿m3，调节库容20.37亿m3，为不完全多年调节水库。电站装机容量1040MW，年平均发电量27.54亿kW·h。

5.董箐

董箐水电站是“西电东送”第二批重点电源建设项目之一，位于贵州北盘江下游贞丰县与镇宁县交界处，为Ⅱ等工程，工程规模为大（2）型。工程总投资约60亿元，总装机容量为880MW，安装4台220MW 水轮发电机组，保证出力172MW，年平均发电量为31.00亿kW·h，水库正常蓄水位490.00m，总库容9.55亿m3，调节库容1.44亿m3，以发电为主，兼有防洪、供水、养殖和改善生态环境等综合效益。

6.龙滩

龙滩水电工程是国家西部大开发的十大标志性工程和“西电东送”的战略项目之一。工程位于红水河上游的天峨县境内，距天峨县城15km。坝址以上流域面积98500km2，其装机容量占红水河可开发容量的35%～40%。龙滩水电工程规划总装机容量6300MW，安装9台700MW的水轮发电机组，年均发电量187.00亿kW·h，相应水库正常蓄水位400.00m，总库容273.00亿m3，防洪库容70亿m3，分两期建设。一期建设装机容量4900MW，安装7台700MW的水轮发电机组，年均发电量156.70亿kW·h，相应水库正常蓄水位375.00m，总库容162.00亿m3，防洪库容50.00亿m3。龙滩水电工程的开发和建设，不仅可利用巨大的水能提供清洁和质优价廉的电力，还可减轻西江和珠江三角洲的洪水灾害，使下游沿江两岸和西江、北江三角洲的防洪标准从5～10年一遇提高到40～50年一遇，对沟通黔、桂两省（自治区）的航运具有巨大效益。目前，龙滩已建成一期，并投产运行。

7.岩滩

岩滩水电站位于红水河中游广西大化瑶族自治县境内，东南距巴马县30km，距南宁市170km。电站以发电为主，兼有航运效益。一期工程装机容量1210MW，保证出力245MW，多年平均年发电量56.60亿kW·h，供电给广西和广东。坝址上游流域面积106580km2。多年平均流量1760m3/s，多年平均年径流量555亿m3。工程按千年一遇洪水30500m3/s设计，5000年一遇洪水34800m3/s校核。设计洪水位227.20m，最大下泄流量28980m3/s；校核洪水位229.20m，相应总库容33.50亿m3。正常蓄水位223.00m，相应库容26.00亿m3。

8.大化

大化水电站位于红水河中游、广西壮族自治区大化县，南距南宁市约100km，上游是岩滩水电站，下临百龙滩水电站。大化水电站以发电为主，兼有航运、灌溉等效益。坝址以上集水面积112200km2，多年平均流量1990m3/s，多年平均径流量627亿m3，多年平均输沙量4740万t。水库正常蓄水位155.00m，死水位153.00m，总库容9.64亿m3，为日调节水库。大坝按百年一遇洪水流量23200m3/s设计，库水位163.80m；按千年一遇流量31000m3/s校核，库水位169.30m。电站最大水头39.20m，最小水头13.00m，设计水头22.00m。

9.百龙滩

百龙滩水电站位于广西壮族自治区都安、马山两县交界处的红水河中游，是南盘江红水河水电基地规划中的第七个梯级。坝址距都安县城12km、马山县城17km、南宁市147km。坝址控制流域面积112500km2，多年平均含沙量0.815kg/m3，年输沙量5350万t，多年平均流量2020m3/s。水库总库容3.40亿m3，正常蓄水位126.00m，相应库容0.70亿m3；死水位125.00m，相应库容0.65亿m3。电站总装机容量192MW，设计水头9.7m，最大水头18m，单机额定流量378m3/s。百龙滩是一座低水头河床式径流水电站，需对大化水电站日调节流量进行适当的反调节。

10.乐滩

乐滩电站位于广西忻城县红渡镇上游3km处，上距已建的百龙滩水电站76.2km，下游为桥巩水电站。工程控制流域面积118000km2，坝址多年平均流量为2180m3/s，年径流量688亿m3，水库正常蓄水位112.00m，总库容9.50亿m3，调节库容0.46亿m3，死水位110.00m。电站装机4台，总容量600MW，年发电量34.95亿kW·h。

11.桥巩

桥巩水电站位于广西来宾市境内的红水河干流上，上游距已建的乐滩水电站75km，下游距在建的大藤峡水电站175km，距来宾市区40km，距南宁市151km。坝址以上流域面积128564km2，多年平均流量2134m3/s，正常蓄水位84.00m，相应库容1.91亿m3。共安装8台单机容量57MW，总装机容量456MW。

12.大藤峡

大藤峡水利枢纽坝址位于广西桂平市黔江彩虹桥上游6.6km的峡谷出口处，控制集雨面积198612km2，多年平均径流量1340亿m3。水库正常蓄水位61.00m，死水位47.60m，校核洪水位63.90m，水库总库容34.30亿m3，正常调节库容15.00亿m3，电站装机8×200MW，多年平均发电量61.30亿kW·h。目前，大藤峡水利枢纽正在建设，预计2023年竣工。

13.长洲

长洲电站坝址位于梧州市上游约12km处，距南宁382km，至广州303km。总装机容量630MW，多年平均发电量为30.14亿kW·h，装机利用小时数4916h，枯水期多年平均发电量15.32亿kW·h，占多年平均发电量的49.4%。电站最大水头16.0m，最小水头3.0m，设计水头9.5m，是一座以发电和航运为主，兼有防洪灌溉、淡水养殖、供水、旅游等综合利用功能的工程。

天生桥一级、光照、龙滩、岩滩4座季调节及以上水电站特征属性值见表4.1，其他已建电站的特征属性值见表4.2。

4.1.2　澜沧江下游梯级水电站群

澜沧江是湄公河上游在中国境内河段的名称，是我国西南地区最大的河流之一，属于国际河流，也是亚洲流经国家最多的河流。澜沧江发源于青海省吉富山，纵贯青海省、西藏自治区和云南省，在中国境内主干流河长约2100km，落差约4580m，流域面积16.74万km2。在青海境内，河长约450km，落差约1550m，流域面积3.87万km2；在西藏境内，河长约480km，落差约1250m，流域面积3.85万km2；在云南省境内，河长1247km，落差1780m，流域面积9.1万km2，河流水量丰沛且稳定，干流国境处多年平均水量为640亿m3。干流在中国境内的水能资源可开发量约为30000MW，设计规划电站主要位于云南省境内，可分为澜沧江上游河段和下游河段，全河段按16级水电站梯级开发，主要目标以发电为主。上游河段主要包括白塔、古水、乌弄龙、里底、托巴、黄登、大华桥、苗尾，中下游河段则依次为功果桥、小湾、漫湾、大朝山、糯扎渡、景洪、橄榄坝和勐松。梯级水电站群总装机规模达到25580MW。目前，澜沧江上游水电站群仍处于规划或在建状态，下游水电站群已基本建成并投产运行，具有较好调节性能的水电站主要包括小湾、漫湾、大朝山、糯扎渡以及景洪。其中，糯扎渡电站是云南省装机规模最大的水电站，也是“西电东送”和“云电外送”战略的基础项目。澜沧江下游梯级水电站群拓扑结构见图4.2。

1.小湾

小湾水电站位于云南省大理白族自治州南涧县与临沧市凤庆县交界的澜沧江中游河段，距昆明公路里程为455km。小湾水电站是澜沧江中下游水电规划“两库八级”中的第二级，上游为功果桥水电站，下游为漫湾水电站。小湾水库是梯级电站的“龙头水库”，总装机容量为4200MW，保证出力1854MW，多年平均发电量190.60亿kW·h。电站以发电为主兼有防洪、灌溉和库区水运等综合效益。水库正常蓄水位1240.00m，总库容151.32亿m3，调节库容98.95亿m3，为多年调节水库。

2.漫湾

漫湾水电站距昆明450km，是澜沧江干流水电基地开发的第一座百万千瓦级的水电站。其上游为小湾水电站，下游为大朝山水电站。坝址控制流域面积11.45万km2，多年平均流量1230m3/s，正常蓄水位为994.00m，死水位为982.00m，总库容9.20亿m3，调节库容2.58亿m3，总装机总容量达1670MW，为季调节水库。水库面积23.9km2，千年一遇设计洪峰流量为18500m3/s，五千年一遇校核洪峰流量为22300m3/s，可能最大洪水流量25100m3/s。多年平均输沙量4000万t，实测最大含沙量14.3kg/m3，平均含沙量1.0kg/m3。

3.大朝山

大朝山水电站是漫湾水电站的下一梯级电站，位于中国云南省云县与景东县交界的澜沧江中游，那果河支流入口下游1.5km处，上距漫湾电站直线距离70km，距昆明市直线距离约270km，该工程以发电为单一开发目标。坝址控制流域面积12.1万km2，多年平均流量1340m3/s，多年平均径流量423亿m3。正常蓄水位为899.00m，总库容9.40亿m3。设计洪水五百年一遇，设计洪水位899.00m，设计洪水流量18200m3/s，校核洪水五千年一遇，校核洪水位905.89m，校核洪水流量23800m3/s。电站总装机容量1350MW，多年平均年发电量59.31亿kW·h。

4.糯扎渡

糯扎渡电站位于澜沧江下游普洱市思茅区和澜沧县交界处，是澜沧江下游水电核心工程，也是实施“云电外送”的主要电源点。电站总库容237.03亿m3，调节库容113.35亿m3，具有多年调节能力。电站安装9台650MW机组，总装机容量5850MW，保证出力为2400MW，多年平均发电量239.12亿kW·h。坝址以上流域面积14.47万km2。糯扎渡电站是实现国家资源优化配置、全国联网目标的骨干工程，是实施“西电东送”及“云电外送”战略的基础项目。

5.景洪

景洪电厂位于云南省西双版纳州景洪市北郊的澜沧江干流，是澜沧江干流中下游“两库八级”开发方案的第6级，上游和糯扎渡水电站衔接，下游为橄榄坝水电站。水库库容11.40亿m3，正常高水位602.00m，总装机1750MW，设计年发电量78.00亿kW·h，是一座以发电为主，并兼有航运、防洪、旅游等综合利用水库。

澜沧江下游梯级水电站群各电站计算特征属性值见表4.3。