张欣
国电竹溪水电开发有限公司 湖北 十堰 442000
摘要：随着地球气候的变化，全球极端天气频发，阶段性干旱和阶段性内涝发生频率越来越大，这无疑给水电企业带来了严峻的生存考验。干旱时，无水可发电，内涝时，产生大量弃水却无能为力，过去人工增雨多用于农业方面，用在增水发电方面的例子为数不多，但随着科学技术的不断进步，这种合理开发空中水资源的人工影响天气的方法变的越来越容易实现。
关键词:人工影响天气 水电站 水力发电
一、竹溪县泉河流域概况
泉河流域位于湖北省竹溪县中心腹地南部山区，为泉河堵河西支泗河上的一级支流，发源于大巴山南鄂陕两省交界的大界梁，全流域位于竹溪县境内。河流流经丰溪、泉溪、天宝、龙滩、兵营、新洲等乡镇，在郭家洲与泗河汇合，全长82.2km，流域面积894.6km2。干流天然落差1697m，平均比降7.26‰，水力资源理论蕴藏量9.61万kW。
当前流域五级开发已经完成，从上到下装机情况依次为：红岩一级电站（2*5），红岩二级电站（2*9），大峡电站（2*10），龙滩电站（2*7），白沙河电站（2*25），湖北竹溪公司管辖白沙河电站、大峡电站、红岩二级电站，总装机88MW，占流域总装机容量的78.6%。
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表1.竹溪公司各站主要参数表
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二、人工影响天气历史
1958年,中国在吉林省首次使用飞机进行人工增雨试验。
时隔50年，2008年8月8日的奥运开幕式上，由1104枚火箭弹演绎出的奥运史上首次人工消雨成功。
如今，黄河流域、长江流域、高原沙漠区域，各省市农业、林业、水电、环保均经常开展人影作业来为社会做贡献。
三、可行性分析
1、当前生产效益
从表1可以看出，近三年竹溪公司三座电站的利用小时数均未达到设计值，均存在11%-21%的差距。从公司效益情况看，虽然从2016年起不断在加强电站的经济运行管理，一年增加的经济效益大概有10%，已经很可观，但是仍未摆脱亏损的现状。除2017年公司来水偏丰盈利外，2016年和2018年均亏损，归根结底还是发电量太少，源头因素就是可供发电的水量太少。
2、增雨效益分析
泉河流域面积（白沙河坝址以上）812.6平方公里，相对较小，这样的小流域进行增雨作业很容易抓住过往小云团，产生降雨，看到明显效果。而且泉河流域竹溪公司电站有三座，装机容量占总容量的78.6%，对水量的利用程度极高，龙头电站的每一滴水都会被竹溪公司电站所利用，粗略测算，流域一库水，竹溪公司各电站共可发出3470万度电，按单价0.357元/度计算，可产生1238万元收益，效益非常可观，值得探索开展人工增雨工作。
泉河流域所在的鄂西北区域，每年春季、秋季单场次降雨量值不大，而且很平稳，每年夏季，流域都会出现不同程度的“卡脖旱”，期间单次流域平均降雨量虽不少，但由于土壤气候极度干燥，往往一场雨过后，土壤含水刚刚饱和，水位未来得及上涨就又进入高温天气，场次降雨未形成有效产流，对均接近死水位运行的水库来说只是杯水车薪，如果在此时，进行人工降雨，设定个目标降雨值，把天上的雨请下来，达到满库效果，发电效益将会大大增加。
泉河流域面积812.6平方公里，为贴近实际计算，火箭的影响范围为200平方公里，假设过境云团范围为只有400平方公里，需要两个火箭发射中心就可以影响整个云团。每个影响点按发射4枚火箭弹算，总共需要8枚火箭弹，加上其他人工成本、通讯、车辆等成本，一次增雨作业需投入24万元。以同在十堰区域的黄龙滩电厂增雨效果作为参考，按30%的最小增雨率计算，假设一次降雨值分别为20mm、30mm、40mm、50mm，增加径流及发电效益见下表
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通过计算可以看出，只要有20mm的基础降雨，就能通过增雨作业保证产生效益，每年流域20mm以上的降雨过程20次以上，以此计算，全年增雨效益将达200百万元以上，各站利用小时也将接近设计值，这还只是仅考虑20mm小量级的降雨，随着量级的增大，增雨效益将更加可观。
3、增雨风险性评估
十堰市人工影响天气工作包括：制定全市人工影响天气发展规划和年度工作计划，统一购置人影装备和弹药，空域申请及协调，人工增雨防雹作业，作业人员的培训和人影安全管理等。全市现有十堰城区、丹江、郧阳区、郧西、房县、竹山和竹溪7个人影作业单位，固定作业点46个，流动作业点29个，37式高炮39门，火箭发射系统28套，每年参与人影指挥和作业人员200余人，其中一线作业人员为175人。多年来，为农业、林业、环保、水电、烟叶和社会大型活动开展的人影作业，取得了十分明显社会和经济效益，得到了各级人民政府和相关部门的充分肯定和高度评价。
泉河流域山高林密，植被完好，人烟稀少，作业人员严格按照章程进行增雨作业造成人为事故的可能性极低。
四、人工影响天气展望
人工影响天气时隔复杂的工作，仍需要不断大量的科研付出，方能在未来真正实现“人定胜天”这句古话。
数值模式。数值模式将成为人工影响天气研究和业务的关键组成部分。数值模式在三个方面可以应用于人工影响天气作业，即有关人影作业的方案设计、论证，作业过程的指导，作业后的分析。
卫星技术。由于卫星监测可以提供较大范围的云和降水状况，如水汽场、气溶胶粒子数及其谱分布、滴谱特征、云顶温度等，在人工影响天气领域具有重要的应用价值，大力发展卫星信息在有意识人工影响天气业务中的应用无疑是今后发展的必然趋势。
大气廓线探测系统。随着电子技术的发展，高灵敏度的风廓线仪已经投入实际应用，可以实现对对流层风廓线的连续测量。如何有效利用这些新型大气廓线测量系统测量的大气风廓线、温度廓线、湿度廓线等进行人工影响天气业务指导也是很重要的发展趋势。
结语：人工增雨作业在泉河流域具有很高的实用意义，竹溪公司对流域水能的利用程度之高，势必大大提高增雨作业的效益值，这是竹溪公司在泉河流域独特优势。通过与专业机构的长期合作，利用现有的信息、技术、资源等条件，建立长期的人工增雨跟踪机制，根据需要，及时准确地把握时机，使增雨项目在增加流域经济效益的同时带来更大的社会效益。
参考文献
[1]、中国气象局事业发展战略研究
[2]、人工增雨对雨强和降水时间的影响[J]. 李冰,黄宪刚,郭献林; 河南气象;1997年03期
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[5]、龙羊峡水库库区人工增雨、增水效果评估[D];张阳；河海大学;2006年
[6]、人工增雨效果统计检验方法的改进[D];翟羽；南京信息工程大学;2006年
张欣 男 本科 助理工程师 热能与动力工程（水动） E-mail:617213540@qq.com