鴨綠江2010年大洪水及梯級(jí)水庫(kù)的防洪作用分析

王鐵鋒，俞 宏，馬雪梅

（中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長(zhǎng)春 130021）

1 暴雨洪水及特點(diǎn)

1.1 天氣特點(diǎn)

鴨綠江流域暴雨多發(fā)生在6—9月份，洪水由暴雨形成，且以7，8月份出現(xiàn)的次數(shù)最多，且量級(jí)大。2010年汛期鴨綠江流域發(fā)生了6場(chǎng)強(qiáng)降水過(guò)程。

2010年汛期，由于西北太平洋副熱帶高壓位置異常偏西，主體偏北，副高脊線持續(xù)穩(wěn)定在30°N左右，控制范圍較大，加之冷空氣活躍，冷渦和高空槽系統(tǒng)頻繁東移，與副高后部西南暖濕氣流交匯，產(chǎn)生強(qiáng)烈降雨天氣過(guò)程，導(dǎo)致鴨綠江流域大洪水頻繁發(fā)生。

1.2 暴雨洪水特性

2010年鴨綠江流域洪水具有降雨范圍廣、量級(jí)大、高水位洪水歷時(shí)長(zhǎng)、洪水過(guò)程重復(fù)出現(xiàn)等特點(diǎn)。

1）7月19日17時(shí)至7月22日8時(shí)，受高空槽和副高邊緣西南暖濕氣流的共同影響，鴨綠江流域出現(xiàn)強(qiáng)降水過(guò)程。暴雨高值區(qū)在鴨綠江支流朝鮮側(cè)禿魯江流域，水豐庫(kù)水位3 d時(shí)間上漲5 m。

2）7月26日8時(shí)至27日8時(shí)，受低壓、切變線及西南暖濕氣流共同影響，鴨綠江中游降大雨，暴雨中心在丹東的太平哨站，達(dá)248 mm。

3）7月30日至8月1日，受高空槽及副高邊緣西南暖濕氣流的共同影響，鴨綠江中上游降大到暴雨，暴雨中心在臨江市，4 h降雨量達(dá)到145 mm。水豐庫(kù)水位達(dá)116 m，主壩開(kāi)始溢流，水豐日平均入庫(kù)流量13 900 m3/s，超過(guò)4年一遇洪水。

4）8月7日20時(shí)至10日8時(shí)，受冷渦、地面低壓和西南暖濕氣流的影響，流域內(nèi)再次普降大到暴雨，最大點(diǎn)雨量為蒲石河毛甸子站，累計(jì)降雨量為313 mm。

5）8月19日8時(shí)至21日8時(shí)，受副熱帶高壓及冷渦共同影響，鴨綠江出現(xiàn)強(qiáng)降雨過(guò)程。暴雨中心在鴨綠江下游蒲石河、云 愛(ài)河，最大點(diǎn)雨量為蒲石河砬子溝站，最大12 h降雨量560 mm，累計(jì)降雨量達(dá)631 mm。水豐最大日平均入庫(kù)流量12 500 m3/s，最高庫(kù)水位達(dá)120.79 m，丹東市洪峰流量達(dá)28 000 m3/s。

6）8月26日8時(shí)至29日20時(shí)，受副高后部切變影響，鴨綠江降暴雨到大暴雨，最大點(diǎn)雨量為鴨綠江草河站，累計(jì)降雨量為247 mm。

2 梯級(jí)水庫(kù)實(shí)際調(diào)度及削峰情況

鴨綠江干流建有云峰、渭源、水豐、太平灣水電站，在右側(cè)支流渾江上建有桓仁、回龍山等電站，上游朝方支流尚建有多座引水工程，以下對(duì)云峰、桓仁、水豐3座水庫(kù)在4場(chǎng)較大洪水中的實(shí)際調(diào)度及削峰情況進(jìn)行分析。

水豐水庫(kù)正常運(yùn)用情況下，庫(kù)水位達(dá)到正常蓄水位123.3 m，開(kāi)啟主壩閘門(mén)泄洪；水位達(dá)到125 m，開(kāi)啟副壩閘門(mén)泄洪（中朝理事會(huì)1966年決議）。2009年8月，水豐水電站防洪設(shè)施改造工程開(kāi)工建設(shè)，施工期根據(jù)《水豐水電站金屬結(jié)構(gòu)和安全監(jiān)測(cè)改造工程施工期水庫(kù)調(diào)度運(yùn)用方案》進(jìn)行調(diào)度，即水豐電廠及下游的中方或朝方的兩個(gè)電廠全部水輪發(fā)電機(jī)組滿發(fā)電放流，當(dāng)水位達(dá)到堰頂高程116 m，主壩26個(gè)溢流孔全部自由溢流。

2010年7月下旬，受暴雨影響，上游渭源、江界、云峰、桓仁等水庫(kù)陸續(xù)泄洪，水豐庫(kù)水位持續(xù)上漲，8月2日5時(shí)30分，水豐水位到達(dá)116 m，大壩開(kāi)始溢流，于8月4日下午15時(shí)，水豐副壩開(kāi)啟3孔閘門(mén)開(kāi)始泄洪，8月6日9時(shí)，水豐副壩閘門(mén)全部關(guān)閉。

鴨綠江流域2010年各場(chǎng)洪水，梯級(jí)水庫(kù)調(diào)度及削峰情況見(jiàn)表1。

表1 2010年各場(chǎng)洪水水庫(kù)調(diào)度及削峰情況表

從表1中可以看出，這4場(chǎng)較大洪水中，梯級(jí)水庫(kù)平均削減洪峰流量約50%，水豐水庫(kù)削減洪峰33%～89.5%。

3 水豐水電站防洪設(shè)施改造工程施工期對(duì)下游防洪影響分析

3.1 施工期洪水調(diào)度及洪水組成情況分析

水豐水庫(kù)主壩開(kāi)始溢流時(shí)間為8月2日。8月4日15時(shí)，水豐副壩開(kāi)啟3孔閘門(mén)開(kāi)始泄洪，8月6日9時(shí)，水豐副壩閘門(mén)全部關(guān)閉，副壩溢流量約0.41×108m3。截止到2010年9月20日，水豐主壩的溢流流量仍達(dá)到1350 m3/s，累計(jì)溢流量 125×108m3。

8月下旬丹東地區(qū)的強(qiáng)降水形成的大洪水，使朝方新義州受災(zāi)嚴(yán)重，8月21日9時(shí)30分丹東市洪峰流量28 000 m3/s，從丹東洪峰流量組成分析，上游荒溝水文站21日6時(shí)洪峰流量12 800 m3/s，占丹東洪峰流量的45.7%，支流叆河梨樹(shù)溝站21日4時(shí)洪峰流量12 200 m3/s，占丹東洪峰流量的43.6%，水豐21日1時(shí)（按照9 h洪水傳播時(shí)間，相應(yīng)于丹東洪峰出現(xiàn)時(shí)間）入庫(kù)流量8 460 m3/s，庫(kù)水位117.8 m，相應(yīng)出庫(kù)流量為2 330 m3/s（含發(fā)電），出流量?jī)H占丹東洪峰流量的8.3%，水豐的出庫(kù)流量并不大，當(dāng)水豐洪峰到達(dá)丹東時(shí)，丹東的洪峰已經(jīng)過(guò)去2 d，未形成不利于丹東市防洪的組合。

3.2 若水豐水庫(kù)正常運(yùn)用洪水情況分析

在正常運(yùn)用情況下，根據(jù)水庫(kù)調(diào)度運(yùn)用原則，水位達(dá)到正常蓄水位123.3 m時(shí)開(kāi)啟閘門(mén)泄洪，按水庫(kù)實(shí)際溢流量推算，則8月10日至8月11日應(yīng)開(kāi)啟閘門(mén)，比實(shí)際溢流晚9～10 d開(kāi)啟閘門(mén)。

從2010年汛期水豐大壩實(shí)際溢流過(guò)程看，由于改造工程施工，自8月2日到8月20日期間，水豐自由溢流量已經(jīng)超過(guò)40×108m3。水豐水庫(kù)從116 m到123.3 m的庫(kù)容差為25.5×108m3，如果水豐水庫(kù)按正常運(yùn)用調(diào)度，庫(kù)水位在8月20前已經(jīng)到達(dá)123.3 m，即到大洪水來(lái)臨前，已開(kāi)啟閘門(mén)泄洪，相應(yīng)最大泄流流量為7 430 m3/s，比當(dāng)時(shí)實(shí)際泄流流量（1 300 m3/s）大 6 130 m3/s。

由此可見(jiàn)，由于水豐水電站防洪設(shè)施改造工程施工，無(wú)閘門(mén)控制，相當(dāng)于提前預(yù)泄，騰出防洪庫(kù)容25.5×108m3，使得洪水來(lái)臨前，水豐水庫(kù)的庫(kù)水位在118 m以下，減少了大洪水時(shí)的下泄流量，減輕了下游丹東和新義州的防洪壓力，水豐水庫(kù)防洪作用顯著。

4 結(jié)語(yǔ)

1）2010年汛期，由于西北太平洋副熱帶高壓位置異常偏西，致使鴨綠江流域連續(xù)普降暴雨，大洪水頻繁發(fā)生，給防汛工作帶來(lái)了較大壓力。

2）在歷次的大洪水考驗(yàn)中，流域內(nèi)的梯級(jí)水庫(kù)不同程度上發(fā)揮了積極的作用，據(jù)統(tǒng)計(jì)，3座大型水庫(kù)在4次洪水中，梯級(jí)水庫(kù)平均削減洪峰流量約50%，水豐水庫(kù)削減洪峰33%～89.5%。

3）水豐水電站防洪設(shè)施改造工程施工期間溢洪道自由溢流，不能啟閉閘門(mén)控制調(diào)洪，但是針對(duì)2010年較大的來(lái)水量，提前長(zhǎng)時(shí)間的自由溢流，相當(dāng)于預(yù)泄降低庫(kù)水位，增加了調(diào)洪庫(kù)容25.5×108m3。丹東10821洪水，水豐實(shí)際出庫(kù)流量較有閘門(mén)控制時(shí)出庫(kù)流量減少6 130 m3/s，未形成不利于丹東市防洪的組合。

4）鴨綠江支流叆河三灣水庫(kù)正在建設(shè)中，為緩解丹東市防洪壓力，建議在該水庫(kù)工程任務(wù)中，增加防洪功能。