周 敏，陳子龍，鄭 濤

(三峽水利樞紐梯級(jí)調(diào)度通信中心成都調(diào)控部，四川 成都 610094)

2018年，克服了水情復(fù)雜、調(diào)度約束多、電力市場(chǎng)供大于求等各種困難，溪洛渡、向家壩梯級(jí)(以下簡(jiǎn)稱溪-向梯級(jí))水庫(kù)航運(yùn)、生態(tài)、發(fā)電等多項(xiàng)調(diào)度任務(wù)指標(biāo)均創(chuàng)歷史最好水平，綜合效益顯著。2018年，溪洛渡水庫(kù)來(lái)水總量1 574.08億m3，為建庫(kù)以來(lái)(2013年)最大，與多年均值(1 460億m3)相比偏多7.8%。溪洛渡水庫(kù)經(jīng)歷了4次峰值12 000 m3/s以上的洪水過(guò)程，7月16日出現(xiàn)16 300 m3/s的洪峰，為建庫(kù)以來(lái)最大。為配合三峽水庫(kù)對(duì)長(zhǎng)江中下游進(jìn)行防洪調(diào)度，整個(gè)汛期，溪-向梯級(jí)水庫(kù)按照防總要求預(yù)留聯(lián)合防洪庫(kù)容。向家壩水庫(kù)汛期(7月1日-9月4日)水位控制在370.35～374.25 m之間波動(dòng)，并維持至蓄水開(kāi)始。2018年7月7日向家壩上游庫(kù)水位突然快速上漲，判斷區(qū)間突發(fā)洪水(洪峰流量超過(guò)3 000 m3/s)，值班人員雖及時(shí)正確處置，滿足了防洪庫(kù)容要求、保障了航運(yùn)安全，事后總結(jié)發(fā)現(xiàn)區(qū)間突發(fā)來(lái)水分析利用尚不多見(jiàn)。故本文通過(guò)單次事件，以及多年水雨情數(shù)據(jù)分析，在不增加上下游防洪壓力的情況下，尋找突發(fā)洪水來(lái)源，尋求有效防洪調(diào)度手段，高效利用溪-向區(qū)間突發(fā)來(lái)水。

1 溪-向梯級(jí)基本情況

溪洛渡、向家壩是長(zhǎng)江流域防洪體系中的重要工程[1]，控制金沙江流域面積的97%，兩庫(kù)防洪庫(kù)容共計(jì)55.53億m3，約占三峽水庫(kù)防洪庫(kù)容的1/4，配合三峽水庫(kù)對(duì)長(zhǎng)江中下游地區(qū)進(jìn)行防洪調(diào)度，對(duì)三峽水庫(kù)入庫(kù)洪水過(guò)程具有持續(xù)、穩(wěn)定的消減作用。

溪洛渡、向家壩兩庫(kù)區(qū)間位于金沙江下段，屬于青藏高原和云貴高原向四川盆地過(guò)度地帶，涉及四川省宜賓、屏山、雷波、馬邊和云南省水富、綏江、永善、大關(guān)等縣。區(qū)間干流河長(zhǎng)156.6 km，集雨面積4 400 km2，其中左岸集水面積2 500 km2，右岸集水面積1 900 km2。支流主要有左岸的西寧河(其上建有歐家村水文站)、中都河(其上建有龍山村水文站)和右岸的大汶河(其上建有新華水文站)，三條支流集雨面積總計(jì)1 891 km2，占區(qū)間面積的43%。溪洛渡、向家壩區(qū)間水系見(jiàn)圖1。

圖1 溪洛渡、向家壩區(qū)間水系圖

2 2018年7月7日溪-向區(qū)間突發(fā)洪水事件處置

2018年7月7日溪-向區(qū)間突發(fā)洪水，事件發(fā)生及調(diào)度過(guò)程如下：

9:18，向家壩庫(kù)水位達(dá)到372.40 m，按照水庫(kù)調(diào)度規(guī)程要求，為控制向家壩庫(kù)水位不超372.5 m，增加1～5號(hào)中孔開(kāi)度由1.0～2.0 m(第①次開(kāi)閘，如圖2所示)，增加下泄流量630 m3/s，總出庫(kù)流量增加至7 470 m3/s。此次為正常的水庫(kù)水位控制操作。閘門開(kāi)度增加后，向家壩庫(kù)水位按預(yù)計(jì)情況開(kāi)始緩慢下降。

9:28，向家壩庫(kù)水位突然不降反升，與計(jì)算結(jié)果不一致。調(diào)度人員迅速響應(yīng)，查看溪-向區(qū)間流域水、雨情，并判斷：因前期持續(xù)降雨，且區(qū)間流域24 h內(nèi)累計(jì)降雨較多，流域土壤達(dá)到飽和，產(chǎn)流量增大，各支流匯流至溪-向區(qū)間的金沙江干流的流量可能超過(guò)1 000 m3/s，并有可能繼續(xù)增大。

10:10，區(qū)間流量繼續(xù)增大，繼續(xù)增大向家壩泄洪流量以控制向家壩庫(kù)水位。至13:23第10次加大向家壩閘門開(kāi)度增加下泄流量后，向家壩庫(kù)水位開(kāi)始緩降，共增加3 760 m3/s下泄流量，下游水位日變幅2.67 m，最大小時(shí)變幅0.7 m，滿足《金沙江向家壩水電站運(yùn)行調(diào)度規(guī)程》要求(控制下泄流量的變幅和變率，減小下游河道的水位變幅，電站下游水位按照最大日變幅不超過(guò)4.5 m/d，最大小時(shí)變幅不超過(guò)1.0 m/h，保證航運(yùn)安全。)

在整個(gè)處置過(guò)程中，短時(shí)將超3 000 m3/s的洪峰流量順利下泄需綜合考慮下游橫江頂托影響、閘門操作下游初始水位、操作流量與間隔時(shí)間等因素。因?yàn)槌鰩?kù)流量對(duì)應(yīng)下游水位隨著岸坡沖刷、泥沙遷移，每年情況都會(huì)有所不同，所以過(guò)去處置事件的經(jīng)驗(yàn)僅供參考，實(shí)際操作需根據(jù)測(cè)算開(kāi)展，且預(yù)測(cè)未來(lái)下游水位日變幅情況。

17:00，區(qū)間洪水迅速消退，向家壩庫(kù)水位迅速下降，此時(shí)開(kāi)始減少下泄流量，區(qū)間突發(fā)來(lái)水應(yīng)急處置結(jié)束。

3 溪-向區(qū)間洪水來(lái)源分析

溪-向區(qū)間支流主要有左岸的西寧河(其上建有歐家村水文站)、中都河(其上建有龍山村水文站)和右岸的大汶河(其上建有新華水文站)。此次事件中，龍山村站水位和歐家村水位分別從7時(shí)和9時(shí)左右開(kāi)始迅速上漲，并分別在11時(shí)和13時(shí)左右達(dá)到峰值，兩個(gè)水文站的水位均有2～2.5 m的漲幅，如圖3所示。

圖2 溪-向區(qū)間突發(fā)洪水事件處置過(guò)程圖

圖3 溪-向區(qū)間支流水位過(guò)程線圖

查詢溪-向區(qū)間近6年支流水位，較大的水位漲幅出現(xiàn)在歐家村站(西寧河)和龍山村站(中都河)，另外新華水位站(大汶河)有較小水位漲幅，大毛村(團(tuán)結(jié)河)和何家灣(檜溪河)水位均無(wú)明顯變化。

近幾年區(qū)間來(lái)水主要來(lái)源于西寧河和中都河，大汶河流量較??；因西寧河、中都河和大汶河三條支流集雨面積占區(qū)間面積的43%，是溪-向區(qū)間洪水的主要來(lái)源地，其余小支流均無(wú)明顯流量匯入金沙江干流。綜上分析，區(qū)間突發(fā)洪水主要來(lái)源于西寧河和中都河。

4 溪-向區(qū)間洪水發(fā)生時(shí)間分析

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，自向家壩水庫(kù)進(jìn)入正常調(diào)度運(yùn)行后，調(diào)控部成功處置過(guò)6次區(qū)間突發(fā)來(lái)水事件，全部發(fā)生在7月和8月，如表1所示。

表1 溪—向區(qū)間突發(fā)來(lái)水應(yīng)急處置統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)溪-向區(qū)間各月多年平均降雨量資料，區(qū)間多年平均降雨量1 098.5 mm，其中4～10月降雨量981.6 mm，占全年的89.4%，月最大降雨量出現(xiàn)在7月和8月，如表2所示。

表2 溪-向區(qū)間各月多年平均降雨量表

查詢區(qū)間15個(gè)遙測(cè)雨量站(中都、龍山村、歐家村、西寧、新市、綏江、冒水、新華、羅漢坪、石溪、屏山、大毛村、檜溪、馬湖、木桿河)2010年至2017年8年實(shí)測(cè)月降雨量，平均月降雨量柱狀圖如圖4所示?？梢?jiàn)，7月和8月分別占全年總降雨量的23.0%和22.7%，此結(jié)果與多年平均降雨量概率分布(表2)相符合。

圖4 溪-向區(qū)間15個(gè)雨量站2010～2018年月平均雨量柱狀圖

以歐家村水文站為例，查詢2010年至2018年的水位數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)每年水位明顯升高均出現(xiàn)在4月至10月，水位高峰值均出現(xiàn)在7月和8月，與降雨量月份分布相同，區(qū)間流域降雨量與區(qū)間支流的水位具有明顯的正相關(guān)性。

綜上分析，7月和8月是溪-向區(qū)間降水概率最高、降水量最大的月份，也是突發(fā)來(lái)水概率較高的月份，區(qū)間徑流主要由降雨形成。

5 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)上述分析，可以得出以下結(jié)論：溪-向區(qū)間突發(fā)洪水主要來(lái)源于西寧河和中都河；7月和8月是兩庫(kù)區(qū)間降水概率最高、降水量最大的月份，也是突發(fā)來(lái)水概率較高的月份，區(qū)間徑流主要由降雨形成。

實(shí)時(shí)調(diào)度過(guò)程中，利用已有的站點(diǎn)信息，監(jiān)測(cè)區(qū)間支流實(shí)時(shí)水情，包括大毛村、何家灣、歐家村、龍山村、新華水位數(shù)據(jù)；監(jiān)視區(qū)間干流實(shí)時(shí)水情，包括冒水、綏江、石溪、屏山、新市水位數(shù)據(jù)。可提前3 h預(yù)測(cè)區(qū)間洪水的產(chǎn)生，改善對(duì)洪水至壩前水位站時(shí)再突發(fā)響應(yīng)的被動(dòng)局面。

每年7月、8月，在實(shí)時(shí)調(diào)度中適當(dāng)預(yù)留向家壩庫(kù)容以應(yīng)對(duì)突發(fā)來(lái)水。據(jù)全統(tǒng)計(jì)，突發(fā)來(lái)水量在0.4～0.7億m3之間，在向家壩水庫(kù)預(yù)留0.5 m(在372.5 m水位附近約等于0.43億m3的庫(kù)容)的水位空間可有效應(yīng)對(duì)區(qū)間突發(fā)來(lái)水。這即是汛期運(yùn)行水位動(dòng)態(tài)控制調(diào)度方案[2]，利用部分庫(kù)容對(duì)中小洪水進(jìn)行調(diào)節(jié)，短時(shí)適當(dāng)抬高水庫(kù)運(yùn)行水位，充分利用中小洪水資源，可以顯著提高梯級(jí)水電站綜合效益。