貴州北盤江流域“9·18”洪水調(diào)度分析與思考

黨秀娟(貴州省黔源電力股份有限公司 庫壩集中管理及經(jīng)濟運行中心，貴州 貴陽 550002)

貴州北盤江流域“9·18”洪水調(diào)度分析與思考

黨秀娟(貴州省黔源電力股份有限公司 庫壩集中管理及經(jīng)濟運行中心，貴州 貴陽 550002)

2014年9月中旬，由于受到強臺風“海鷗”的嚴重肆虐，導致位于貴州省西南部的北盤江流域遭遇了強降水天氣過程，而且其強度超出了該流域的歷史記錄。闡述了北盤江流域“9·18”洪水的形成與調(diào)度過程，分析了造成“9·18”洪水的特殊天氣成因以及棄水風險。分析結果可為今后的水庫防洪調(diào)度提供借鑒與參考。

洪水調(diào)度;調(diào)度分析;9.18洪水;北盤江流域;貴州

1 概 況

2014年9月16日開始，受臺風“海鷗”影響，致使北盤江流域發(fā)生了強降水天氣過程；全流域普降暴雨，局地降大暴雨。其中，9月16日23：00～18日22:00，北盤江流域發(fā)生連續(xù)48h不間斷強降水過程，北盤江光照電站以上流域48h累計面雨達144.7mm，董箐電站區(qū)間累計面雨達100.5mm，為建庫以來最大的持續(xù)降水。

受本次強降水的影響，光照水庫入庫流量自17日0:00起漲，起漲庫水位對應為736.62m。隨著降水的持續(xù)，9月18日10:00，入庫流量達到了洪峰流量,為4 184m3/s；下游的董箐水庫自9月17日15:00起漲，9月20日21:00，董箐水庫出現(xiàn)了洪峰流量,為3 346m3/s。故以下將此次洪水事件簡稱為“9·18”洪水。

2 基本情況

2.1 流域及梯級水庫基本情況

北盤江流域屬珠江流域西江水系，是紅水河上游左岸最大的支流，主干流位于貴州省西南部，全流域面積為26 557km2。流域內(nèi)多為孤零山丘，地表起伏較大，植被較差，森林覆蓋率約為6%，山區(qū)占流域總面積的85%。該流域降水量豐沛，多年平均降水量為1 178.8mm，但年內(nèi)分配極不均勻；流域內(nèi)洪水主要集中在6～8月，洪水過程一般陡漲陡落，一次洪水過程一般會持續(xù)5～7d，3d洪量占7d洪量的60%左右。

光照電站是北盤江干流的龍頭梯級電站,壩址控制流域面積13 548km2，正常蓄水位745m，調(diào)節(jié)庫容20.37億m3，為不完全多年調(diào)節(jié)水庫；電站總裝機容量4×260MW。董箐電站為北盤江干流規(guī)劃梯級的第3級(第2級為馬馬崖水電站,2014年時還未投運)，光照-董箐區(qū)間控制面積為6 145km2，正常蓄水位為490m，調(diào)節(jié)庫容為1.438億m3，為日調(diào)節(jié)水庫;總裝機容量為4×220MW。

2.2 泄水建筑物基本情況

(1) 光照水電站泄水建筑物設計有3個表孔和1個底孔，表孔承擔宣泄洪水，每孔凈寬16m，堰頂高程725m，設計最大泄流量9 857m3/s。

董箐水電站左岸溢洪道為開敞式，總長約1.3km，溢洪道堰頂高程468m，共設有4孔閘門，設計最大泄量為13 330m3/s。

3 降水及洪水調(diào)度分析

3.1 暴雨成因分析

臺風雖然不是貴州省內(nèi)暴雨的主要影響系統(tǒng)，但也有深入內(nèi)陸的臺風減弱后影響貴州省繼而出現(xiàn)暴雨的個例。

2014年第15號臺風“海鷗”于9月12日下午在菲律賓以東的西北太平洋洋面上生成；9月14日晚上7：00前后,登陸菲律賓呂宋島東北部，登陸時中心附近風力達13級;9月16日9:00前后,在海南省文昌市翁田鎮(zhèn)沿海登陸，12:00前后在廣東省徐聞南部沿海再次登陸;9月16日晚上11:00前后,在越南北部廣寧省沿海再次登陸，登陸后風力強度快速減弱;17日下午2:00,在云南省金平縣境內(nèi)減弱為熱帶低壓，之后繼續(xù)西行且減弱。

受臺風“海鷗”外圍影響,貴州省出現(xiàn)了一次強降水過程。從北盤江流域各雨量站小時雨強分析來看，此次降水過程的小時雨強都不大。以累計降水量最多的亦資孔雨量站為例，3h累計降水量未超過30mm，即未達到短時強降水標準；與對流性降水雨強的特征有明顯區(qū)別，此次暴雨的形成與降水持續(xù)時間長有很大關系。

此次臺風“海鷗”的路徑,基本上是在向偏西的方向移動。在臺風風力減弱后，其北部的冷鋒云系清晰，移動緩慢，所以造成了貴州省西部地區(qū)持續(xù)的降水過程。

3.2 流域降水分析

受臺風“海鷗”的影響，北盤江流域內(nèi)普降暴雨到大暴雨。主要表現(xiàn)特征如下。

(1) 強降水持續(xù)時間長，9月16日23:00～18日22:00，北盤江流域連續(xù)48h內(nèi)發(fā)生不間斷強降水過程;光照水電站以上流域48h累計面雨達144.7mm，董箐區(qū)間累計面雨達100.5mm，這是建庫以來最大的持續(xù)降水，且單站日最大降水量達155.0mm(中寨站)。

(2) 強降水覆蓋范圍廣，流域內(nèi)的50個雨量站中,有39個測站17日的降水量達到了暴雨級別，其中21個測站降水量達到了大暴雨級別。

3.3 洪水及調(diào)度情況分析

受本次強降水天氣過程的影響，光照水電站水庫的入庫流量自17日0:00起漲，起漲庫水位對應為736.62m，隨著降水時間的持續(xù)，9月18日10:00，入庫流量達到了洪峰流量,為4 184m3/s；下游的董箐水電站水庫自9月17日15:00起漲，9月20日21:00，出現(xiàn)了洪峰流量,為3 346m3/s。光照水庫1d和3d的洪峰流量分別為3.00億、7.16億m3。

庫壩中心結合天氣預報情況，積極與電網(wǎng)調(diào)度部門溝通，開展梯級水庫調(diào)度。

在降水前，光照水電站12～16日的日均發(fā)電量保持在1 000萬kW·h左右，水庫水位維持在737.00m左右；17日,為了消落董箐水電站的發(fā)水庫的水位，將光照水電站的發(fā)電量調(diào)減至500萬kW·h，18日9:00開始保持滿發(fā)，18日23:00光照水電站水庫水位上漲至743.52m，水庫開閘提前預泄，累計溢洪水量達2.55億m3。董箐水電站16日開始加大出力，17日后均保持滿發(fā)消落水位，使水位自487.76m降至漲洪前的485.10m；隨著雨強的加大，9月18日22:00,董箐水庫水位上漲至488.03m，提前開閘泄洪，最大泄洪流量達2 283m3/s;19日22:00，董箐水電站累計溢洪水量達3.04億m3。

4 “9·18”洪水調(diào)度思考

4.1 常規(guī)臺風影響的降水區(qū)域與降水量

2010～2014年,對我國產(chǎn)生影響的臺風有120場，其中,對北盤江流域有明顯降水影響的臺風有：

(1) 2010年第2號臺風康森和第3號臺風燦都;

(2) 2011年第17號臺風納沙;

(3) 2012年第13號臺風啟德;

(4) 2014年第9號臺風威馬遜;

(5) 2014年第15號臺風海鷗。

歷次臺風對北盤江流域產(chǎn)生的降水量大小如表1所列。

比較而言，往年臺風登陸后風力會迅速減弱，且其外圍云系對緯度更低及更靠近路徑的光照水電站以下流域影響較大，產(chǎn)生的降水量多為中等;2014年，強臺風“威馬遜”對流域內(nèi)造成的降水量也小于40mm，而臺風“海鷗”帶來的降水則表現(xiàn)為持續(xù)時間長、強度大，影響程度遠遠超出預期。

4.2 臺風“海鷗”與“威馬遜”的路徑及強度比較

(1) 2014年9月16～19日，長波冷槽引導冷空氣南下。從500hPa環(huán)流的變化圖分析可以看出：9月16日8:00,高緯度東脊西槽型，長波冷槽位于內(nèi)蒙古至河套到川北一帶，中低緯帶狀副高已經(jīng)開始東退，副高受長波冷槽和強臺風影響東退出貴州省，臺風中心位于副高南側海南東北部，受強盛的副高南側偏東氣流影響，臺風路徑偏西；到了9月17日8:00,長波槽南下到河套～四川一帶，造成的顯著降溫區(qū)位于青海中東部地區(qū)；副高西伸加強控制貴州省中東部，臺風“海鷗”減弱為熱帶低壓并快速向西北方向移動，貴州省西南部處于臺風系統(tǒng)外圍；9月18日，臺風迅速減弱并西移，副高再次西伸加強，控制貴州省中東部；9月19日,長波冷槽引導冷空氣南下影響貴州的過程基本結束。

(2) 臺風海鷗帶來了充足的水汽條件。結合強降水期間的水汽通量散度變化情況可以看出，9月17日8：00～18日2:00,貴州省水汽通量條件很好，即水汽輸送強度較強；同時，水汽沿著東南方向輸送，與臺風登陸后的移動路徑一致，為此次降水輸送了較好的暖濕水汽供應。

4.3 臺風“海鷗”致2座水庫棄水風險分析

對北盤江流域后汛期水庫調(diào)度情況展開了分析。分析表明,9月中下旬，正值該流域的后汛期，按照水庫調(diào)度圖，考慮到流域中長期降水預報為正常略少，以及后汛期主要水庫將逐步抬高運行水位,以保障枯水季節(jié)的供水,因此,此時各梯級水庫水位均處于合理控制范圍。

當流域發(fā)生80mm以內(nèi)的強降水時，光照水電站的水庫水位可為董箐水庫錯峰調(diào)節(jié),若光照水庫一直保持滿負荷運行，消落水位，那么董箐水庫可應對30mm或略多于區(qū)間流域的降水。但實際上，臺風“海鷗”為光照水電站水庫以上流域帶來的累計降水達到了160.9mm，產(chǎn)流量達10.44億m3，由于光照水電站龍頭水庫無力消納，因而產(chǎn)生了一定量的棄水。

5 結 論

2014年9月中旬，位于貴州省西南部的北盤江流域感受到了強臺風“海鷗”的威力。臺風“海鷗”所帶來的天氣過程、降水強度以及洪水過程均遠遠超過了預期，為自有水文監(jiān)測資料以來所鮮見。

在此次遭遇的突發(fā)事件過程中，洪水調(diào)度工作有效地發(fā)揮了作用,同時也給出了一些啟示。

(1) 在北盤江流域以后的洪水調(diào)度過程中，應進一步提高對臺風及大尺度天氣系統(tǒng)綜合影響降水的認識及跟蹤分析，以提高調(diào)度的預見性，尤其是應對特殊情況的預見性及決策。

(2) 董箐水電站水庫僅具有日調(diào)節(jié)能力,然而,其區(qū)間控制流域面積卻有6 145km2。因此，在北盤江流域發(fā)生強降水的情況下，董箐水電站水庫滿發(fā)引用流量僅比光照水電站水庫大100m3/s左右，這樣,就使董箐水電站水庫水位偏高，給光照水庫的調(diào)節(jié)造成了較大的壓力，也就不可避免地致使董箐水庫發(fā)生棄水。

為此，必須進一步細化和完善《北盤江梯級洪水調(diào)度方案》，以更好地指導北盤江流域的梯級水庫優(yōu)化調(diào)度工作。

(3) 應進一步加強與貴州省氣象臺等專業(yè)氣象預報機構的合作及溝通，把氣象預報與流域洪水調(diào)度更好地結合起來，使流域的梯級水庫優(yōu)化調(diào)度工作更加科學化、精細化。

(編輯：趙秋云)

2015-04-09

黨秀娟，女,貴州省黔源電力股份有限公司庫壩集中管理及經(jīng)濟運行中心，助理工程師.

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