珠江“22·6”特大洪水水工程聯(lián)合調(diào)度實(shí)踐與思考

侯貴兵，王保華，黃鋒，李媛媛

（1.中水珠江規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司，510611，廣州；2.珠江防汛抗旱總指揮部調(diào)度研究中心，510611，廣州）

面對(duì)珠江“22·6”特大洪水，在水利部的正確領(lǐng)導(dǎo)下，珠江防總、珠江委會(huì)同廣東、廣西、福建等?。ㄗ灾螀^(qū)）水行政主管部門(mén)，堅(jiān)持以流域?yàn)閱卧?，統(tǒng)籌流域全局，強(qiáng)化流域統(tǒng)一調(diào)度，充分挖掘西江、北江中上游水工程洪水調(diào)蓄潛力，科學(xué)精細(xì)實(shí)施水工程聯(lián)合調(diào)度，西江首次實(shí)現(xiàn)干支流5大庫(kù)群24座水庫(kù)聯(lián)合防洪調(diào)度，北江首次啟用潖江蓄滯洪區(qū)與飛來(lái)峽等水庫(kù)、分洪閘聯(lián)合防洪調(diào)度，成功應(yīng)對(duì)珠江“22·6”特大洪水，在防洪工程的運(yùn)用、基于不確定性預(yù)報(bào)的聯(lián)合調(diào)度方案制定等方面積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

一、珠江“22·6”特大洪水調(diào)度面臨形勢(shì)

受2022年6月15—21日降雨影響，西江干流黔江和潯江，支流郁江、桂江、蒙江出現(xiàn)較大漲水過(guò)程；北江干流、支流連江出現(xiàn)特大洪水過(guò)程，北江干流飛來(lái)峽水庫(kù)入庫(kù)洪峰流量重現(xiàn)期超100年，為1915年之后最大入庫(kù)流量，西江洪水與北江洪水遭遇形成流域性特大洪水。珠江“22·6”特大洪水調(diào)度面臨的防洪形勢(shì)嚴(yán)峻，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

珠江“22·6”特大洪水期間，預(yù)報(bào)降雨強(qiáng)度及落區(qū)不斷變化，洪水量級(jí)和峰現(xiàn)時(shí)間存在較大的不確定性，干支流洪水演進(jìn)、組成、遭遇情況存在多種可能，且由于連續(xù)迎戰(zhàn)多次編號(hào)洪水，如何準(zhǔn)確把握攔洪和預(yù)泄騰庫(kù)時(shí)機(jī)，合理運(yùn)用防洪庫(kù)容，是防洪調(diào)度決策需要解決的難題。

北江中下游重要防護(hù)屏障——北江大堤在2008年達(dá)標(biāo)加固后尚未經(jīng)歷特大洪水的考驗(yàn)；珠江流域唯一國(guó)家蓄滯洪區(qū)——潖江蓄滯洪區(qū)正在建設(shè)，尚不能完全正常啟用；飛來(lái)峽庫(kù)區(qū)英德防洪片常住人口近30萬(wàn)人，制約水庫(kù)高水位調(diào)度運(yùn)用。如何統(tǒng)籌上下游防洪需求，充分發(fā)揮北江防洪工程體系作用，是北江防洪調(diào)度的重點(diǎn)難點(diǎn)。

西江龍灘等主要防洪水庫(kù)在流域上游，有效控制集水面積較小，且離下游防洪保護(hù)對(duì)象距離遠(yuǎn)，洪水演進(jìn)時(shí)間長(zhǎng)，發(fā)生中下游型洪水時(shí)按設(shè)計(jì)調(diào)度規(guī)則攔洪作用有限。流域中下游的防洪控制性工程大藤峽水利樞紐仍在建設(shè)，無(wú)法完全發(fā)揮設(shè)計(jì)防洪作用。如何挖掘西江干支流大中型水庫(kù)的防洪作用，系統(tǒng)調(diào)度全流域水工程是難題。

西江、北江洪水連續(xù)兩次同時(shí)發(fā)生編號(hào)洪水，洪水在珠江三角洲遭遇后洪峰流量可能超過(guò)三角洲重要堤圍設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)三角洲地區(qū)又遭遇近100年一遇的高潮位，嚴(yán)重威脅著粵港澳大灣區(qū)城市群的防洪安全。如何通過(guò)西江、北江水工程群聯(lián)合調(diào)度優(yōu)化珠三角泄洪格局，將珠江三角洲各河段水位控制在安全水位以下，也是實(shí)施精準(zhǔn)防洪調(diào)度的難題。

二、洪水調(diào)度思路

1.西江水庫(kù)群調(diào)度思路

充分挖掘西江流域已建骨干水庫(kù)攔洪、錯(cuò)峰、削峰作用，考慮本場(chǎng)次洪水組成及流域已建骨干水庫(kù)工程分布情況，結(jié)合水情預(yù)報(bào)，優(yōu)化調(diào)度龍灘、天一、光照、百色等上游水庫(kù)，盡可能攔蓄西江上游洪水；巖灘、大化、樂(lè)灘等洪水水庫(kù)預(yù)泄騰庫(kù)，攔蓄紅水河洪水，錯(cuò)柳江洪峰；調(diào)度落久、麻石、拉浪等柳江干支流水庫(kù)削減柳江洪峰；調(diào)度西津等郁江水庫(kù)群攔蓄郁江來(lái)水，錯(cuò)黔江洪峰；調(diào)度桂江上游四庫(kù)（青獅潭、斧子口、小溶江、川江水庫(kù)）攔蓄桂江來(lái)水，錯(cuò)西江洪峰；為充分發(fā)揮大藤峽水庫(kù)削峰效果，提前將大藤峽水庫(kù)水位預(yù)泄至44 m，根據(jù)梧州洪水進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)度攔蓄，調(diào)度大藤峽及桂江四庫(kù)攔蓄后推遲騰庫(kù)，盡可能錯(cuò)開(kāi)北江洪峰，為北江洪水宣泄提供空間和時(shí)間。

2.北江水工程群調(diào)度思路

視干支流洪水遭遇情況，調(diào)度樂(lè)昌峽、灣頭、南水、錦江、錦潭、長(zhǎng)湖等水庫(kù)錯(cuò)峰，減小飛來(lái)峽入庫(kù)洪水；飛來(lái)峽水庫(kù)盡量提前降低水位、騰空庫(kù)容，后續(xù)根據(jù)北江來(lái)水預(yù)測(cè)適時(shí)調(diào)度，精準(zhǔn)攔蓄洪水；同時(shí)視情啟用潖江蓄滯洪區(qū)滯洪，西南涌、蘆苞涌分洪，盡力減小下游北江大堤石角斷面洪峰流量，減輕中下游地區(qū)防洪壓力，保障下游廣州市及珠江三角洲防洪安全。

三、珠江流域水工程群聯(lián)合防洪調(diào)度實(shí)踐

1.納入聯(lián)合防洪調(diào)度的水工程

根據(jù)珠江“22·6”特大洪水特點(diǎn)及流域骨干防洪工程分布情況，聯(lián)合調(diào)度范圍為西江和北江，納入聯(lián)合調(diào)度范圍的水工程包括西江干流龍灘、巖灘等紅水河梯級(jí)水庫(kù)，支流柳江庫(kù)群、支流郁江庫(kù)群、支流桂江庫(kù)群以及在建的大藤峽水利樞紐等共24座水庫(kù)；北江飛來(lái)峽、樂(lè)昌峽、灣頭等水庫(kù)以及潖江蓄滯洪區(qū)，以及蘆苞閘和西南閘分洪水閘。

2.洪水調(diào)度決策過(guò)程

珠江“22·6”特大洪水強(qiáng)降雨范圍在流域中北部擺動(dòng)，洪水發(fā)展初期（6月16—18日）預(yù)測(cè)西江可能發(fā)生較大洪水；洪水發(fā)展中期（6月19—22日）暴雨中心開(kāi)始東移至桂江、賀江和北江中上游一帶，北江汛情急劇發(fā)展形成流域特大洪水；洪水發(fā)展后期（6月22日之后）西北江開(kāi)始退水。

（1）洪水發(fā)展初期應(yīng)對(duì)方案

根據(jù)6月16—18日水情預(yù)測(cè)，本輪洪水西江以中下游型來(lái)水為主，北江洪水量級(jí)不大。

龍灘水庫(kù)當(dāng)時(shí)水位356.6 m，防洪高水位以下可調(diào)用庫(kù)容57億m3。為充分發(fā)揮龍灘水庫(kù)的攔洪作用，考慮電網(wǎng)負(fù)荷，6月15日開(kāi)始逐步減少發(fā)電、減小出庫(kù)流量；同時(shí)巖灘、大化、樂(lè)灘于6月17日8時(shí)前預(yù)泄至汛限水位，騰出庫(kù)容為后期攔蓄紅水河洪水錯(cuò)柳江洪峰做好準(zhǔn)備；柳江落久、大浦、洛東水庫(kù)從6月16日開(kāi)始加大出庫(kù)預(yù)泄，為后期攔蓄柳江上游洪水做好準(zhǔn)備；考慮百色水庫(kù)防洪高水位以下可動(dòng)用庫(kù)容17.2億m3，為減輕下游防洪壓力，百色水庫(kù)從6月16日20時(shí)開(kāi)始按不超過(guò)300 m3/s出庫(kù)進(jìn)行控泄，攔蓄郁江中上游地區(qū)洪水。

（2）洪水發(fā)展中期應(yīng)對(duì)方案

6月19日，根據(jù)當(dāng)日水情滾動(dòng)預(yù)報(bào)，梧州站洪峰流量量級(jí)減小，西江流域防洪壓力有所緩解；但同時(shí)北江流域來(lái)水不斷增大，北江流域防汛形勢(shì)嚴(yán)峻。對(duì)調(diào)度方案進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，在減輕西江中下游防洪壓力、統(tǒng)籌用電需求的同時(shí)，視北江來(lái)水過(guò)程攔蓄西江洪水，盡可能錯(cuò)開(kāi)北江洪峰，為北江洪水宣泄提供空間和時(shí)間。

西江流域防洪壓力有所減小，但北江防洪壓力進(jìn)一步增大，為減輕珠江三角洲防洪壓力，繼續(xù)動(dòng)用西江水庫(kù)攔蓄上游來(lái)水，錯(cuò)北江洪水?？紤]電網(wǎng)負(fù)荷，龍灘水庫(kù)6月19日14時(shí)起按1 000 m3/s控泄，6月21日8時(shí)起按出庫(kù)流量不超2 500 m3/s控泄；巖灘、大化、樂(lè)灘水庫(kù)從6月19日起控泄，錯(cuò)柳江洪峰，減輕下游河道防洪壓力；柳江落久、大浦、洛東水庫(kù)從6月20日8時(shí)起開(kāi)始攔蓄柳江上游洪水；考慮未來(lái)降雨的不確定性、調(diào)控西江來(lái)水錯(cuò)北江洪峰等因素，大藤峽水庫(kù)6月20日15時(shí)控制出庫(kù)流量逐步攔蓄洪水，水位達(dá)到52 m后按出入庫(kù)平衡控制。

考慮到飛來(lái)峽入庫(kù)流量、石角站流量、庫(kù)區(qū)英德站流量及下游潖江蓄滯洪區(qū)江口圩站水位仍處于上漲階段，洪水仍有進(jìn)一步增大的可能。為保障下游石角站流量不超安全泄量19 000 m3/s，結(jié)合流域防洪形勢(shì)，優(yōu)化飛來(lái)峽水庫(kù)、潖江蓄滯洪區(qū)調(diào)度方式，飛來(lái)峽水庫(kù)入庫(kù)流量達(dá)到18 000 m3/s時(shí)即按18 000 m3/s控泄，潖江蓄滯洪區(qū)啟用大廠圍、江咀圍等分洪，共同削減北江石角站洪峰；同時(shí)做好飛來(lái)峽庫(kù)區(qū)可能淹沒(méi)范圍的群眾轉(zhuǎn)移工作，強(qiáng)化北江干流及重要支流堤防巡查防守，確保防洪安全。

（3）洪水發(fā)展后期應(yīng)對(duì)方案

6月22日，根據(jù)水情滾動(dòng)預(yù)報(bào)，本輪洪水即將進(jìn)入退水階段。考慮發(fā)電需求，龍灘水庫(kù)6月22日起按日均出庫(kù)流量不低于2 500～3 000 m3/s控制，逐步加大出庫(kù)流量。巖灘、大化、樂(lè)灘、大藤峽、西津水庫(kù)逐步恢復(fù)正常發(fā)電調(diào)度。

飛來(lái)峽水庫(kù)入庫(kù)流量在6月23日0時(shí)漲至19 900 m3/s，出庫(kù)流量在6月22日13至16時(shí)達(dá)到最大值18 800 m3/s，隨后根據(jù)入庫(kù)流量及水雨情預(yù)報(bào)，按18 300 m3/s控泄。樂(lè)昌峽、錦江、南水等水庫(kù)入庫(kù)流量已回落，處于退水段，控制出庫(kù)流量不大于入庫(kù)流量。

3.洪水調(diào)度效果

珠江“22·6”特大洪水防御過(guò)程中，各水庫(kù)調(diào)度運(yùn)用時(shí)機(jī)精準(zhǔn)、調(diào)度方式高效，通過(guò)攔洪、削峰、錯(cuò)峰，保障了西江、北江流域及珠江三角洲地區(qū)的防洪安全。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，西江干支流水庫(kù)群共計(jì)攔蓄洪水38.0億m3，削減梧州站洪峰6 000 m3/s以上，降低梧州河段水位1.8 m，有效減輕了西江中下游沿線防洪壓力。北江干支流水庫(kù)群共計(jì)攔蓄洪水9.22億m3，潖江蓄滯洪區(qū)滯洪3.08億m3，削減韶關(guān)站洪峰流量1 020 m3/s，削減北江干流石角站洪峰2 200 m3/s。西江水庫(kù)群優(yōu)化調(diào)度后，西江洪水傳播至三角洲西滘口的峰現(xiàn)時(shí)間比北江洪水傳播至北滘口峰現(xiàn)時(shí)間晚38 h，避免了西北江洪峰遭遇；西北江水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度后，削減思賢滘洪峰流量6 200 m3/s，降低珠江三角洲西干流水位0.40 m，降低珠江三角洲北干流水位0.33 m，思賢滘斷面流量北過(guò)西現(xiàn)象明顯，為北江洪水宣泄提供了空間和時(shí)間，同時(shí)將珠江三角洲洪水全線削減到堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)以?xún)?nèi)。

四、珠江流域水工程群聯(lián)合防洪調(diào)度思考

1.流域防洪工程體系有待完善

西江、北江中下游，柳江，桂江等防洪體系尚不完善，龍灘（二期）、洋溪等控制性工程尚未實(shí)施，堤防工程達(dá)標(biāo)率不高，主要江河河道行洪能力亟待提高，蓄滯洪區(qū)建設(shè)滯后，同時(shí)還存在西江、北江下游洪水歸槽、河床大規(guī)模不均勻下切、深槽迫岸等防洪風(fēng)險(xiǎn)。病險(xiǎn)水庫(kù)、中小河流、山洪災(zāi)害仍是突出的防洪風(fēng)險(xiǎn)隱患。

2.基于不確定性預(yù)報(bào)的洪水調(diào)度方式有待深入研究

當(dāng)前氣象預(yù)報(bào)尚存在較多的不確定性，3 d及以上的洪水預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性不高。在水庫(kù)調(diào)度過(guò)程中，需要根據(jù)長(zhǎng)、中、短期預(yù)報(bào)成果，統(tǒng)籌實(shí)施水庫(kù)調(diào)度。從本次經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，在大洪水開(kāi)始階段，可結(jié)合長(zhǎng)期預(yù)報(bào)從出峰時(shí)間、洪峰量級(jí)等方面充分考慮預(yù)報(bào)的不確定性，要“寧信其有，寧信其大”，做細(xì)做實(shí)各項(xiàng)防御措施；在洪水發(fā)展過(guò)程中，可結(jié)合中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)和短期預(yù)報(bào)，滾動(dòng)優(yōu)化調(diào)度方式，精準(zhǔn)研判調(diào)度時(shí)機(jī)和控泄流量，用好有限的防洪庫(kù)容。下一步可結(jié)合流域暴雨洪水特點(diǎn)及洪水防御形勢(shì)，進(jìn)一步加強(qiáng)基于不確定性預(yù)報(bào)的洪水調(diào)度方式優(yōu)化研究，有效提升流域水庫(kù)群調(diào)洪能力。

3.流域防洪調(diào)度基礎(chǔ)研究有待加強(qiáng)

（1）新形勢(shì)下洪水變異特性及演進(jìn)規(guī)律研究

在本次大洪水防御中，流域水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度模型和洪水演進(jìn)模型發(fā)揮了重要的技術(shù)支撐作用，但洪水傳播規(guī)律研究、調(diào)度模型精細(xì)模擬等均存在進(jìn)一步優(yōu)化的空間。隨著梯級(jí)水庫(kù)建設(shè)和河勢(shì)變化，洪水演進(jìn)規(guī)律發(fā)生顯著變異，特別是中小洪水傳播時(shí)間明顯縮短。在西江2022年第4號(hào)洪水防御過(guò)程中，采用實(shí)測(cè)資料對(duì)大藤峽動(dòng)庫(kù)模型進(jìn)行了重新率定驗(yàn)證，小流量級(jí)糙率明顯減小，當(dāng)積累足夠多的洪水樣本時(shí)，可考慮采用分級(jí)糙率提高計(jì)算精度。對(duì)于大藤峽、長(zhǎng)洲和飛來(lái)峽水庫(kù)，以及巖灘、大化、樂(lè)灘、西津等河道型水庫(kù)，動(dòng)庫(kù)容影響較為顯著，建議研發(fā)動(dòng)庫(kù)調(diào)洪模型，根據(jù)實(shí)時(shí)水情不斷率定驗(yàn)證，提高動(dòng)庫(kù)計(jì)算精度，為精準(zhǔn)實(shí)施防洪調(diào)度提供技術(shù)支撐。

（2）流域中下游河道洪水歸槽問(wèn)題研究

近年來(lái)，西江水系的郁江、潯江、西江干流沿岸及三角洲的部分河段進(jìn)行了較大規(guī)模的堤防建設(shè)，一定程度減少了河道兩岸洪泛區(qū)原有槽蓄容積，迫使洪水在堤防范圍內(nèi)行洪，致使洪峰流量顯著增大，洪水歸槽現(xiàn)象明顯。如“98·6”洪水沿江堤防潰決很少，洪水基本全歸槽，大湟江口洪峰流量44 700 m3/s，而梧州洪峰流量達(dá)52 900 m3/s，流域中下游洪水歸槽明顯。未來(lái)規(guī)劃設(shè)計(jì)工程及制定洪水防御措施時(shí)，應(yīng)充分考慮洪水歸槽的影響。

（3）珠江三角洲泄洪格局優(yōu)化研究

受采砂等影響，流域下游及三角洲河床大規(guī)模不均勻下切，2000年以來(lái)三角洲西江、北江干流水道分別平均下切2.85 m、1.71 m，導(dǎo)致思賢滘分流比發(fā)生顯著變化，影響著珠三角泄洪格局。從北江2022年第4號(hào)洪水來(lái)看，同一流量下，北江水位比過(guò)去降低了近4 m，河道行洪能力發(fā)生顯著變化。因此建議結(jié)合沿岸堤防情況重新復(fù)核流域中下游河段安全泄量，研究主要控制站點(diǎn)水位流量關(guān)系。同時(shí)，為保障三角洲河勢(shì)穩(wěn)定和防洪安全，建議盡快推動(dòng)思賢滘、天河南華等節(jié)點(diǎn)控導(dǎo)工程，優(yōu)化珠江三角洲泄洪格局。

4.流域防汛“四預(yù)”能力有待提高

當(dāng)前，流域防汛“四預(yù)”平臺(tái)建設(shè)仍處于先行先試階段，后續(xù)需要不斷更新完善，“四預(yù)”能力仍有待提升。