北江飛來峽水利樞紐“13.8”洪水調(diào)度分析

【摘要】2013年8月，飛來峽水利樞紐發(fā)生接近50年一遇洪水，為建國以來8月份同期最大洪水。對本次洪水降雨、洪水量級、洪水調(diào)度及決策等方面進行總結分析，并對飛來峽水利樞紐防洪管理提出建議，為進一步發(fā)揮樞紐防洪效益具有一定的參考意義。

【關鍵詞】降雨分析；蓄洪調(diào)度；動庫容影響；效益分析

飛來峽水利樞紐位于北江干流下游清遠市境內(nèi)，控制流域面積34097km2，是防御北江洪水的控制性水利工程。受臺風“尤特”和西南季風的共同影響，2013年8月15日至18日，北江流域普降大暴雨局部特大暴雨，飛來峽水庫遭遇了建庫以來第二大洪水，壩址洪峰流量17200m3/s（接近50年一遇），為建國以來8月份同期最大洪水，洪峰流量略小于“06.7”洪水（洪峰流量17400m3/s）。按照省防總調(diào)度命令，飛來峽水庫蓄洪調(diào)度，削峰滯洪，水庫最大出庫流量16200m3/s，最高蓄水位26.23m，為水庫建成以來最高蓄水位，防洪調(diào)度統(tǒng)籌考慮了上下游防洪利益，取得較好的防洪效益。

1、降雨分析

1.1 降雨情況

從8月14日起，北江流域陸續(xù)開始降雨，15日凌晨北江流域普降大暴雨，局部特大暴雨，至18日降雨才有所減小，19日本次降雨過程結束。據(jù)統(tǒng)計，最大72h平均雨量武水239mm，湞水154mm，連江327mm，滃江329mm，韶關至壩址區(qū)間326mm，飛壩上266mm。

1.2 降雨特點分析

1）降雨前期土壤含水量小。在本次降雨之前，北江流域已持續(xù)干旱較長間，北江流量偏小，日平均500m3/s左右。

2）降雨量大。飛壩上平均最大24h降雨量達到111.1mm，三天降雨量達到266mm.

3）降雨強度大。據(jù)統(tǒng)計飛壩上最大12h、24h、48h、72h雨強分別為5.6mm/h，4.6mm/h，4.3mm/h，3.7mm/h。

4）降雨范圍廣，具有全流域性特點，本次為全流域降雨，僅湞水降雨量偏小，但平均降雨也達到154mm，相對降雨中心為連江、滃江流域及庫區(qū)。

5）局部地區(qū)出現(xiàn)超標準降雨或超歷史記錄降雨。

2、洪水過程分析

2.1 壩址流量及合理性分析

壩址流量從15日2時500m3/s開始起漲，19日5時，出現(xiàn)壩址洪峰流量17200m3/s，漲水歷時99h。流量從15500m3/s漲至17200m3/s，歷時19h。洪水過程摘錄如表1。實測最大一天洪量14.3億m3，實測最大三天洪量36.4億m3，實測最大七天洪量55.5億m3。

2.2 入庫流量過程分析

本次洪水白石窯水庫18日14時出庫洪峰7940m3/s，長湖水庫17日20時出庫洪峰3400m3/s，連江高道站19日11時洪峰流量8990m3/s，為有記錄以來最大洪水，庫區(qū)區(qū)間洪水過程難以準確把握，根據(jù)經(jīng)驗，區(qū)間洪水過程取連江高道站流量*0.2計算，則合成入庫洪峰流量為20500m3/s，小于飛來峽水庫設計50年一遇入庫洪水洪峰流量20900m3/s，與“06.7”洪水入庫洪峰20500m3/s相同。

2.3 入庫洪水合理性分析

水庫建成后，壩址洪水過程難以準確把握，特別是水庫蓄洪調(diào)度后，更無法找出實際的壩址洪峰流量，只能從入庫洪水判斷洪水量級。水庫運行后，水庫出庫流量是能夠確定的，從表2主要指標分析，本次洪水三天出庫水量36.61億m3，入庫水量36.4億m3，初時庫水位20.05m，末時庫水位21.31m，相應入庫水量應較大于出庫水量，水量相對誤差為0.3%；本次洪水七天出庫水量55.96億m3，入庫水量55.5億m3，初時庫水位21.27m，末時庫水位19.34m，相應入庫水量應較小于出庫水量，水量相對誤差為0.2%。說明表1中壩址流量數(shù)據(jù)是可靠的。

洪水量級主要與“06.7”洪水的對比來分析（表2），從降雨量來分析， “13.8”洪水最大24小時降雨量小于 “06.7”洪水降雨量，但最大72 h降雨量略大于 “06.7”洪水降雨量；從起漲流量來看，“13.8”洪水起漲流量為500m3/s，小于 “06.7”洪水起漲流量1100m3/s；從入庫流量分析， “13.8”洪水洪峰流量與 “06.7”洪水入庫洪峰流量相同；從三天洪量、七天洪量來分析，壩址“13.8”洪水洪峰流量均略小于壩址“06.7”洪水洪峰流量；從連江口水文站最高水位對比分析，“13.8”洪水連江口水位29.1，“06.7”洪水連江口水位29.9米。綜合分析“13.8”洪水量級略小于“06.7”洪水。

從北江主要大洪水洪峰洪量對比可知（表3），“82.5”洪水橫石站洪峰流量最大，但“94.6”洪水3天洪量、7天洪量最大，對飛來峽水庫防洪最為不利，“13.8”洪水無論是洪峰流量，3天洪量、7天洪量均小于50年一遇，是1953年有實測資料以來的第4大洪水，為1915年有調(diào)查洪水以來的第6大洪水。

3、水庫調(diào)度分析

3.1 設計調(diào)度規(guī)則

設計的飛來峽水庫調(diào)度規(guī)則有：1、“經(jīng)驗湊泄”15000m3/s，將北江大堤洪水控制站石角站的100年一遇洪水削減為50年一遇洪水（17600m3/s）；2、“經(jīng)驗湊泄”16000m3/s，將100年一遇至300年一遇洪水削減為100年一遇（18800m3/s）。3、當能夠準確預報壩址至石角站區(qū)間洪水和壩址洪水時，以 “理想湊泄”石角站安全泄量為目標，根據(jù)預報區(qū)間洪水大小，控制飛來峽出庫流量在15000至16000m3/s。

3.2 水庫調(diào)度分析

根據(jù)調(diào)度規(guī)則，當發(fā)生洪水時，水庫及時進行預泄調(diào)度，騰空庫容，8月18日當預報壩址流量將超過15500m3/s，可能達到50年一遇時，判定如果水庫不進行削峰蓄洪調(diào)度，下游清遠段20年一遇以下堤防防洪形勢不容樂觀，。因此，管理處上報省防總的調(diào)度方案時，推薦水庫蓄洪方案。

由于受動庫容影響，水庫蓄洪時庫水位變化與靜庫容計算成果有較大誤差。根據(jù)經(jīng)驗，制定方案時引入有效庫容利用系數(shù)這一概念，即蓄洪時實際能夠利用的水庫庫容與靜庫容的比值，其為水庫庫水位的函數(shù)，隨著蓄水位升高而相對增大，預計蓄洪最高水位不超過26.5m，回水長度約25km。

4、水庫調(diào)度影響分析

4.1 水庫調(diào)度對上游影響分析

8月21日，洪峰剛過，管理處對水庫庫區(qū)沿程最高水位進行調(diào)查，水庫最高蓄水位為26.23m，受水庫回水影響，黎溪水位約升高1.2m，回水尖滅點應不過大樟口，回水長度約為23km。上游基本為天然狀態(tài)，受飛來峽水庫蓄水回水影響有限，英德站最高水位主要受白石窯水庫出庫流量、長湖水庫出庫流量、盲仔峽共同影響，高道站主要受上游來水影響、連江口站最高水位主要受北江干流及連江來流量的共同影響，因此本次水庫蓄洪影響范圍主要在壩址以上23km范圍以內(nèi)。

4.2 水庫調(diào)度對下游影響分析

飛來峽水庫最大出庫流量16200m3/s，經(jīng)過水庫削峰滯洪調(diào)度，削減洪峰流量1000 m3/s，飛來峽壩下段水位較不調(diào)控下降約0.6米。北江下游控制站石角水文站最大流量16700m3/s，洪峰量級超過20年一遇（16100m3/s）。分析經(jīng)過水庫蓄洪削峰，壩下站、飛來峽站水位下降0.6m，清遠站下降0.4m、石角站水位可能下降0.3m。

4.3 防洪效益分析。綜上所述，飛來峽水庫本次調(diào)度攔蓄洪量5.12億m3 （靜庫容），水庫回水長度約23km，對水庫庫區(qū)影響不大，水庫削減洪峰流量1000m3/s，降低清遠站水位0.4m，石角站水位0.3m，壩下游主要堤防無一潰決，極大減輕了下游的防洪壓力，并且為水庫蓄洪調(diào)度積累了寶貴經(jīng)驗。

5、結語

5.1 本次洪水為飛來峽水庫運行以來第二大洪水，統(tǒng)籌考慮上下游總體防洪效益最大化，水庫進行蓄洪調(diào)度，對上游影響范圍較小，極大減輕下游的防洪壓力和減少下游洪災損失，說明本次調(diào)度方案合理，防洪決策正確。

5.2 建設北江水利工程實時信息平臺或溝通機制。北江流域水利工程眾多，特別是調(diào)節(jié)能力較大如季調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié)或多年調(diào)節(jié)的大中型水庫，其泄洪與否往往決定了洪水量級的大小，對飛來峽水庫洪水預報、調(diào)度具有重要影響。

5.3 洪水時期水庫蓄洪的動庫容效應非常顯著，其與水庫人工攔蓄時的水位、洪水量級、洪水形態(tài)、攔蓄流量量級、所處洪水階段等都有一定的相關性，應進一步研究開發(fā)動庫容調(diào)洪模型，提高水庫調(diào)度方案的精度。