澧水流域洪水特性和水庫(kù)的防洪作用

黎 瑋，譚攀輝

（1. 長(zhǎng)沙理工大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410011；2. 洞庭湖水環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410007）

1 流域概況

澧水為洞庭湖四大水系之一，位于湖南省西北部，西、南以武陵山與沅水為界，北以湘鄂叢山與清水江分流，東臨洞庭湖，南北窄而東西長(zhǎng)，地勢(shì)為西北高、東南低。流域發(fā)源于湖南省桑植縣杉木界，流經(jīng)桑植、永定、慈利、石門(mén)、澧縣、津市等縣（市、區(qū)），于澧縣小渡口進(jìn)入西洞庭湖，干流全長(zhǎng)390 km，流域面積18 583 km2。流域面積大于1 000 km2的支流有溇水、渫水、道水和涔水，分別于慈利、三江口、道河口和小渡口匯入干流，除道水在右岸匯入外，其余均在左岸匯入。澧水流域涉及湖南省張家界市的桑植、永定、武陵源、慈利和常德市的石門(mén)、臨澧、澧縣、津市等縣（市、區(qū)）的全部或大部分，以及湘西自治州的永順、龍山和常德市的武陵、湖北省鶴峰、五峰等13 個(gè)縣（市、區(qū)）。澧水干流沿岸主要分布有張家界市城區(qū)和桑植、慈利、石門(mén)、澧縣、津市等縣縣城或城區(qū)。流域內(nèi)總?cè)丝?17.9 萬(wàn)人，其中湖南省390.4 萬(wàn)人，農(nóng)業(yè)人口352.2萬(wàn)人。其中湖南省327.2 萬(wàn)人，湖南省境內(nèi)耕地面積250 730 hm2，其中水田172 370 hm2、旱土78 360 hm2。澧水流域概況見(jiàn)圖1。

圖1 澧水流域示意圖

澧水為典型的雨洪河流，中、上游同屬長(zhǎng)江中游以鶴峰、五峰為代表的暴雨區(qū)，其特點(diǎn)是暴雨強(qiáng)度大、面積廣，而流域內(nèi)坡度陡、集流快，洪水過(guò)程陡漲陡落。澧水下游地勢(shì)平坦，尾閭河道淤積，水系紊亂，河灘高而堤垸低，各種因素組合在一起，導(dǎo)致澧水洪災(zāi)頻繁。建國(guó)以來(lái)，幾乎年年都有洪澇災(zāi)害，其中，有13 年防洪大堤決口，累積受災(zāi)人口204 萬(wàn)人，受災(zāi)農(nóng)田161 萬(wàn)畝，人民的生命財(cái)產(chǎn)遭受過(guò)重大傷亡和損失。

澧水流域已建成的具有防洪功能的水庫(kù)主要有江埡和皂市水庫(kù)。江埡水庫(kù)位于澧水一級(jí)支流溇水中游，控制流域面積3 711 km2，占溇水流域面積的73.5%。水庫(kù)1995 年7 月主體工程開(kāi)工，1998 年10 月下閘蓄水，1999 年底完成全部建設(shè)任務(wù)。水庫(kù)正常蓄水位236 m，汛期防洪限制水位210.6 m，總庫(kù)容17.45 億m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容11.65 億m3，防洪庫(kù)容7.4億m3。皂市水庫(kù)位于澧水一級(jí)支流渫水下游，控制流域面積3 000 km2，占渫水流域面積的93.7%。水庫(kù)2003 年12 月開(kāi)工，2009 年12月主體工程完工。水庫(kù)正常蓄水位140 m，汛期防洪限制水位125 m，總庫(kù)容14.4 億m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容8.38億m3，防洪庫(kù)容7.83 億m3。

2 洪水特性

2.1 洪水特性

澧水流域洪水多發(fā)生于4～9 月，洪水漲落時(shí)間2～4 天，多數(shù)為單峰，少數(shù)呈復(fù)峰。澧水流域出口控制站石門(mén)站歷年最大洪峰流量為19 900 m3/s（1998 年7 月23 日），最大72 h 洪量33.29 億m3；一級(jí)支流溇水出口控制站長(zhǎng)潭河站歷年最大洪峰流量為7 050 m3/s（1981年6 月27 日），最大72 h 洪量9.04 億m3；一級(jí)支流渫水出口控制站皂市站歷年最大洪峰流量為7 130 m3/s（1980 年8 月2 日），最大72 h 洪量8.21 億m3；干流中上游控制站張家界站歷年最大洪峰流量為10 600 m3/s（1998 年7 月22 日），最大72 h 洪量14.29 億m3。各站年最大流量多出現(xiàn)在5～9 月，較大洪水則出現(xiàn)在6～8 月。澧水流域洪水出現(xiàn)頻繁，1950～2016 年，石門(mén)站洪峰流量超過(guò)12 000 m3/s 的有16 年，每4 年出現(xiàn)1次，其中1980 年達(dá)5 次之多；超過(guò)14 000 m3/s 的有11 年，每6 年出現(xiàn)1 次。

2.2 洪水組成及遭遇

澧水的洪水由澧水干流和支流溇水、渫水及區(qū)間洪水組成。由于暴雨成因、暴雨中心所在位置、暴雨走向和雨量時(shí)空分布不同，以及澧水地形地勢(shì)和干、支流分布情況，洪水傳播等因素作用，澧水的洪水形成來(lái)源各不相同。依據(jù)澧水各控制站實(shí)測(cè)資料分析，形成澧水洪水有三種具有代表性的組合情況：1980 年8 月和1991 年6 月暴雨中心分布在溇水、渫水中上游，以溇、渫二水洪水為主要來(lái)源；1954 年6 月及1998 年7 月暴雨中心在干流中上游，澧水洪水主要由干流洪水組成；1964 年6 月全流域普降大雨，干、支流來(lái)水較均勻而形成澧水洪水。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表1。從表中數(shù)據(jù)可以看出，1964 年洪量比例與各站占澧水流域面積比重大致相當(dāng)，1954 年、1998 年干流上游張家界洪量比例明顯大于面積比，1980 年、1991 年則溇、渫二水比例大于面積比。

表1 典型年澧水干支流洪水地區(qū)組成情況

2.3 河段允許泄量

采用實(shí)測(cè)水文資料，點(diǎn)繪各河段的水位流量關(guān)系曲線(xiàn)，當(dāng)本河段的水位流量關(guān)系受下游水位頂托時(shí)，則建立以下游同時(shí)水位為參數(shù)的水位流量關(guān)系曲線(xiàn)。根據(jù)各河段的堤防設(shè)計(jì)水位，確定各允許泄量分別為：三江口河段12 000 m3/s、津市至石龜山河段11 500 m3/s、石龜山至南嘴河段12 000 m3/s、安鄉(xiāng)至南嘴河段12 000 m3/s。

3 澧水流域防洪規(guī)劃

3.1 流域防洪整體布局

根據(jù)澧水流域及松澧地區(qū)的防洪工程現(xiàn)狀和澧水流域的洪水特性，在《澧水流域規(guī)劃》和《澧水流域防洪規(guī)劃》中，提出了澧水流域防洪規(guī)劃的總體布局為：在實(shí)施病險(xiǎn)水庫(kù)處險(xiǎn)加固、張家界市及桑植縣、慈利縣、石門(mén)縣、澧縣、津市市、臨澧縣等城市防洪工程、沿河低岸農(nóng)田保護(hù)、澧水尾閭和松澧地區(qū)堤防加固、河道整治等綜合治理的基礎(chǔ)上，近期興建江埡、皂市、宜沖橋3座水庫(kù)，遠(yuǎn)景興建新街、涼水口、江坪河、黃虎港等龍頭水庫(kù)。

3.2 防洪水庫(kù)規(guī)劃

澧水流域規(guī)劃中防洪水庫(kù)包括近期在澧水支流溇水興建江埡水庫(kù)、支流渫水興建皂市水庫(kù)、干流上興建宜沖橋水庫(kù)，共計(jì)防洪庫(kù)容17.7 億m3，經(jīng)水庫(kù)調(diào)蓄后，20 年一遇洪水可緊張渡過(guò)，也不再分洪，50 年一遇洪水需動(dòng)用現(xiàn)有分洪區(qū)約1.0 億m3，能較好地解決松澧地區(qū)的防洪問(wèn)題，能降低沿河各處水位0.49～3.9 m，對(duì)現(xiàn)有大堤防洪保安極為有利。遠(yuǎn)景主要解決松澧地區(qū)50 年一遇的洪水及沿河的城市防洪校核標(biāo)準(zhǔn)的洪水威脅，在近期規(guī)劃的基礎(chǔ)上，配合三峽建庫(kù)和松滋口建閘控制，在澧水干支流興建涼水口、新街、賀龍（加高）、魚(yú)潭、花巖、江坪河、黃虎港等龍頭水庫(kù)，以從根本上解決松澧地區(qū)的防洪及澧水沿河的防洪問(wèn)題。其中江埡、皂市和宜沖橋水庫(kù)的防洪庫(kù)容分別為7.4 億m3、7.8 億m3和2.3 億m3，干支流總防洪庫(kù)容25.66 億m3。

4 典型年江埡、皂市水庫(kù)攔蓄洪水效果分析

4.1 現(xiàn)行調(diào)度運(yùn)用方案

根據(jù)湖南省防汛抗旱指揮部2006 年下達(dá)的大型水庫(kù)汛期運(yùn)用方案，江埡、皂市水庫(kù)汛期水位控制運(yùn)用方案詳見(jiàn)表2。

表2 江埡、皂市水庫(kù)汛期水位控制分期運(yùn)用方案表

4.2 攔蓄洪水效果

根據(jù)澧水流域近年的雨、水情和水庫(kù)運(yùn)行實(shí)際情況，選取2011 年、2013 年和2016 年三年作為典型年對(duì)江埡、皂市水庫(kù)攔蓄洪水的作用進(jìn)行分析，計(jì)算數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表3。從表中數(shù)據(jù)可以看出：①江埡水庫(kù)三場(chǎng)洪水消減洪峰流量4 671～5 390 m3/s，占比91.8%～92.8%，調(diào)蓄水量2.29～5.59 億m3；②皂市水庫(kù)兩場(chǎng)洪水消減洪峰流量3 409～4 693 m3/s，占比92.0%～93.7%，調(diào)蓄水量1.57～1.94 億m3；③由于近年已經(jīng)出現(xiàn)的還只是小量級(jí)的洪水，均在10 年一遇洪峰流量（江埡5 870 m3/s、皂市6 120 m3/s）或5 年一遇洪峰流量以下（江埡4 700 m3/s、皂市4 930 m3/s）而且攔蓄前庫(kù)水位較低（如江埡水庫(kù)2011 年），所以調(diào)蓄水量遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到水庫(kù)防洪庫(kù)容而防洪效果非常明顯，同時(shí)調(diào)蓄期的水庫(kù)下泄流量也沒(méi)有達(dá)到調(diào)度方案規(guī)定的泄洪流量。

表3 典型年澧水干支流洪水地區(qū)組成情況

5 結(jié)論與建議

根據(jù)澧水流域的暴雨洪水特點(diǎn)、現(xiàn)有水利工程現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，為從根本上解決澧水流域及其尾閭和松澧地區(qū)的防洪問(wèn)題，在澧水干、支流興建防洪水庫(kù)控制各主要暴雨區(qū)為最為有效的防洪措施。從江埡、皂市水庫(kù)2011 年、2013 年和2016 年攔蓄洪水中發(fā)揮的作用也能看出其強(qiáng)大的防洪保安功效。建議各級(jí)水行政主管部門(mén)盡快開(kāi)展已列入規(guī)劃的各防洪水庫(kù)的前期工作，以利工程盡快上馬、盡快受益。