大藤峽水庫優(yōu)化調(diào)度探索與實踐

肖 強(qiáng)，華榮孫，黃 鷺，李 穎，劉 濤

（廣西大藤峽水利樞紐開發(fā)有限責(zé)任公司，530200，南寧）

大藤峽水利樞紐是珠江流域關(guān)鍵控制性工程和國家水網(wǎng)骨干工程，工程位于珠江流域西江水系黔江干流大藤峽峽谷出口，地理位置優(yōu)越，控制流域面積19.86 萬km2，占西江流域面積的56.4%，控制水資源量1309億m3，占西江水資源量的56%，控制洪水量占西江下游控制站點梧州站洪量的65%。作為國家172項節(jié)水供水重大水利工程的標(biāo)志性項目，工程明確了“六個重要定位”：流域防洪安全的重要保障、實施國家水網(wǎng)重大工程的重要結(jié)點、粵港澳大灣區(qū)水安全的重要屏障、珠江黃金水道的重要中樞、區(qū)域電力安全的重要支撐、地方鄉(xiāng)村振興的重要水源。立足于工程定位，廣西大藤峽水利樞紐開發(fā)有限責(zé)任公司著力強(qiáng)化預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案“四預(yù)”措施，精準(zhǔn)開展水庫調(diào)度，統(tǒng)籌推進(jìn)防洪與供水保障工作，為流域經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展提供堅實的水安全保障。

一、大藤峽工程在流域防洪和水資源配置中的重要作用

珠江是我國洪災(zāi)多發(fā)性河流，洪水具有峰高、量大、歷時長的特點。珠江流域洪水主要來自西江，西江流域面積占珠江流域總面積的78%?！吨榻饔蚍篮橐?guī)劃》提出堅持“堤庫結(jié)合，以泄為主，泄蓄兼施”的防洪方針。西江、北江中下游防洪工程體系由北江飛來峽水利樞紐、西江龍灘水電站和大藤峽水利樞紐，以及西江、北江中下游和三角洲的堤防工程組成。根據(jù)龍灘水庫的控制條件，其防洪任務(wù)主要針對全流域型洪水、中上游型洪水和前汛期型洪水，而龍灘水庫不能有效解決的中下游型洪水和后汛期洪水的防洪任務(wù)，由大藤峽水利樞紐承擔(dān)。大藤峽水利樞紐與龍灘水庫聯(lián)合運用，能夠有效調(diào)節(jié)西江洪水，將梧州站100年一遇洪水削減為50年一遇，兼顧削減100年一遇以上洪水；結(jié)合北江飛來峽的調(diào)度運用，使廣州市有效防御西江、北江1915 年型洪水，將西江中下游和西北江三角洲重點防洪保護(hù)對象的防洪標(biāo)準(zhǔn)由50年一遇提高到100年一遇～200年一遇，兼顧提高西江、潯江和西北江三角洲其他堤防保護(hù)區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn)。

21世紀(jì)以來，珠江三角洲河網(wǎng)河口段潮水上溯嚴(yán)重，河口地區(qū)出現(xiàn)大范圍、長歷時的水體含氯度超標(biāo)，影響沿江生產(chǎn)生活取水，受咸潮影響區(qū)包括澳門、珠海、中山、廣州、東莞、佛山等。尤其是2005年咸潮造成河口地區(qū)部分城市斷水、水量不足、含氯度超過飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的2～3倍等嚴(yán)重的供水安全問題，受災(zāi)人口達(dá)1000萬人，對居民生活和社會穩(wěn)定產(chǎn)生很大影響。珠江三角洲的咸情引起黨中央、國務(wù)院對澳門及珠江三角洲飲水安全問題的高度重視，2005年以來珠江流域逐年實施壓咸補淡應(yīng)急調(diào)水，有效緩解了澳門及珠江三角洲地區(qū)的供水緊張局面，保障了區(qū)域的基本用水安全，但也對流域骨干水庫的正常運行調(diào)度造成一定影響。

西江流域具有一定調(diào)蓄能力的骨干水庫均位于西江上游，控制流域面積不足西江流域的1/3，距離珠江三角洲1000 km，且從枯水期保障下游供水的實踐來看，頻繁從上游水庫調(diào)水對廣西電網(wǎng)安全造成了一定影響。大藤峽水利樞紐控制了西江流域約56%的流域面積，距離珠江三角洲頂點只有3天的流程，水庫調(diào)節(jié)庫容15億m3，經(jīng)下游已建的長洲水電站反調(diào)節(jié)，可根據(jù)西江、郁江、桂江、北江的來水情況及下游水資源配置要求進(jìn)行補償調(diào)度，使澳門及珠海供水保證率達(dá)到97%，形成上游骨干水庫枯水期主要按電力系統(tǒng)要求調(diào)度、大藤峽和長洲主要按水資源配置要求調(diào)度的雙贏格局，既提高電網(wǎng)安全保障程度，又滿足下游地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會水資源配置要求。大藤峽水利樞紐在珠江流域水資源配置格局中具有重要地位，利用大藤峽水利樞紐進(jìn)行應(yīng)急補水，可有效解決龍灘水庫等遠(yuǎn)端水庫“遠(yuǎn)水解不了近渴”的難題，在珠江三角洲當(dāng)?shù)厮畮烊盒钏蛔銜r及時調(diào)水予以補充，提高水資源優(yōu)化配置精準(zhǔn)度，有力提升流域供水安全保障程度。

二、調(diào)度任務(wù)及規(guī)則

1.大藤峽水庫防洪調(diào)度規(guī)則

①若龍灘水庫前3天動用的防洪庫容在10億m3以上，則大藤峽水庫按入庫流量減少3500 m3/s下泄，當(dāng)水庫水位達(dá)到61 m時（大藤峽壩址流量＜43 500 m3/s，同時大湟江口站流量＜44 600 m3/s、梧州站流量＜48 500 m3/s為57.6 m，下同），按入庫流量下泄。

②若龍灘水庫前3 天動用的防洪庫容在10 億m3以下，則大藤峽水庫按入庫流量減少6000 m3/s 下泄，當(dāng)水庫水位達(dá)到61 m時，按入庫流量下泄。

③對后汛期洪水，大藤峽水庫按入庫流量減少3500 m3/s下泄，當(dāng)水庫水位達(dá)到61 m時，按入庫流量下泄。

大藤峽水庫防洪調(diào)度規(guī)則詳見表1。

表1 大藤峽水庫防洪調(diào)度規(guī)則(不考慮洪水預(yù)報)

2.水資源配置調(diào)度規(guī)則

大藤峽水庫根據(jù)壩址上游武宣、郁江貴港、蒙江太平、北流江金雞和桂江京南5 個測站實測流量測報梧州站流量開展水庫水量調(diào)度。

①在壓咸補淡時期（每年10 月至次年2 月，各陰歷月的二十八至初四和十二至十八為壓咸補淡時段，其余為非壓咸補淡時段），若5個測站測報的梧州流量小于2100 m3/s，大藤峽加大泄流滿足梧州2100 m3/s壓咸補淡流量要求；若5 個測站測報的梧州流量大于2100 m3/s，且水庫水位低于正常蓄水位61 m時，大藤峽水庫在滿足梧州壓咸補淡流量要求的前提下，減小出流回蓄，出流不小于航運基流700 m3/s。

②在非壓咸補淡時期，若5個測站測報的梧州流量小于1800 m3/s，大藤峽加大泄流滿足梧州1800 m3/s生態(tài)流量要求；若5個測站測報的梧州流量大于1800 m3/s，且水庫水位低于正常蓄水位61 m時，大藤峽水庫在滿足梧州生態(tài)流量要求的前提下，減小出流回蓄，出流不小于航運基流700 m3/s。

三、調(diào)度成效

1.防洪調(diào)度

（1）基本情況

自2020 年3 月左岸工程運行以來，大藤峽水利樞紐已成功應(yīng)對5 次西江編號洪水，其中2022 年5 月、6 月遭遇4 次編號洪水。2022 年珠江流域發(fā)生流域性較大洪水，6 月19 日，珠江流域出現(xiàn)連續(xù)強(qiáng)降雨天氣，西江梧州站水位漲至20.95 m,超過警戒水位2.45 m,編號為“西江2022 年第4 號洪水”，北江干流石角站流量漲至12 000 m3/s，編號為“北江2022 年第2 號洪水”；6 月22 日，北江干流石角站出現(xiàn)歷史最大洪峰流量18 500 m3/s，防汛形勢異常嚴(yán)峻。

（2）采取措施

充分運用大藤峽工程防汛與水量調(diào)度“四預(yù)”平臺，開展洪水防御調(diào)度。

①優(yōu)化“預(yù)報”：強(qiáng)化氣象水文預(yù)報耦合，啟動防汛Ⅳ級應(yīng)急響應(yīng)，提高雨水情預(yù)報精準(zhǔn)度，將24 h 預(yù)見期流量預(yù)報精度提高至90%。

②及時“預(yù)警”：向地方政府和水利、應(yīng)急等部門發(fā)布4 次防洪調(diào)度報告，滾動發(fā)送泄流預(yù)警信息，提醒做好轉(zhuǎn)移避險和險情搶護(hù)。

③開展“預(yù)演”：設(shè)定不同情景目標(biāo)，擬定不同調(diào)度方案，實時分析風(fēng)險形勢，對調(diào)度方案進(jìn)行模擬仿真預(yù)演。

④完善“預(yù)案”：根據(jù)水情變化及預(yù)演結(jié)果，優(yōu)化調(diào)整預(yù)案體系，提高預(yù)案科學(xué)性和可操作性，為防汛決策提供有力支撐。

嚴(yán)格執(zhí)行水利部珠江水利委員會（以下簡稱珠江委）調(diào)度指令，科學(xué)開展水庫調(diào)度。為充分發(fā)揮大藤峽水庫削峰作用，提前將庫水位降至防洪運用最低水位44 m運行，預(yù)泄騰空7億m3庫容。同時緊盯流域雨水情，加密預(yù)測預(yù)報，滾動調(diào)整調(diào)度方案，并首次實施防洪調(diào)度，準(zhǔn)確把握攔洪時機(jī)，逐時分析評估調(diào)度成效，將水庫水位控制精細(xì)至厘米級。

（3）調(diào)度過程及成效

6月20日15時，水庫自44 m水位開始攔蓄，為最大限度錯開桂江洪峰，6月21日17時水庫開始加大攔蓄洪水力度，22日20時攔蓄至50 m水位，23日8時攔蓄至初期運行最高水位52 m，攔蓄洪水約7億m3。大藤峽水庫以有限的防洪庫容發(fā)揮最大的攔洪削峰作用，最大削減洪峰3500 m3/s，降低梧州市防洪水位1.8 m，將西江梧州站洪峰出現(xiàn)時間推遲1天，避免了西江、北江洪峰遭遇，有效減輕西江中下游乃至珠江三角洲防洪壓力，充分發(fā)揮了大藤峽水利樞紐關(guān)鍵工程、關(guān)鍵時刻、關(guān)鍵調(diào)度的“王牌”作用。

2.應(yīng)急調(diào)水

自工程一期下閘蓄水以來，大藤峽公司按照水利部部署和珠江委流域統(tǒng)一調(diào)度安排，精密監(jiān)測、精準(zhǔn)調(diào)度、精細(xì)管理，圓滿完成12次枯水期應(yīng)急補水任務(wù)，累計向下游補水達(dá)18億m3，有效增加了珠江河口入海水資源量。

（1）基本情況

2021 年年底，珠江流域發(fā)生60 年來最嚴(yán)重旱情，江河底水位持續(xù)降低導(dǎo)致河口咸潮上溯，珠海、中山等重要城市取水受到較大影響，澳門用水也面臨嚴(yán)峻威脅。2022 年元旦、春節(jié)、元宵等關(guān)鍵節(jié)點前后正值天文大潮，同時受電網(wǎng)負(fù)荷減少、農(nóng)民工返鄉(xiāng)、突發(fā)疫情等因素影響，供水形勢緊張。其間，大藤峽工程合理優(yōu)化運行調(diào)度，及時開展應(yīng)急補水，確保了珠江三角洲1500萬人民群眾喝上放心水、安全水。

（2）采取措施

立足流域統(tǒng)一調(diào)度大局，及時啟動實施汛末蓄水，提前儲備淡水資源，全力保障澳門、珠海等粵港澳大灣區(qū)城市用水安全。堅持將水資源優(yōu)化配置擺在核心位置，成立枯水期調(diào)度工作專班；錨定西江流域供水保障目標(biāo)，立足最不利情況做好枯水期應(yīng)急調(diào)水預(yù)案，密切研判上游來水，加強(qiáng)值班值守和信息報送，強(qiáng)化與電網(wǎng)、航運等部門溝通協(xié)調(diào)，統(tǒng)籌生態(tài)、航運和發(fā)電等用水需求，運用水量調(diào)度“四預(yù)”平臺持續(xù)比選優(yōu)化水庫調(diào)度方案，精準(zhǔn)控制出庫流量，科學(xué)實施應(yīng)急補水。

（3）調(diào)度過程及成效

2021年12月24日—2022年1月7日，大藤峽水庫平均出庫流量1540 m3/s，出庫水量19.8億m3，經(jīng)過調(diào)度，梧州站在元旦前后平均流量達(dá)到2200 m3/s，滿足壓咸流量要求，調(diào)水成功壓制了珠江三角洲河口咸潮；2022 年1 月29 日—2 月3 日春節(jié)前后，大藤峽水利樞紐平均出庫流量2450 m3/s，總計出庫水量12.71億m3，實施調(diào)度后,梧州站實測流量能夠滿足2100 m3/s壓咸流量需求，實測磨刀門水道最遠(yuǎn)咸界控制在竹洲頭泵站下游，有效保障了澳門、珠海、中山供水安全；2022年2月13—18日，大藤峽水利樞紐平均出庫流量3552 m3/s，來自大藤峽水利樞紐的優(yōu)質(zhì)淡水提前抵達(dá)廣東省中山市磨刀門水道馬角水閘附近，成功壓制了漲潮及大風(fēng)帶來的影響。大藤峽工程應(yīng)急補水的順利實施，提高了粵港澳大灣區(qū)城市群取用淡水概率，保障了西江下游及珠江三角洲地區(qū)城鄉(xiāng)居民用水安全，實現(xiàn)“大旱無大災(zāi)”。

四、思考與建議

目前，大藤峽水利樞紐已基本實現(xiàn)二期蓄水（61 m高程）目標(biāo)，水庫蓄至61 m后，防洪庫容及興利庫容均增加至15億m3，可進(jìn)一步提升流域整體防洪能力及水資源配置能力。為更好發(fā)揮大藤峽“王牌”作用，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)研究，確保調(diào)度安全，提升調(diào)度精準(zhǔn)度。

①加強(qiáng)洪水預(yù)報。水文預(yù)報是實施水庫調(diào)度的基礎(chǔ)，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)水文預(yù)報預(yù)測技術(shù)研究，完善水情測報站網(wǎng)建設(shè)，建立健全氣象衛(wèi)星和測雨雷達(dá)、雨量站、水文站組成的雨水情監(jiān)測“三道防線”，推進(jìn)天空地一體化監(jiān)測。修訂完善水情預(yù)報方案模型，動態(tài)修正參數(shù)，提高預(yù)報精度，延長預(yù)見期。

②加強(qiáng)基于預(yù)報的實時調(diào)度技術(shù)研究。初步設(shè)計階段，為考慮工程安全，大藤峽水庫調(diào)度運用規(guī)則未考慮來水預(yù)測預(yù)報。目前，珠江流域預(yù)測預(yù)報技術(shù)已取得長足發(fā)展，應(yīng)開展基于來水預(yù)測預(yù)報的大藤峽實時調(diào)度技術(shù)研究，提高水庫綜合利用效益，減輕庫區(qū)淹沒損失。

③開展大藤峽上下游淹沒區(qū)防洪風(fēng)險及社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)調(diào)查。大藤峽庫區(qū)建有武宣等防護(hù)片，當(dāng)遭遇流域大洪水時，易產(chǎn)生臨時淹沒；下游西江，特別是潯江兩岸防洪標(biāo)準(zhǔn)較低，遭遇大洪水時淹沒損失較大。要加快開展上下游淹沒區(qū)域防洪風(fēng)險及社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)調(diào)查，為優(yōu)化防洪調(diào)度方案提供支撐，最大限度減少防洪風(fēng)險和淹沒損失。