彭水水電站基于下游防洪安全現(xiàn)狀的削峰調(diào)度研究

朱穎

（重慶大唐國(guó)際彭水水電開(kāi)發(fā)有限公司，重慶409600）

由于彭水水庫(kù)下游防護(hù)對(duì)象彭水縣城的堤防建設(shè)實(shí)際防洪能力低于規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)下游防洪安全現(xiàn)狀，以彭水水文站水位不超過(guò)228m、235m 作為控制條件反推彭水下泄流量，結(jié)合批準(zhǔn)的防洪任務(wù)和調(diào)度方式，擬定基于下游防洪安全現(xiàn)狀的削峰調(diào)度原則，可在確保庫(kù)區(qū)防護(hù)對(duì)象和大壩安全的前提下，在實(shí)際防洪調(diào)度中盡量減輕下游彭水縣城的防洪壓力。

表1 彭水電站下泄流量分析結(jié)果（H 彭水水文站≤228m）

1 彭水水電站概況

烏江是長(zhǎng)江上游右岸的最大支流，發(fā)源于貴州省威寧縣的三岔河，橫穿貴州省腹地，自東北部出貴州進(jìn)入重慶市境內(nèi)，于涪陵區(qū)匯入長(zhǎng)江。烏江流域面積87920km2，干流全長(zhǎng)1037km，總落差2124m，多年平均流量1690m3/s，多年平均徑流量534 億m3。

彭水水電站位于烏江干流下游，為烏江干流開(kāi)發(fā)的第十個(gè)梯級(jí)，梯級(jí)下游電站為烏江銀盤(pán)電站。彭水電站距重慶市的直線距離約170km，電站總裝機(jī)容量1750MW，安裝5 臺(tái)單機(jī)容量350MW的混流式水輪發(fā)電機(jī)組，設(shè)計(jì)年發(fā)電量63.51 億kW.h，承擔(dān)重慶電網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用任務(wù)，是重慶電網(wǎng)的骨干支撐電源。電站樞紐工程以發(fā)電為主，兼顧航運(yùn)、防洪及其它綜合利用效益。電站正常蓄水位293m，防洪限制水位287m，總庫(kù)容為14.65 億m3，其中調(diào)節(jié)庫(kù)容5.18 億m3，預(yù)留防洪庫(kù)容2.32 億m3,與上游的構(gòu)皮灘、思林、沙沱等大型防洪水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)用，可配合三峽水庫(kù)對(duì)長(zhǎng)江中下游防洪，同時(shí)也可減輕對(duì)烏江下游的防汛壓力。

2 防洪任務(wù)及調(diào)度方式

2.1 防洪任務(wù)

根據(jù)批復(fù)的彭水水電站水庫(kù)調(diào)度規(guī)程，彭水水電站防洪任務(wù)為確保樞紐自身防洪安全；遇20 年一遇入庫(kù)洪水時(shí)，在滿足庫(kù)區(qū)沿河縣城防護(hù)要求的前提下，不增加下游彭水縣城防護(hù)負(fù)擔(dān)；配合三峽水庫(kù)承擔(dān)長(zhǎng)江中下游防洪任務(wù)。

2.2 調(diào)度方式

根據(jù)批復(fù)的彭水水電站水庫(kù)調(diào)度規(guī)程，彭水水電站防洪調(diào)度方式為：當(dāng)不需要彭水水電站配合三峽水庫(kù)為長(zhǎng)江中下游承擔(dān)防洪任務(wù)時(shí)，當(dāng)入庫(kù)洪水不大于20 年一遇時(shí)，下泄流量按不超過(guò)19900m3/s 控泄，一般情況下控制庫(kù)水位不超過(guò)288.85m；當(dāng)入庫(kù)洪水大于20 年一遇或庫(kù)水位達(dá)到288.85m時(shí)，按出入庫(kù)水量基本平衡調(diào)。當(dāng)長(zhǎng)江中下游有防洪需要時(shí)，彭水水電站配合三峽水庫(kù)為長(zhǎng)江中下游承擔(dān)防洪任務(wù)。當(dāng)庫(kù)水位達(dá)到293.0m之后，按保樞紐安全方式調(diào)度。當(dāng)發(fā)揮防洪作用與保護(hù)樞紐工程安全有矛盾時(shí)，服從樞紐建筑物安全進(jìn)行調(diào)度。

3 上下游防洪對(duì)象防洪現(xiàn)狀及問(wèn)題

彭水水庫(kù)承擔(dān)長(zhǎng)江中下游防洪任務(wù)，庫(kù)區(qū)重要防護(hù)對(duì)象為貴州省沿河縣城，壩下有彭水縣城，兩縣城規(guī)劃防洪標(biāo)準(zhǔn)均為20 年一遇洪水。

3.1 上下游防洪對(duì)象防洪現(xiàn)狀

沿河縣城主要街道高程在312-315m，在此高程范圍內(nèi)，人口和房屋密集，是庫(kù)區(qū)重要防護(hù)對(duì)象，故沿河縣城按312m 防洪標(biāo)準(zhǔn)控制，彭水水庫(kù)遭遇20 年一遇標(biāo)準(zhǔn)洪水（19900m3/s），以沿河縣城洪水位不超過(guò)312m 控制，經(jīng)回水水面線反算，壩前最高洪水位應(yīng)不超過(guò)288.85m。彭水縣城防汛工程措施是修建防洪堤等工程，防洪堤工程堤頂高程為235m，為10 年一遇洪水防洪標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)流量17200m3/s；采用非工程措施后，彭水縣城防汛標(biāo)準(zhǔn)可達(dá)到20 年一遇洪水，相應(yīng)水位為240m，對(duì)應(yīng)流量19900m3/s。

表2 彭水電站下泄流量分析結(jié)果（H 彭水水文站≤235m）

3.2 存在問(wèn)題

2020 年汛前彭水水電公司組織相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員對(duì)彭水大壩下游至彭水縣城區(qū)域河道兩岸邊坡、岸坡墾荒耕種、民用房屋等建筑物進(jìn)行了巡視檢查和河道行洪能力評(píng)估調(diào)查。巡視河道兩岸邊坡及護(hù)岸總體情況良好，未見(jiàn)垮塌及滑坡等異常情況，沿江建筑物主要位于右岸，在彭水水電站出庫(kù)流量達(dá)14400m3/s（5 年一遇洪水）時(shí)，大壩下游至彭水縣城河道內(nèi)多處建筑物將處于電站泄洪淹沒(méi)區(qū)范圍，同時(shí)由于彭水縣城所建堤防未完全閉合，堤防后仍有大量民房和車(chē)庫(kù)，高程普遍在228m 左右，發(fā)生5 年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)（出庫(kù)流量達(dá)14400m3/s）時(shí)彭水縣城濱江路局部路段存在被淹沒(méi)風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)投產(chǎn)以來(lái)最大一次（2014 年7 月16 日）洪水過(guò)程工況，當(dāng)泄洪流量達(dá)到15000m3/s 時(shí)，彭水縣城濱江路（路面高程235m）部分低洼地帶開(kāi)始進(jìn)水形成內(nèi)澇，高于15000m3/s 流量，濱江路局部將被淹沒(méi)。

4 基于下游防洪安全現(xiàn)狀的削峰調(diào)度研究

彭水水庫(kù)庫(kù)區(qū)防洪保護(hù)對(duì)象為沿河縣城，下游防洪保護(hù)對(duì)象為彭水縣城。沿河縣城按312m防洪標(biāo)準(zhǔn)控制，彭水水庫(kù)庫(kù)水位不高時(shí)，中小洪水對(duì)沿河縣城防洪影響不大。

根據(jù)長(zhǎng)江委水文上游局編制的《重慶烏江彭水水電站大壩下游行洪能力復(fù)核報(bào)告》結(jié)論，以彭水水文站水位不超過(guò)228m、235m作為控制條件，反推彭水下泄流量，分析過(guò)流能力。給定計(jì)算條件如下：彭水水庫(kù)至銀盤(pán)水庫(kù)區(qū)間來(lái)水分別取流量100m3/s（多年平均）、500m3/s、1000m3/s、2000m3/s、5000m3/s。銀盤(pán)壩前水位分別取210.5m、211.0m、211.5m、212.0m、212.5m、213.0m。

4.1 彭水水文站水位不超過(guò)228m控制分析

由表1 可知，若限制下游彭水站水位不超過(guò)228m，銀盤(pán)入庫(kù)洪峰流量為10700-11700m3/s 時(shí)，彭水至銀盤(pán)區(qū)間不同來(lái)水情況下彭水水庫(kù)應(yīng)控制的下泄流量為：當(dāng)彭水水庫(kù)至銀盤(pán)水庫(kù)區(qū)間來(lái)水為100m3/s 時(shí)，彭水下泄流量為10600-10800m3/s；當(dāng)彭水水庫(kù)至銀盤(pán)水庫(kù)區(qū)間來(lái)水為500m3/s 時(shí)，彭水下泄流量為10400-10600m3/s；當(dāng)彭水水庫(kù)至銀盤(pán)水庫(kù)區(qū)間來(lái)水為1000m3/s時(shí)，彭水下泄流量為10100-10300m3/s；當(dāng)彭水水庫(kù)至銀盤(pán)水庫(kù)區(qū)間來(lái)水為2000m3/s 時(shí)，彭水下泄流量為9590-9760m3/s；當(dāng)彭水水庫(kù)至銀盤(pán)水庫(kù)區(qū)間來(lái)水為5000m3/s 時(shí)，彭水下泄流量為5860-6040m3/s。

4.2 彭水水文站水位不超過(guò)235m控制分析

由表2 可知，若限制下游彭水站水位不超過(guò)235m，銀盤(pán)入庫(kù)洪峰流量為16100-16900m3/s 時(shí)，彭水至銀盤(pán)區(qū)間不同來(lái)水情況下彭水水庫(kù)應(yīng)控制的下泄流量為：當(dāng)彭水水庫(kù)至銀盤(pán)水庫(kù)區(qū)間來(lái)水為100m3/s 時(shí)，彭水下泄流量為16600-16800m3/s；當(dāng)彭水水庫(kù)至銀盤(pán)水庫(kù)區(qū)間來(lái)水為500m3/s 時(shí)，彭水下泄流量為16100-16300m3/s；當(dāng)彭水水庫(kù)至銀盤(pán)水庫(kù)區(qū)間來(lái)水為1000m3/s時(shí)，彭水下泄流量為15500-15800m3/s；當(dāng)彭水水庫(kù)至銀盤(pán)水庫(kù)區(qū)間來(lái)水為2000m3/s 時(shí)，彭水下泄流量為14400-14700m3/s；當(dāng)彭水水庫(kù)至銀盤(pán)水庫(kù)區(qū)間來(lái)水為5000m3/s 時(shí)，彭水下泄流量為11100-11400m3/s。

4.3 基于下游防洪安全現(xiàn)狀的削峰調(diào)度原則

彭水水庫(kù)在開(kāi)展基于下游防洪安全現(xiàn)狀的削峰調(diào)度時(shí)，在確保庫(kù)區(qū)防護(hù)對(duì)象和大壩安全的前提下，應(yīng)充分利用水庫(kù)防洪庫(kù)容，盡量減輕下游彭水縣城的防洪壓力。主要遵循以下原則：

4.3.1 當(dāng)預(yù)報(bào)彭水水庫(kù)入庫(kù)流量不足2 年一遇洪水時(shí)（流量10190m3/s），應(yīng)盡量控制彭水出庫(kù)流量滿足彭水水文站水位不超228m，以保證彭水縣城的防洪薄弱區(qū)域不被淹，當(dāng)彭水出庫(kù)流量增加將導(dǎo)致彭水水文站水位接近228m 時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知彭水縣水利局做好預(yù)警應(yīng)對(duì)措施。

4.3.2 當(dāng)預(yù)報(bào)彭水水庫(kù)入庫(kù)流量大于2 年一遇洪水（流量10190m3/s）不足10 年一遇洪水（流量17188m3/s）時(shí)，應(yīng)盡量控制彭水水文站水位不超235m，盡量減少彭水縣城的防洪壓力。

4.3.3 當(dāng)預(yù)報(bào)彭水水庫(kù)入庫(kù)流量大于10 年一遇洪水（流量17188m3/s）時(shí)，按彭水水電站水庫(kù)調(diào)度規(guī)程執(zhí)行。

結(jié)束語(yǔ)

以彭水水文站水位不超過(guò)228m 和235m 控制的分析成果均為推算成果，在實(shí)際調(diào)度過(guò)程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修正。按照批準(zhǔn)的防洪任務(wù)和調(diào)度方式，結(jié)合擬定的基于下游防洪安全現(xiàn)狀的削峰調(diào)度原則，根據(jù)水庫(kù)預(yù)報(bào)入庫(kù)洪水流量過(guò)程、實(shí)時(shí)庫(kù)水位，利用水庫(kù)的調(diào)蓄作用和控制能力，開(kāi)展削峰調(diào)度，可在確保庫(kù)區(qū)防護(hù)對(duì)象和大壩安全的前提下，盡量減輕下游彭水縣城的防洪壓力，為防汛減災(zāi)工作做出貢獻(xiàn)。