徐小玲,鄭慶華

(江山市碗窯水庫管理局,浙江 江山 324100)

衢州市位于錢塘江上游,2010年6月中旬至7月上旬,出現(xiàn)了近10 a來少有的典型梅雨洪水,在實(shí)時防汛抗洪過程中,大中型水庫的防洪調(diào)度顯得尤為重要。2010年的梅汛過程中,各大中型水庫按照批準(zhǔn)的水庫控制運(yùn)用計劃實(shí)施泄洪,有效地減輕或避免了下游洪澇損失。但由于近10 a來未出現(xiàn)大的泄洪過程,在防洪調(diào)度中也遇到了不少問題。為進(jìn)一步提高防洪調(diào)度科學(xué)決策水平,對全市大中型水庫防洪調(diào)度情況進(jìn)行調(diào)查、梳理和分析。

1 降雨、洪水過程分析

1.1 降雨過程分析

梅汛期全市降水有以下特點(diǎn):一是雨期長,雨量大;二是暴雨、大暴雨過程頻繁,影響范圍廣;三是短時雨強(qiáng)大,伴有強(qiáng)對流天氣;四是強(qiáng)降雨區(qū)域集中,暴雨中心主要集中在開化東北部和衢江區(qū)北部地區(qū)。

衢州地區(qū)2010年從6月17日入梅到7月17日出梅,歷時31 d,是近12 a以來最長的一次。梅雨過程分為3個階段,分別在 6月 17—29日、7月5—9日、7月11—17日出現(xiàn)集中降水過程。其中,強(qiáng)降水過程主要出現(xiàn)在6月17—21日、6月24日、7月5—6日、7月8—9日和 7月14日。具體的強(qiáng)降水過程出現(xiàn)時間、影響區(qū)域、最大雨量及其發(fā)生地點(diǎn)見表1,逐日平均降雨量見表2。

表1 2010年衢州地區(qū)梅汛期主要強(qiáng)降水過程表

表2 衢江流域梅汛期逐日平均降雨量表

1.2 洪水過程分析

2010年衢州地區(qū)出現(xiàn)了3次強(qiáng)降水過程,即“20100618”、 “20100705” 及 “20100711”號洪水。 特別是“20100618”號洪水,是2010年衢江流域內(nèi)最大的一場洪水,致使全市大中型水庫蓄水量達(dá)24.18億m3,蓄水率高達(dá)96.8%。

2 大型水庫防洪調(diào)度概況

衢州地區(qū)具有控制性防洪作用的大中型水庫有湖南鎮(zhèn)、銅山源、碗窯、白水坑、沐塵、芙蓉、齊溪7座水庫。黃壇口、峽口水庫分別位于湖南鎮(zhèn)、白水坑2座大型水庫下游,為該2座大型水庫的下游梯級水庫。其余5座中型水庫庫容較小,人工調(diào)節(jié)水庫滯洪、削峰作用不明顯。

2.1 湖南鎮(zhèn)水庫

湖南鎮(zhèn)水庫自6月16日至6月29日庫區(qū)平均面雨量428 mm,水庫入庫洪量8.118億m3,最大洪峰流量2980 m3/s(19日17時),庫區(qū)降雨量及入庫洪峰流量重現(xiàn)期約為10 a一遇。通過水庫的調(diào)蓄作用,最大出庫流量控制在2150 m3/s以下,消減洪峰830 m3/s,削峰率27.9%,泄洪期間總出庫水量5.86億m3,攔蓄洪水2.258億m3。湖南鎮(zhèn)水庫 “20100618”洪水防洪調(diào)度過程見圖1。

圖1 湖南鎮(zhèn)水庫 “20100618” 洪水防洪調(diào)度過程圖

2.2 碗窯水庫

6月16—27日,碗窯水庫流域共降水352 mm,其中最大三日降雨194 mm(19日7時至22日7時),最大七日降雨276 mm(18日4時至25日4時),最大入庫洪峰流量265 m3/s(20日16時),入庫洪量5574萬m3,入庫洪量重現(xiàn)期為5 a一遇至10 a一遇之間。通過水庫的調(diào)蓄作用,最大出庫流量控制在150 m3/s以下,消減洪峰115m3/s,削峰率達(dá)43.4%,總出庫水量3641萬m3,攔蓄洪水1933萬m3。碗窯水庫 “20100618”洪水防洪調(diào)度過程見圖2。

圖2 碗窯水庫 “20100618”洪水防洪調(diào)度過程圖

2.3 白水坑水庫

自2010年6月16日起,白水坑水庫庫區(qū)出現(xiàn)了強(qiáng)降雨天氣,6月16日至6月25日庫區(qū)平均降雨460 mm,七日最大雨量為341 mm,其中最大日降水量109 mm,最大洪峰流量966 m3/s(19日12時),入庫洪量14683萬m3,白水坑水庫入庫洪量重現(xiàn)期約為50 a一遇。通過水庫的調(diào)蓄作用,最大出庫流量控制在276 m3/s以下,削減洪峰690 m3/s,削峰率達(dá)71.4%,總出庫水量1.2億m3,攔蓄洪水2680萬m3。白水坑水庫 “20100618”洪水防洪調(diào)度過程見圖3。

“20100618”洪水過程中,全市主要江河汛情基本平穩(wěn)。常山港常山水文站最高水位達(dá)82.39m,洪峰流量1550 m3/s;江山港雙塔底水文站最高水位達(dá)85.85 m(超出警戒水位0.15m),洪峰流量1150 m3/s;衢江衢州市水文站最高水位達(dá)到60.97m(低于警戒水位0.23 m),洪峰流量2800 m3/s;龍游水文站最高水位達(dá)43.00m(超出警戒水位0.31 m),除江山港、烏溪江在水庫泄洪期間出現(xiàn)局部堤防坍塌外,其它主要河流沿江兩岸均未出現(xiàn)明顯洪水災(zāi)害。

圖3 白水坑水庫“20100618”洪水防洪調(diào)度過程圖

3 水庫防洪調(diào)度的幾個重要環(huán)節(jié)

3.1 合理控制梅汛前水庫水位對充分發(fā)揮水庫的防洪與興利功能十分重要

衢州地區(qū)降水大部分集中在4—7月份,占全年總雨量的60%以上,尤其是在梅汛期,常常出現(xiàn)梅雨洪水。為了水庫在梅汛期防洪安全,若將梅汛前庫水位降得較低,則可能導(dǎo)致以灌溉、供水、發(fā)電為主的水庫興利功能得不到充分發(fā)揮。為了提高水庫的興利效益,若將梅汛前庫水位抬得過高,則可能增加水庫下游的防洪壓力,嚴(yán)重影響水庫工程的防洪安全。因此,梅汛前水庫水位的控制,要從水庫供水要求和防洪安全2方面科學(xué)確定,并嚴(yán)格按照上級批準(zhǔn)的水庫控制運(yùn)用要求,合理控制梅汛前水庫水位,使水庫的防洪與興利功能得以更好地發(fā)揮。

3.2 及時啟動泄洪相關(guān)程序才能掌握防洪調(diào)度的主動權(quán)

每次水庫泄洪都要經(jīng)過會商、防汛部門發(fā)布調(diào)度指令、有關(guān)單位進(jìn)行泄洪通知等程序,耗費(fèi)一定的時間,特別是一些水庫泄洪通知及預(yù)警時間較長,如湖南鎮(zhèn)水庫達(dá)4 h。如果啟動較晚則很可能延誤泄洪時機(jī),增大后期泄洪調(diào)度壓力。因此,在水庫防洪調(diào)度中要盡早啟動泄洪相關(guān)程序才能掌握防洪調(diào)度的主動權(quán),特別是在水庫高水位運(yùn)行期間并且降雨持續(xù)時,要盡可能避免重復(fù)開關(guān)閘,在1次泄洪基本結(jié)束時,保持小流量泄洪,避免再次泄洪因啟動泄洪程序及預(yù)警時間而貽誤泄洪時機(jī)。2010年6月23—24日湖南鎮(zhèn)水庫雖然將水位降到汛限水位以下,但是由于氣象預(yù)報降雨還將持續(xù),為減少第2次啟動泄洪程序時間,湖南鎮(zhèn)水庫將1孔閘門部分開啟,保持小流量泄洪,6月25日迎來又一波洪峰時,泄洪流量及時增加到了1200 m3/s,省略了重新啟動泄洪程序的時間,實(shí)現(xiàn)與下游衢江洪水錯峰。

3.3 充分發(fā)揮現(xiàn)代化信息系統(tǒng)的作用,為實(shí)時防洪調(diào)度提供科學(xué)決策依據(jù)

烏溪江、銅山源、碗窯等水庫水情自動測報系統(tǒng)在洪水期間運(yùn)行狀態(tài)良好,能及時、準(zhǔn)確收集到流域內(nèi)各雨量站、水位站的水文信息,使調(diào)度人員對整個流域內(nèi)的雨情、水情了如指掌,根據(jù)實(shí)時降雨情況運(yùn)用洪水預(yù)報調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行滾動預(yù)報,研究提出在已有降雨情況和后續(xù)不同量級雨量下的洪水調(diào)度措施,為水庫實(shí)時防洪調(diào)度提供科學(xué)決策依據(jù)。碗窯水庫在使用現(xiàn)有洪水預(yù)報及調(diào)度系統(tǒng)時,采用人與機(jī)相結(jié)合、預(yù)報軟件與經(jīng)驗(yàn)單位線相結(jié)合的方式,以自動化預(yù)報為基礎(chǔ),以人的經(jīng)驗(yàn)為補(bǔ)充,在具體預(yù)報過程中既認(rèn)真分析了當(dāng)前水雨情特點(diǎn)及下階段的降雨趨勢,又充分考慮了水庫產(chǎn)流的諸多影響因素,以彌補(bǔ)自動化系統(tǒng)的不足,進(jìn)一步提高預(yù)報的精度,從而使水庫防洪調(diào)度更趨科學(xué)。3次泄洪的實(shí)際效果,預(yù)報成果的精度達(dá)98%,在水庫調(diào)度中發(fā)揮了很大作用。

3.4 加強(qiáng)信息溝通是做好水庫防洪調(diào)度工作的重要手段

在防洪調(diào)度時,不僅要根據(jù)氣象和洪水預(yù)報,分析水庫可攔蓄洪水能力,還要進(jìn)一步摸清水庫上下游的防洪能力、水庫泄洪設(shè)施和機(jī)械設(shè)備的操控性能等,統(tǒng)籌兼顧上中下游及充分考慮現(xiàn)有科技水平下各類預(yù)報的局限性,在確保防洪安全的前提下,提出科學(xué)的、合理的水庫實(shí)時洪水調(diào)度方案。同時,要加強(qiáng)水雨情監(jiān)測,及時掌握上下游雨情、水情、工情和災(zāi)情信息,根據(jù)實(shí)時降雨情況進(jìn)行滾動預(yù)報,研究提出已有降雨情況下和后續(xù)不同量級雨量下的洪水調(diào)度措施。因此,各級防汛部門、各地氣象部門和各水庫管理單位的及時溝通、信息共享作用非常關(guān)鍵。在2010年多次洪水期間,市、縣2級防汛部門都保持與氣象部門和各大中型水庫的密切聯(lián)系,特別是市防汛辦每次在對湖南鎮(zhèn)、黃壇口梯級水庫下發(fā)調(diào)度令前,都要充分了解庫區(qū)來水情況、后期降雨情況及下游衢江河道上漲情況等,確保每次泄洪調(diào)度方案精確無誤,下游河道安全行洪。

4 在防洪調(diào)度中應(yīng)予重視的幾個問題

4.1 進(jìn)一步規(guī)范調(diào)度權(quán)限,以確保防洪調(diào)度工作順利進(jìn)行

防洪調(diào)度是一項(xiàng)復(fù)雜系統(tǒng)的工作。在今年洪水調(diào)度過程中,一些水庫管理單位與防汛部門之間、水庫電廠與水庫管理單位之間出現(xiàn)調(diào)度權(quán)限不清,溝通不及時、不全面等情況,以至于對下游造成了不必要的損失。因此,防洪調(diào)度需要各有關(guān)單位以減少洪水影響為唯一目標(biāo),而不能根據(jù)自身利益來調(diào)度;需要各大中型水庫與防汛部門加強(qiáng)溝通聯(lián)系,水庫電廠與水庫管理單位加強(qiáng)溝通聯(lián)系,清晰各自的防洪調(diào)度權(quán)限,服從防汛部門的統(tǒng)一指揮調(diào)度。

4.2 摸清水庫下游的防汛抗洪能力,確保水庫泄洪安全

白水坑水庫及其下游的峽口水庫泄洪渠達(dá)不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),在泄洪過程中造成了較大損失。白水坑水庫泄洪渠原設(shè)計流量為400 m3/s,但實(shí)際泄流能力僅為150 m3/s。在這幾次泄洪中,因流量大于150 m3/s,造成泄洪洞出口以下近100 m河堤塌方,溪東段150 m河堤及公路被沖毀。其下游的峽口水庫在6月21日,下泄流量僅為300 m3/s,尚未達(dá)到20 a一遇的下泄標(biāo)準(zhǔn),江山港河道峽口段即發(fā)生決堤。烏溪江水庫下游同樣存有影響安全泄洪的問題,當(dāng)烏溪江水庫下泄流量接近2000 m3/s時,水庫下游鱘魚養(yǎng)殖場受洪水影響,為給下游鱘魚捕撈創(chuàng)造條件,烏溪江水庫減少了下泄流量,因下泄流量的減少導(dǎo)致湖南鎮(zhèn)水庫水位相應(yīng)抬高約0.17 m。因此,在水庫泄洪前,定要摸清水庫下游的防汛抗洪能力,制訂科學(xué)、合理的預(yù)泄方案,盡量減少因泄洪對下游造成的不必要損失,確保水庫安全泄洪。

4.3 控制性大中型水庫應(yīng)建設(shè)水情自動測報系統(tǒng)與洪水預(yù)報調(diào)度系統(tǒng),進(jìn)一步提高大中型水庫的防汛抗洪能力

目前,衢州地區(qū)防洪能力較強(qiáng)的7座控制性大中型水庫中,還有白水坑、沐塵、齊溪等水庫未建立洪水預(yù)報調(diào)度系統(tǒng),建議上述水庫盡早建好洪水預(yù)報調(diào)度系統(tǒng),為調(diào)度人員進(jìn)一步做好水庫洪水預(yù)報調(diào)度,減輕水庫下游河道、城市防洪壓力,提供現(xiàn)代化的洪水預(yù)報調(diào)度技術(shù)平臺。

4.4 制定和實(shí)施防洪調(diào)度人員專業(yè)知識培訓(xùn)計劃,不斷提高防洪調(diào)度科學(xué)決策水平

水庫基層防洪調(diào)度人員是水庫防洪與興利調(diào)度的具體執(zhí)行者,其業(yè)務(wù)素質(zhì)的高低直接影響到水庫大壩的安全度汛、上下游的防洪安全和水庫發(fā)電效益。當(dāng)前,基層防洪調(diào)度隊(duì)伍建設(shè)在一定程度上還不能滿足新形勢、新任務(wù)下工作的需要,部分基層防洪調(diào)度人員存在專業(yè)技術(shù)知識缺乏、業(yè)務(wù)水平偏低的情況,在應(yīng)對整個防洪調(diào)度工作時心中無數(shù),工作方式簡單,協(xié)調(diào)能力不強(qiáng),給防洪調(diào)度帶來不利影響。加上近幾年來,水庫水文自動化測報系統(tǒng)及洪水預(yù)報調(diào)度系統(tǒng)的快速發(fā)展,使水庫的調(diào)度設(shè)施和技術(shù)走向先進(jìn)行列,高科技的應(yīng)用對調(diào)度人員也就提出了更高的要求。因此,省、市、縣3級防汛部門都要加強(qiáng)對基層防洪調(diào)度人員專業(yè)知識的培訓(xùn),制定和落實(shí)培訓(xùn)計劃。通過對調(diào)度人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn),不斷提高水庫防洪調(diào)度科學(xué)決策水平。