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        三峽工程建成后長江湖北段再遇1954年和1998年洪水水位計算

        2017-03-29 03:40:49江焱生鄭治軍姚黑字翁朝暉林江武盧少為
        中國水利 2017年5期
        關(guān)鍵詞:江堤堤段三峽水庫

        江焱生,鄭治軍,姚黑字,江 浩,翁朝暉,林江武,盧少為

        (1.湖北省防汛抗旱指揮部辦公室,430071,武漢;2.湖北省水利水電規(guī)劃勘測設計院,430064,武漢)

        三峽工程建成后長江湖北段再遇1954年和1998年洪水水位計算

        江焱生1,鄭治軍1,姚黑字1,江 浩1,翁朝暉2,林江武2,盧少為2

        (1.湖北省防汛抗旱指揮部辦公室,430071,武漢;2.湖北省水利水電規(guī)劃勘測設計院,430064,武漢)

        洪水風險圖;三峽工程;1998年洪水;1954年洪水;防洪

        根據(jù)長江流域防洪規(guī)劃,長江中下游總體防洪標準為防御1954年洪水。為達到上述防洪標準,長江中下游規(guī)劃采取合理加高加固堤防、整治河道、安排并建設平原蓄滯洪區(qū)等方式,結(jié)合興利修建干支流水庫,逐步建成以堤防為基礎,三峽水庫為骨干,干支流水庫、蓄滯洪區(qū)、河道整治相配合,平垸行洪、退田還湖、水土保持等措施與防洪非工程措施相結(jié)合的綜合防洪減災體系。

        三峽工程于2008年汛后進入試驗性蓄水階段,2010—2013年均達到正常蓄水位175.0m。三峽工程按正常規(guī)模投入使用后,遇100年一遇及以下洪水,通過水庫調(diào)洪可使湖北省沙市水位不超過44.5m,無需啟用荊江地區(qū)分蓄洪區(qū);遇1 000年一遇或類似1870年洪水,可使湖北省枝城流量不超過80000m3/s,配合荊江地區(qū)的蓄滯洪區(qū)運用,可使沙市水位不超過45.0m,從而保證荊江兩岸的防洪安全。

        目前,湖北省境內(nèi)長江干流堤防已全部達標,加上三峽工程的運用,防洪能力明顯加強。在長江流域再現(xiàn)比1998年更大的洪水、甚至1954年洪水時,如何力爭運用三峽水庫調(diào)蓄而不運用分蓄洪區(qū),確保長江干流堤防及沿江支流堤防和人民生命財產(chǎn)安全,是黨中央、國務院和湖北省委省政府十分關(guān)心的問題。本文利用洪水風險圖,對三峽工程建成后再遇1998年和1954年洪水進行了計算分析。

        一、計算洪水條件

        基于洪水風險圖編制項目,運用洪水分析模型,根據(jù)長江干流實測地形條件,針對1954年和1998年經(jīng)過三峽水庫調(diào)蓄后的出庫洪水過程,進行長江中游江湖洪水演進模擬。在三峽水庫調(diào)蓄和長江中游啟用分蓄洪區(qū)條件下,按照蓮花塘34.4m控制分洪,其他條件與不分洪一致。

        三峽水庫調(diào)度:三峽水庫按照正常蓄水位175.0 m、防洪限制水位145.0m、枯期消落低水位155.0m運行。汛期水庫水位按防洪限制水位145.0m控制運行。若水庫水位不高于155.0m,則按控制城陵磯水位不高于34.4m進行補償調(diào)度。當水庫水位高于155.0m,按對荊江河段進行防洪補償調(diào)度,遇100年一遇及以下洪水,若三峽水庫水位低于171.0m,按控制沙市水位44.5m進行補償調(diào)節(jié),相應控制枝城最大流量為56 700m3/s。

        二、水位計算結(jié)果

        運用洪水分析模型,計算湖北省境內(nèi)長江干流河道的沿程洪水位,分析各控制站水位是否超警戒水位和保證水位,超多少,超警戒和保證的持續(xù)時間,以及超設計洪水位堤段的位置和長度。

        1.遇1998年洪水的情況

        如遇1998年洪水,三峽水庫需蓄水110億m3,最高蓄洪水位167.0 m。若不分洪,各控制站最高水位見表1。由表1可知,沙市最高水位44.85 m,監(jiān)利站最高水位37.68m,蓮花塘最高水位35.10m,漢口站最高水位29.22m。其中,石首至螺山超保證水位0.04~0.75m,持續(xù)時間19~49天;全線超警戒水位22~87天,其中石首以下超過70天,沙市44天。湖北境內(nèi)長江左岸除黃廣大堤有約75 km堤段漫溢外,其他堤段(下百里洲江堤—黃岡江堤)均未漫溢;右岸除松滋江堤有約20 km堤段漫溢外,其他堤段(荊南干堤—陽新江堤)均未漫溢。漫溢堤段約占湖北境內(nèi)長江堤防總長的6.79%。

        因此,如遇1998年洪水,即使三峽工程發(fā)揮攔洪作用,在不分洪的情況下,仍存在部分堤段洪水位超過堤頂高程。當然,實時調(diào)度過程中,在對洪水量級有一個基本判斷的情況下,通過三峽及以上水庫群的聯(lián)合運用,進一步提升攔洪能力,防洪形勢可進一步緩解。

        表1 遇1998年洪水各控制站水位計算結(jié)果

        表2 遇1954年洪水各控制站水位計算結(jié)果

        2.遇1954年洪水的情況

        如遇1954年洪水,三峽水庫需蓄水185億m3,蓮花塘附近超額洪量275億m3,漢口附近超額洪量60億m3,湖口超額洪量38億m3,總量373億m3。如果不分洪,各控制站最高水位見表2。由表2可知,石首以下各站超保證水位0.75~2.59m,其中漢口站超保證水位(31.65m)1.92m,超保證水位持續(xù)時間20~49天,全線超警戒水位19~91天。湖北境內(nèi)長江左岸監(jiān)利洪湖長江干堤有約117 km堤段漫溢,漢南長江干堤44 km全部漫溢,武漢江堤有約95 km堤段漫溢,黃岡江堤、黃廣大堤全線漫溢;右岸松滋江堤有約20 km堤段漫溢,荊南干堤無漫溢,咸寧干堤有約54 km堤段漫溢,武漢江堤有約80 km堤段漫溢,粑鋪大堤、昌大堤全線漫溢,黃石江堤無漫溢,陽新江堤全線漫溢。左右堤漫溢堤段長度約占湖北境內(nèi)長江堤防總長的50.50%。

        因此,如再遇1954年洪水,長江沿線全部超設計洪水位,除荊江地區(qū)分洪區(qū)不啟用外,其他分蓄洪區(qū)都要啟用,防汛形勢比再遇1998年洪水嚴重得多。

        三、成果應用指導

        采用洪水分析模型,模擬了三峽工程建成后長江中游再遇1954年和1998年的洪水過程,其成果可應用于指導長江湖北段的防洪實踐,主要結(jié)論如下:

        ①通過三峽工程建成后再遇1998年洪水時湖北境內(nèi)長江沿線水位計算,統(tǒng)計出超高不足堤段分布,為部署防汛人力、物力,防大汛、搶大險、抗大災做好準備。

        ②三峽工程建成后,再遇1954年洪水時,防汛形勢比再遇1998年洪水嚴重,除荊江地區(qū)分洪區(qū)不啟用外,其他分蓄洪區(qū)都要啟用。計算結(jié)果可為分洪決策提供技術(shù)支撐?!?/p>

        責任編輯 安天杭

        TV877+TV122

        :B

        :1000-1123(2017)05-0052-02

        2016-11-25

        江焱生,副總工程師,高級工程師。

        全國重點地區(qū)洪水風險圖編制項目。

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