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(cè)設(shè)計(jì)院,430064,武漢)
三峽工程建成后長(zhǎng)江湖北段再遇1954年和1998年洪水水位計(jì)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(cè)設(shè)計(jì)院,430064,武漢)
洪水風(fēng)險(xiǎn)圖;三峽工程;1998年洪水;1954年洪水;防洪
根據(jù)長(zhǎng)江流域防洪規(guī)劃,長(zhǎng)江中下游總體防洪標(biāo)準(zhǔn)為防御1954年洪水。為達(dá)到上述防洪標(biāo)準(zhǔn),長(zhǎng)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(shè)平原蓄滯洪區(qū)等方式,結(jié)合興利修建干支流水庫(kù),逐步建成以堤防為基礎(chǔ),三峽水庫(kù)為骨干,干支流水庫(kù)、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(zāi)體系。
三峽工程于2008年汛后進(jìn)入試驗(yàn)性蓄水階段,2010—2013年均達(dá)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(guò)水庫(kù)調(diào)洪可使湖北省沙市水位不超過(guò)44.5m,無(wú)需啟用荊江地區(qū)分蓄洪區(qū);遇1 000年一遇或類(lèi)似1870年洪水,可使湖北省枝城流量不超過(guò)80000m3/s,配合荊江地區(qū)的蓄滯洪區(qū)運(yùn)用,可使沙市水位不超過(guò)45.0m,從而保證荊江兩岸的防洪安全。
目前,湖北省境內(nèi)長(zhǎng)江干流堤防已全部達(dá)標(biāo),加上三峽工程的運(yùn)用,防洪能力明顯加強(qiáng)。在長(zhǎng)江流域再現(xiàn)比1998年更大的洪水、甚至1954年洪水時(shí),如何力爭(zhēng)運(yùn)用三峽水庫(kù)調(diào)蓄而不運(yùn)用分蓄洪區(qū),確保長(zhǎng)江干流堤防及沿江支流堤防和人民生命財(cái)產(chǎn)安全,是黨中央、國(guó)務(wù)院和湖北省委省政府十分關(guān)心的問(wèn)題。本文利用洪水風(fēng)險(xiǎn)圖,對(duì)三峽工程建成后再遇1998年和1954年洪水進(jìn)行了計(jì)算分析。
基于洪水風(fēng)險(xiǎn)圖編制項(xiàng)目,運(yùn)用洪水分析模型,根據(jù)長(zhǎng)江干流實(shí)測(cè)地形條件,針對(duì)1954年和1998年經(jīng)過(guò)三峽水庫(kù)調(diào)蓄后的出庫(kù)洪水過(guò)程,進(jìn)行長(zhǎng)江中游江湖洪水演進(jìn)模擬。在三峽水庫(kù)調(diào)蓄和長(zhǎng)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(kù)調(diào)度:三峽水庫(kù)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(yùn)行。汛期水庫(kù)水位按防洪限制水位145.0m控制運(yùn)行。若水庫(kù)水位不高于155.0m,則按控制城陵磯水位不高于34.4m進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)度。當(dāng)水庫(kù)水位高于155.0m,按對(duì)荊江河段進(jìn)行防洪補(bǔ)償調(diào)度,遇100年一遇及以下洪水,若三峽水庫(kù)水位低于171.0m,按控制沙市水位44.5m進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié),相應(yīng)控制枝城最大流量為56 700m3/s。
運(yùn)用洪水分析模型,計(jì)算湖北省境內(nèi)長(zhǎng)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(shí)間,以及超設(shè)計(jì)洪水位堤段的位置和長(zhǎng)度。
1.遇1998年洪水的情況
如遇1998年洪水,三峽水庫(kù)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(jiàn)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(shí)間19~49天;全線超警戒水位22~87天,其中石首以下超過(guò)70天,沙市44天。湖北境內(nèi)長(zhǎng)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(yáng)新江堤)均未漫溢。漫溢堤段約占湖北境內(nèi)長(zhǎng)江堤防總長(zhǎng)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(guò)堤頂高程。當(dāng)然,實(shí)時(shí)調(diào)度過(guò)程中,在對(duì)洪水量級(jí)有一個(gè)基本判斷的情況下,通過(guò)三峽及以上水庫(kù)群的聯(lián)合運(yùn)用,進(jìn)一步提升攔洪能力,防洪形勢(shì)可進(jìn)一步緩解。
表1 遇1998年洪水各控制站水位計(jì)算結(jié)果
表2 遇1954年洪水各控制站水位計(jì)算結(jié)果
2.遇1954年洪水的情況
如遇1954年洪水,三峽水庫(kù)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(jiàn)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(shí)間20~49天,全線超警戒水位19~91天。湖北境內(nèi)長(zhǎng)江左岸監(jiān)利洪湖長(zhǎng)江干堤有約117 km堤段漫溢,漢南長(zhǎng)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(wú)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(wú)漫溢,陽(yáng)新江堤全線漫溢。左右堤漫溢堤段長(zhǎng)度約占湖北境內(nèi)長(zhǎng)江堤防總長(zhǎng)的50.50%。
因此,如再遇1954年洪水,長(zhǎng)江沿線全部超設(shè)計(jì)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(shì)比再遇1998年洪水嚴(yán)重得多。
采用洪水分析模型,模擬了三峽工程建成后長(zhǎng)江中游再遇1954年和1998年的洪水過(guò)程,其成果可應(yīng)用于指導(dǎo)長(zhǎng)江湖北段的防洪實(shí)踐,主要結(jié)論如下:
①通過(guò)三峽工程建成后再遇1998年洪水時(shí)湖北境內(nèi)長(zhǎng)江沿線水位計(jì)算,統(tǒng)計(jì)出超高不足堤段分布,為部署防汛人力、物力,防大汛、搶大險(xiǎn)、抗大災(zāi)做好準(zhǔn)備。
②三峽工程建成后,再遇1954年洪水時(shí),防汛形勢(shì)比再遇1998年洪水嚴(yán)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(jì)算結(jié)果可為分洪決策提供技術(shù)支撐。■
責(zé)任編輯 安天杭
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:1000-1123(2017)05-0052-02
2016-11-25
江焱生,副總工程師,高級(jí)工程師。
全國(guó)重點(diǎn)地區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)圖編制項(xiàng)目。