佘玉良，葉澤綱

（湖南省水文水資源勘測中心，湖南 長沙 410008）

江埡水庫是澧水流域上具有重要防洪作用的大型水庫，1999 年建成并承擔(dān)防洪削峰任務(wù)。為了掌握江埡水庫的有關(guān)情況，本文旨在對水庫的防洪作用進(jìn)行分析，以供今后防洪調(diào)度工作參考。

1 基本情況

1.1 澧水流域

澧水是湖南省的四大河流之一，流域面積為18 496 km2，河長388 km，多年平均徑流量為131.2 億m3，最大1 日洪量為16.2 億m3。澧水干流無控制性水庫，在支流上建有大型水庫2 座（江埡和王家廠水庫），總庫容為20.46 億m3，大型水庫控制面積為4 195 km2，占澧水流域的22.68%，防洪庫容為8.71 億m3，占最大1 日洪量的53.8%。

澧水流域位于湖南省的主要暴雨區(qū)，具有典型的山區(qū)洪水特點，曾于1935 年出現(xiàn)流域性特大洪水，當(dāng)時三江口洪峰流量高達(dá)30 300 m3/s，澧水干流、婁水、渫水的來水大致各占1/3。1950 年以來，澧水發(fā)生流量大于12 000 m3/s 的洪水有15 次，最大為1969 年的22 200 m3/s。1998 年7 月，澧水流域出現(xiàn)建國以來第二大洪水，三江口洪峰流量達(dá)19 000 m3/s，江埡入庫洪峰流量為3 800 m3/s，造成沿岸縣城被淹，下游尾閭澧南垸等堤垸潰決，直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)十億元。

1.2 江埡水庫

江埡水庫位于澧水的第一大支流婁水上。婁水跨湘鄂兩省，多年平均降水量為1 650 mm。壩址位于婁水中游，在湖南省慈利縣江埡鎮(zhèn)上游約5 km 的峽谷中，距婁水河口63.3 km，水庫集水面積為3 711 km2，占婁水流域面積（5 048 km2）的73.5%，占澧水流域面積（18 496 km2）的20.1%。壩址多年平均流量為132 m3/s，多年平均年徑流量為41.6 億m3。江埡水庫正常蓄水位為236 m，總庫容為17.41 億m3，汛限水位為210.6 m，防洪庫容為7.4 億m3，死水位為188 m，設(shè)計洪峰流量為12 200 m3/s，設(shè)計洪水位為236.37 m，校核洪水位為240.40 m，庫容系數(shù)為0.28，屬年調(diào)節(jié)水庫，是以防洪為主，兼顧發(fā)電、灌溉、供水、航運等綜合利用的水利工程。

江埡水庫流域位置示意圖見圖1。

圖1 江埡水庫流域位置示意圖

2 水庫防洪與調(diào)度

2.1 洪水調(diào)度方式

江埡水庫防洪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為50 年一遇洪水，當(dāng)來水不超過50 年一遇的洪峰流量8 470 m3/s 時，在下泄流量不超過1 700 m3/s，可控制下游三江口站的流量不超過12 000 m3/s，水庫調(diào)度方式按防洪高水位236 m 控制：庫水位在防洪高水位236 m 以下時，水庫以確保下游安全為重點進(jìn)行調(diào)度；當(dāng)水庫水位超過236 m 時，水庫盡量開啟泄洪設(shè)備泄洪，最大泄洪量將達(dá)5 400 m3/s，直至洪峰流量過后，在退水過程中才視下游水情逐步騰空水庫或關(guān)閉泄洪閘門蓄水。

2.2 防洪運用方案

防洪運用方案采取錯峰補償調(diào)度方式，具體為以下三個要點：

1） 在三江口洪水處于漲水期，入庫流量小于1 700 m3/s 時，江埡水庫不攔洪，來多少泄多少；當(dāng)入庫流量大于或等于1 700 m3/s 時，且水情預(yù)報8 h 后三江口流量小于12 000 m3/s 時，江埡水庫按1 700 m3/s 流量控制下泄；當(dāng)水情預(yù)報8 h 后三江口流量達(dá)12 000 m3/s時，江埡水庫立即關(guān)閘錯峰，發(fā)電流量為420 m3/s 時照常下泄。

2）在三江口洪水處于退水期，當(dāng)三江口流量小于12 000 m3/s，且有下降趨勢，則江埡水庫按1 700 m3/s 流量控制，以空出一部分庫容來迎接下一個洪峰。

3）當(dāng)江埡水庫防洪庫容蓄滿后，按入庫流量等量泄水。

2.3 超蓄調(diào)洪

歷史上，湖南省洪水災(zāi)害頻繁出現(xiàn)，曾經(jīng)多次發(fā)生大的洪水災(zāi)害，在防洪調(diào)度時基本上考慮水庫下游河道安全、利用超蓄庫容來限制下泄流量，比如，柘溪、五強溪、鳳灘等大型水庫于1996 年、1998 年曾經(jīng)兩次利用超蓄庫容攔洪，發(fā)揮了重要的防洪減災(zāi)作用，但同時給水庫的安全運行帶來了嚴(yán)重威脅，庫區(qū)回水淹沒損失加重。因此，如何利用水庫超蓄能力，做到蓄洪泄洪兼顧、上游下游兼顧，變害為利，科學(xué)合理、恰到好處地調(diào)度好大洪水，是值得認(rèn)真研究的。從湖南省的洪水災(zāi)害特點、防洪需要和流域防洪體系來看，客觀要求大型水庫利用超蓄庫容調(diào)度大洪水。江埡水庫根據(jù)目前大型水庫被迫超蓄的現(xiàn)實情況，積極行動，開展了超蓄調(diào)洪方案的分析和論證，確定在風(fēng)險可控的情況下，將水庫的超蓄洪水調(diào)度為風(fēng)險與利益兼顧的科學(xué)合理調(diào)度。

具體方案為：在不改變正常蓄水位、大壩設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和庫區(qū)移民范圍的前提下，水庫超蓄防洪高水位從設(shè)計的防洪高水位236 m 提高到239 m，增加超蓄庫容1.15 億m3，在原設(shè)計安全泄量1 700 m3/s 不變的前提下，水庫的防洪能力由50 年一遇提高到100 年一遇。經(jīng)有關(guān)設(shè)計單位的分析計算，大壩的穩(wěn)定和應(yīng)力均滿足規(guī)范所規(guī)定的特殊荷載組合的安全要求，壩體不需要加固。主動超蓄的主要工程的壩頂高程由242 m 加高到245 m，溢流堰頂部高程不變，4 扇表孔弧門加高3 m，即由14 m×12 m 改為14 m×15 m，閘門頂部高程由正常蓄水位236 m 提高到239 m，僅增加投資2 000 萬元，總庫容為19.1 億m3，防洪庫容仍為7.4 億m3。

3 防洪作用分析

3.1 分析方法

從上可知，江埡水庫的設(shè)計調(diào)度方式，是按防洪高水位236 m 為判斷標(biāo)準(zhǔn)的。庫水位在236 m 以下時，按下游三江口12 000 m3/s 的行洪能力錯峰補償調(diào)度，庫水位236 m 以上時，按保壩調(diào)度。為分析論證水庫本身可開發(fā)的防洪能力，在遵循超蓄調(diào)度方案的基礎(chǔ)上，按三個階梯層級進(jìn)行防洪調(diào)度計算和防洪作用分析，具體分析方案設(shè)計為：①當(dāng)水庫庫水位在防洪高水位236 m 以下時，在暫不考慮三江口的錯峰問題時，水庫最大按1 700 m3/s 的安全泄流量泄洪；②當(dāng)水庫庫水位高于236 m 但低于239 m 的水庫超蓄防洪高水位時，水庫最大泄流量仍按1 700 m3/s 泄洪；③當(dāng)水庫庫水位高于239 m 但低于242 m（即在校核水位上加1.6 m）時，大壩安全受到威脅，庫區(qū)淹沒損失加大，水庫最大下泄流量可按2 000 m3/s 泄洪，若不考慮三江口補償調(diào)度問題，下游河道最大泄流量可達(dá)2 400 m3/s；④當(dāng)水庫庫水位達(dá)到或超過242 m 時，大壩安全系數(shù)到達(dá)危險值，水庫必須按保壩要求調(diào)度，來多少泄多少。這樣的調(diào)度方式，既包括了原來的設(shè)計調(diào)度方案，又考慮了一般超蓄調(diào)度和特殊超蓄調(diào)度方式，能最大限度地分析水庫的防洪能力。

具體分析計算方法為：選擇該水庫100 年一遇設(shè)計洪水作為典型洪水，從不同的起調(diào)水位著手調(diào)洪分析計算，對設(shè)計洪水進(jìn)行放大或縮小，按調(diào)洪的最高水位到防洪高水位236 m、超蓄防洪高水位239 m 和242 m 三種調(diào)度方式進(jìn)行調(diào)洪計算，分析不同起調(diào)水位、不同調(diào)度方式下水庫的防洪作用。

3.2 分析成果

根據(jù)前述的分析方法，分析計算全部采用計算機完成，分析成果見表1，該表充分展示了江埡水庫在不同起調(diào)水位和不同防洪標(biāo)準(zhǔn)下的防洪能力。

表1 江埡水庫防洪能力分析成果

1）若按210 m 水位起調(diào)，江埡水庫按防洪高水位236 m 設(shè)防，可抵御9 480 m3/s 洪峰流量、12 億m3洪量的洪水，防洪標(biāo)準(zhǔn)為96 年一遇；若按超蓄防洪高水位239 m 設(shè)防，可抵御10 300 m3/s 洪峰流量、13.1 億m3洪量的洪水，防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到166 年一遇；若按高水位242 m 設(shè)防，可抵御11 400 m3/s 洪峰流量、14.5 億m3洪量的洪水，防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到323 年一遇。隨著起調(diào)水位的提高，防洪能力逐步降低，起調(diào)水位每提高2 m，降低防洪標(biāo)準(zhǔn)約20～30 年。

2）起調(diào)水位不同，水庫的蓄泄關(guān)系發(fā)生變化，210 m起調(diào)時，65%的洪水蓄于庫中，35%的洪水泄出；220 m起調(diào)時，60%的洪水蓄于庫中，40%的洪水泄出；230 m起調(diào)時，只有約45%的洪水留于庫中，55%的洪水必須泄掉。可見，江埡水庫是一座以蓄為主、蓄泄兼顧的防洪水庫，起調(diào)水位抬高，單位庫容發(fā)揮的防洪作用變小，調(diào)洪能力降低。

3）特殊情況下，若江埡水庫不開泄洪閘門，只留發(fā)電流量出庫，210 m 起調(diào)，經(jīng)分析計算，按236 m 防洪高水位防洪，可抵御20 年一遇的洪水（洪峰流量為6 890 m3/s）；若按239 m 防洪高水位防洪，可抵御30 年一遇的洪水（洪峰流量為7 750 m3/s）。

4）對于江埡水庫，目前已進(jìn)行大壩加高，建議按防洪超蓄高水位239 m 設(shè)防，在210 m 起調(diào)水位下，可抵御10 300 m3/s 的洪峰。但由于婁水流域面積小，發(fā)生這樣大的洪水機會不多，而且距澧水下游石門還有110 km，水庫的集水面積只占澧水流域面積的20.1%，對緩解澧水流域的防洪壓力，有點力不從心。

4 結(jié) 語

綜上所述，江埡水庫是一座以蓄為主的防洪水庫，洪水來臨時主要考慮下游地區(qū)的防洪要求蓄洪錯峰，其防洪作用主要在攔洪和削峰上。若江埡水庫按超蓄防洪高水位239 m 設(shè)防，可抵御1935 年婁水流域的特大洪水（洪峰流量為10 100 m3/s），特大洪水僅下泄1 700m3/s，減少三江口的流量8 300 m3/s，防洪效益巨大。

以上分析了江埡水庫對典型洪水過程情況下的防洪能力，但實際發(fā)生的洪水過程是千變?nèi)f化的，組合情況極其復(fù)雜，因此，在進(jìn)行實時洪水調(diào)度時，江埡水庫要控制三江口不超過流量12 000 m3/s 的洪水，必須隨時掌握澧水干流、渫水的來水及到三江口的組合情況，搞好實時預(yù)報調(diào)度，開發(fā)上下游聯(lián)合預(yù)報調(diào)度系統(tǒng)。