摘要：針對(duì)清江梯級(jí)水庫(kù)10億m³防洪庫(kù)容分配問題，在探明清江梯級(jí)水庫(kù)防洪調(diào)度控制條件和調(diào)度方式的基礎(chǔ)上，設(shè)置了7種防洪庫(kù)容分配可行方案，分析了不同分配方案下清江梯級(jí)水庫(kù)配合三峽水庫(kù)對(duì)荊江河段的防洪效果和基于長(zhǎng)系列徑流資料的清江梯級(jí)電站發(fā)電效益。研究結(jié)果表明：相比于原均勻分配方案，在確保上下游防洪安全的前提下，建議多預(yù)留一定防洪庫(kù)容至下游隔河巖水庫(kù)，推薦水布埡、隔河巖水庫(kù)庫(kù)容按照“水4隔6”“水3隔7”方案進(jìn)行防洪庫(kù)容分配，以提升防洪、發(fā)電兩方面的效益。研究成果可為清江梯級(jí)水庫(kù)防洪庫(kù)容科學(xué)運(yùn)用提供決策參考。

關(guān) 鍵 詞：防洪調(diào)度；防洪庫(kù)容分配；效益分析；荊江河段；清江梯級(jí)水庫(kù)；三峽水庫(kù)

中圖法分類號(hào)：TV697.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.10.009

0 引 言

清江位于湖北省境內(nèi)，是長(zhǎng)江中游宜昌至荊江河段最大支流。清江流域本身防洪任務(wù)不重，但入長(zhǎng)江洪水直接影響荊江河段的行洪流量。為有效控制清江洪水，清江水布埡、隔河巖梯級(jí)水庫(kù)（以下簡(jiǎn)稱“清江梯級(jí)水庫(kù)”）預(yù)留10億m³防洪庫(kù)容配合三峽水庫(kù)防洪調(diào)度，提高了荊江防洪能力^［1］。針對(duì)清江梯級(jí)水庫(kù)調(diào)度的研究，集中在調(diào)度規(guī)則提取^［2］、運(yùn)行水位動(dòng)態(tài)控制^［3-4］等方面，一些學(xué)者更為關(guān)注清江梯級(jí)水庫(kù)與三峽水庫(kù)的聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度研究，分別以發(fā)電量最大、發(fā)電效益最大、保證出力最大為目標(biāo)，建立了三峽水庫(kù)與清江梯級(jí)水庫(kù)的聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度模型^［5-8］，計(jì)算表明聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度后發(fā)電效益顯著，應(yīng)持續(xù)推動(dòng)水庫(kù)群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度研究^［9］。特別地，關(guān)于清江梯級(jí)水庫(kù)與三峽水庫(kù)聯(lián)合防洪調(diào)度問題，李雨等^［10］建立了單獨(dú)防洪優(yōu)化調(diào)度與水庫(kù)群聯(lián)合防洪優(yōu)化調(diào)度2種數(shù)學(xué)模型，針對(duì)三峽壩址1954，1981，1982年和1998年典型洪水開展計(jì)算，研究結(jié)果表明水庫(kù)群聯(lián)合防洪優(yōu)化調(diào)度效果更優(yōu)，能有效提高荊江河段防洪標(biāo)準(zhǔn)，但該研究選取的典型洪水為長(zhǎng)江來水較大典型洪水，對(duì)清江來水較大典型洪水研究不足，需進(jìn)一步分析清江梯級(jí)水庫(kù)配合三峽水庫(kù)的防洪作用。陳炯宏等^［11］研究了清江梯級(jí)水庫(kù)投入運(yùn)用方式，選取“81·7”“89·7”長(zhǎng)江較大洪水以及“97·7” 清江較大洪水等典型洪水過程開展推演，提出水布埡、隔河巖水庫(kù)各5億m³防洪庫(kù)容同時(shí)投入運(yùn)用，對(duì)荊江河段防洪調(diào)度效果更好，但還需探討10億m³防洪庫(kù)容動(dòng)態(tài)分配的防洪效果。實(shí)際上，經(jīng)水布埡水庫(kù)攔蓄后洪水仍會(huì)流入下游隔河巖水庫(kù)以進(jìn)一步調(diào)蓄，且隔河巖水庫(kù)距防洪對(duì)象長(zhǎng)陽縣城近，清江洪水對(duì)下游的威脅主要由隔河巖水庫(kù)泄量決定，因此清江梯級(jí)水庫(kù)防洪庫(kù)容存在優(yōu)化分配的必要性，以最大程度發(fā)揮防洪保障能力。

為此，針對(duì)清江梯級(jí)水庫(kù)10億m³防洪庫(kù)容分配的問題，馬安國(guó)等^［12］從防洪庫(kù)容分配對(duì)發(fā)電效益影響的角度，開展了清江梯級(jí)水庫(kù)防洪庫(kù)容優(yōu)化分配方案研究；郭生練等^［13］在清江梯級(jí)水庫(kù)10億m³防洪庫(kù)容不變的前提下，構(gòu)建了清江梯級(jí)水庫(kù)汛限水位聯(lián)合設(shè)計(jì)與運(yùn)用模型，進(jìn)而提出了多年平均發(fā)電量最大的清江梯級(jí)水庫(kù)防洪庫(kù)容分配方案。但上述研究未全面考慮清江上下游乃至長(zhǎng)江干流荊江河段防洪控制條件，且發(fā)電效益計(jì)算未考慮上游干支流梯級(jí)調(diào)蓄對(duì)清江梯級(jí)水庫(kù)動(dòng)能指標(biāo)的影響。此外，熊豐等^［14］以長(zhǎng)陽縣城為防洪保護(hù)對(duì)象，基于不降低設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)的原則，推求了不同洪水地區(qū)組成情景下水布埡、隔河巖水庫(kù)防洪庫(kù)容的互補(bǔ)關(guān)系，提高了清江梯級(jí)水庫(kù)防洪決策能力，但選取的設(shè)計(jì)洪水均為清江大洪水典型，重點(diǎn)考慮了20～200 a一遇設(shè)計(jì)洪水，屬于超標(biāo)準(zhǔn)洪水研究范疇，實(shí)際上隔河巖水庫(kù)從198.00 m起調(diào)已能確保長(zhǎng)陽縣城20 a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)。

為統(tǒng)籌考慮長(zhǎng)江與清江不同來水典型、清江上下游防洪要求以及清江上游建庫(kù)影響等各種變化條件，本文首先梳理明確清江梯級(jí)水庫(kù)防洪調(diào)度控制條件，并以荊江河段為防洪對(duì)象，分別選取以長(zhǎng)江洪水為主和清江洪水為主的2種典型洪水，開展清江梯級(jí)水庫(kù)不同防洪庫(kù)容分配方案下的防洪作用與興利效益分析，提出合理可行的清江梯級(jí)水庫(kù)防洪庫(kù)容分配方案，為清江梯級(jí)水庫(kù)防洪調(diào)度決策和清江調(diào)度規(guī)程修編提供技術(shù)支撐。

1 清江梯級(jí)水庫(kù)防洪調(diào)度控制條件與方式

1.1 清江梯級(jí)水庫(kù)防洪任務(wù)和原則

結(jié)合現(xiàn)行《清江水布埡、隔河巖、高壩洲梯級(jí)水庫(kù)調(diào)度規(guī)程》^［15］，清江梯級(jí)水庫(kù)的防洪任務(wù)和原則為：水布埡、隔河巖水庫(kù)在確保樞紐本身防洪安全的前提下，攔蓄洪水，提高下游沿江城鎮(zhèn)的防洪能力，配合三峽水庫(kù)對(duì)長(zhǎng)江荊江河段防洪調(diào)度。

1.2 水布埡庫(kù)區(qū)防洪控制要求

水布埡水庫(kù)設(shè)置庫(kù)區(qū)防洪運(yùn)行控制水位397.00 m，控制時(shí)間為5月21日至8月10日。當(dāng)汛期發(fā)生20 a一遇洪水（洪峰流量為10 800 m³/s）時(shí)，壩前水位在397.00 m以下，可避免對(duì)恩施城區(qū)的影響。也就是說，在水布埡水庫(kù)入庫(kù)流量不大于10 800 m³/s時(shí)，控制壩前水位不超過397.00 m，可保證水布埡庫(kù)區(qū)防洪安全^［16］。

1.3 長(zhǎng)陽縣城防洪控制要求

隔河巖水庫(kù)下游約9 km為長(zhǎng)陽縣城，清江干流長(zhǎng)陽城區(qū)段設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為20 a一遇。根據(jù)長(zhǎng)陽縣城的防洪要求和安全行洪能力，在遭遇20 a一遇洪水時(shí)，允許隔河巖水庫(kù)最大下泄流量為11 000 m³/s^［16］。

1.4 主汛期防洪調(diào)度方式

清江梯級(jí)水庫(kù)主汛期防洪調(diào)度方式簡(jiǎn)述如下^［17］。

（1） 水布埡水庫(kù)。6月21日至7月31日的防洪限制水位為391.80 m，當(dāng)入庫(kù)流量小于等于20 a一遇洪水洪峰流量（10 800 m³/s）時(shí)，最小下泄流量按1 110 m³/s控制，最高庫(kù)水位按397.00 m控制；當(dāng)入庫(kù)流量大于20 a一遇洪水洪峰流量后，最大攔蓄流量為5 000 m³/s；當(dāng)水布埡水庫(kù)水位達(dá)到400.00 m后，按保證樞紐安全方式進(jìn)行調(diào)度。當(dāng)長(zhǎng)江干流發(fā)生洪水需要配合攔蓄清江洪水實(shí)施錯(cuò)峰調(diào)度時(shí)，利用庫(kù)水位391.80～400.00 m之間的庫(kù)容，按有調(diào)度權(quán)限的調(diào)度管理部門的調(diào)度指令攔蓄洪水。

（2） 隔河巖水庫(kù)。6月21日至7月31日的防洪限制水位為193.60 m，需配合三峽水庫(kù)防洪聯(lián)合調(diào)度與長(zhǎng)江干流洪水錯(cuò)峰時(shí)，提前預(yù)泄至192.20 m。當(dāng)隔河巖水庫(kù)水位低于防洪限制水位時(shí)，按發(fā)電調(diào)度方式調(diào)度；當(dāng)隔河巖水庫(kù)水位達(dá)到或高于防洪限制水位、但低于200.00 m時(shí)，按長(zhǎng)江荊江河段錯(cuò)峰調(diào)度要求攔蓄洪水，控制水庫(kù)最大下泄流量按11 000 m³/s控制；當(dāng)隔河巖水庫(kù)水位達(dá)到或高于200.00 m、但低于203.00 m時(shí)，水庫(kù)最大下泄流量按13 000 m³/s控制；當(dāng)隔河巖水庫(kù)水位達(dá)到203.00 m、水位繼續(xù)上升時(shí)，按保證樞紐安全方式調(diào)度。

2 清江梯級(jí)水庫(kù)不同防洪庫(kù)容分配方案的防洪作用分析2.1 不同防洪庫(kù)容分配方案設(shè)置

為分析清江梯級(jí)水庫(kù)不同防洪庫(kù)容分配方案的防洪調(diào)度效果，以1億m³的防洪庫(kù)容為步長(zhǎng)，將10億m³防洪庫(kù)容依次在水布埡、隔河巖兩座水庫(kù)之間進(jìn)行分配，總計(jì)11種組合方案。其中，“水10隔0”方案，即水布埡水庫(kù)預(yù)留10億m³，隔河巖水庫(kù)不預(yù)留庫(kù)容；“水9隔1”方案，即水布埡水庫(kù)、隔河巖水庫(kù)分別預(yù)留9億m³和1億m³；“水5隔5”方案，即水布埡水庫(kù)、隔河巖水庫(kù)分別預(yù)留5億m³和5億m³；依此類推。其中“水5隔5”方案為調(diào)度規(guī)程方案^［15］。

結(jié)合水布埡庫(kù)尾恩施城區(qū)的防洪要求，水布埡水庫(kù)主汛期按不超397.00 m控制，考慮一定裕度，則水布埡水庫(kù)至少應(yīng)預(yù)留2億m³防洪庫(kù)容；同時(shí)，考慮隔河巖水庫(kù)下游長(zhǎng)陽縣城的防洪要求，隔河巖水庫(kù)從198.00 m起調(diào)能滿足長(zhǎng)陽縣城防洪需求，考慮一定裕度，則隔河巖水庫(kù)至少應(yīng)預(yù)留2億m³防洪庫(kù)容。因此，為確保清江梯級(jí)水庫(kù)庫(kù)區(qū)及下游的防洪安全，本文重點(diǎn)考察“水8隔2”“水7隔3”“水6隔4”“水5隔5”“水4隔6”“水3隔7”“水2隔8”等7種可行方案。

2.2 不同防洪庫(kù)容分配方案的效果分析

選取長(zhǎng)江發(fā)生過的較大洪水“1981·7”（主汛期）、“1989·7”（主汛期）、“1974·8”（后汛期）、“1998·8”（后汛期）以及清江較大洪水“1969·7”（主汛期）、“1997·7”（主汛期）、“1979·8”（后汛期）、“1980·8”（后汛期）共8個(gè)典型洪水過程，按枝城站7 d洪量倍比進(jìn)行放大，經(jīng)調(diào)洪演算，得到不同防洪庫(kù)容分配組合方案下，清江梯級(jí)水庫(kù)配合三峽水庫(kù)對(duì)荊江河段防洪作用的計(jì)算結(jié)果。

為節(jié)約篇幅，表1給出主汛期設(shè)計(jì)洪水時(shí)“水5隔5”方案的計(jì)算結(jié)果，其他庫(kù)容分配方案的計(jì)算結(jié)果見附件。

基于清江梯級(jí)水庫(kù)不同防洪庫(kù)容分配方案，實(shí)施清江梯級(jí)水庫(kù)配合三峽水庫(kù)對(duì)荊江河段防洪調(diào)度，由調(diào)度結(jié)果可知：

（1） 清江梯級(jí)配合三峽水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度，可有效控制枝城站洪水。本次針對(duì)荊江河段防洪，以枝城站泄量56 700 m³/s進(jìn)行聯(lián)合防洪補(bǔ)償控制。對(duì)于8個(gè)典型的100 a一遇洪水，依據(jù)前述7種不同防洪庫(kù)容分配可行方案，清江水布埡、隔河巖水庫(kù)配合三峽水庫(kù)對(duì)荊江河段攔蓄后，考慮三峽水庫(kù)和清江梯級(jí)水庫(kù)攔蓄作用，合成的枝城站流量均不大于56 700 m³/s，確保了荊江河段遭遇100 a一遇洪水時(shí)的防洪安全。

（2） 對(duì)于不同洪水地區(qū)組成情況，清江梯級(jí)水庫(kù)防洪作用各異。對(duì)于長(zhǎng)江洪水為主、清江洪水為主等不同典型洪水，清江梯級(jí)水庫(kù)不同防洪庫(kù)容分配方案下的防洪庫(kù)容利用率有所差別：① 當(dāng)長(zhǎng)江來水較大時(shí)，清江梯級(jí)水庫(kù)防洪庫(kù)容使用率一般在90%以上，具有較好的防洪配合作用，且來水量級(jí)越大，防洪庫(kù)容有效系數(shù)越高，甚至可達(dá)到100%；② 當(dāng)清江來水較大時(shí)，由于長(zhǎng)江干流來水不大，三峽水庫(kù)實(shí)施對(duì)荊江防洪補(bǔ)償調(diào)度時(shí)段少，清江梯級(jí)水庫(kù)主要是通過攔蓄洪水對(duì)本流域進(jìn)行防洪調(diào)度，但也會(huì)減少匯入長(zhǎng)江干流的洪水，也可減少三峽水庫(kù)動(dòng)用防洪庫(kù)容。

（3） 清江梯級(jí)配合三峽水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度，可減少三峽水庫(kù)動(dòng)用防洪庫(kù)容。由于“1981·7”和“1974·8”典型洪水為長(zhǎng)江洪水較大情形，清江來水小，清江梯級(jí)水庫(kù)基本按出入庫(kù)平衡調(diào)度，不能發(fā)揮對(duì)荊江河段防洪作用。而對(duì)于“1989·7”“1969·7”“1997·7”“1998·8”“1979·8”“1980·8”等6個(gè)典型洪水而言，清江洪水與長(zhǎng)江洪水遭遇，清江梯級(jí)水庫(kù)攔蓄清江洪水后，可減少三峽水庫(kù)動(dòng)用防洪庫(kù)容。

表2給出了針對(duì)不同典型洪水的不同防洪庫(kù)容分配方案下的防洪效果，可知在實(shí)際洪水來臨時(shí)一般按照調(diào)度規(guī)程方案執(zhí)行，但隨著洪水量級(jí)增加，隔河巖水庫(kù)多預(yù)留一定庫(kù)容時(shí)，減少三峽水庫(kù)動(dòng)用的防洪庫(kù)容更多；且洪水量級(jí)越大，即超過10 a一遇洪水，隔河巖水庫(kù)多預(yù)留防洪庫(kù)容時(shí)，防洪效果更好，如“水4隔6”“水3隔7”“水2隔8”方案。雖然“水2隔8”方案減少三峽水庫(kù)動(dòng)用防洪庫(kù)容更多，但此時(shí)水布埡水庫(kù)、隔河巖水庫(kù)水位分別為396.80 m和186.80 m，水布埡水庫(kù)水位距離397.00 m較近，為確保庫(kù)尾恩施城區(qū)防洪安全，在調(diào)度過程中一般不建議使用。因此，推薦“水4隔6”“水3隔7”方案，以提高清江梯級(jí)水庫(kù)配合三峽水庫(kù)防洪調(diào)度效益。

（4） 隔河巖水庫(kù)預(yù)留更多防洪庫(kù)容時(shí)，清江梯級(jí)水庫(kù)防洪庫(kù)容有效系數(shù)更高。圖1給出了不同防洪庫(kù)容分配方案下的清江梯級(jí)水庫(kù)防洪庫(kù)容有效系數(shù)。分析可知，隨著水布埡水庫(kù)預(yù)留防洪庫(kù)容逐步減少，清江梯級(jí)水庫(kù)防洪庫(kù)容有效系數(shù)逐漸增大，這是因?yàn)楦艉訋r水庫(kù)防洪庫(kù)容較多時(shí)，既控制了水布埡水庫(kù)出庫(kù)流量，又?jǐn)r蓄了水布埡—隔河巖區(qū)間來水，防洪作用更好。清江梯級(jí)水庫(kù)防洪庫(kù)容有效系數(shù)存在差異性的原因主要為：① 當(dāng)水布埡水庫(kù)來水不超20 a一遇洪峰流量10 800 m³/s但又需攔蓄洪水時(shí)，考慮到庫(kù)區(qū)按防洪控制運(yùn)行水位397.00 m控制，限制了水布埡水庫(kù)防洪庫(kù)容投入使用。② 隔河巖水庫(kù)動(dòng)用防洪庫(kù)容的機(jī)會(huì)更多，兩座水庫(kù)滿發(fā)流量分別為1 110 m³/s和1 300 m³/s，基本相當(dāng)，在荊江河段有防洪需求時(shí)，當(dāng)水布埡水庫(kù)來水較大，其攔蓄后下泄加上水布埡—隔河巖區(qū)間來水，隔河巖水庫(kù)基本也有水可攔；反之，當(dāng)水布埡水庫(kù)來水不大時(shí)攔不到水，如果水布埡—隔河巖區(qū)間來水較大，此時(shí)隔河巖仍需動(dòng)用防洪庫(kù)容進(jìn)行攔蓄。

（5）可相機(jī)根據(jù)防洪形勢(shì)，優(yōu)化調(diào)整水布埡、隔河巖水庫(kù)預(yù)留庫(kù)容。為提高清江梯級(jí)水庫(kù)防洪庫(kù)容有效利用效率，建議在現(xiàn)階段調(diào)度規(guī)程方案（水布埡水庫(kù)、隔河巖水庫(kù)各預(yù)留5億m³防洪庫(kù)容）的基礎(chǔ)上，在荊江河段有防洪需求時(shí)，相機(jī)增加隔河巖水庫(kù)防洪庫(kù)容至6億～7億m³，即“水4隔6”“水3隔7”方案。為確保庫(kù)尾恩施城區(qū)防洪安全，不建議采用“水2隔8”方案。因此，推薦“水4隔6”“水3隔7”方案，以有效利用清江梯級(jí)水庫(kù)防洪庫(kù)容。

考慮到兩庫(kù)地理分布位置，在實(shí)時(shí)調(diào)度中，可依據(jù)相關(guān)水文氣象預(yù)報(bào)成果，適時(shí)調(diào)整兩庫(kù)間預(yù)留的防洪庫(kù)容：① 當(dāng)清江地區(qū)洪水以水布埡壩址以上洪水為主時(shí)，適當(dāng)增加水布埡水庫(kù)防洪庫(kù)容以有效攔蓄上游洪水，更有利于流域防洪；② 當(dāng)清江地區(qū)洪水以水布埡—隔河巖區(qū)間洪水為主或者洪水地區(qū)組成不明確時(shí)，將防洪庫(kù)容預(yù)留在下游隔河巖水庫(kù)相對(duì)更為有利。需要說明的是，鑒于清江水布埡水庫(kù)以上和水布埡—隔河巖區(qū)間屬于同一暴雨區(qū)，洪水同步性很高，對(duì)兩部分來水組成進(jìn)行更細(xì)區(qū)分，難度較大。

（6）實(shí)際洪水來臨時(shí)清江梯級(jí)水庫(kù)防洪庫(kù)容動(dòng)用少，可適當(dāng)優(yōu)化聯(lián)合調(diào)度方式。針對(duì)主汛期實(shí)際較大洪水，按照目前“水5隔5”方案，長(zhǎng)江洪水較大的“1981·7”典型洪水、“1989·7”典型洪水發(fā)生時(shí)，清江梯級(jí)水庫(kù)合計(jì)動(dòng)用防洪庫(kù)容分別為0和6.14億m³，清江洪水較大的“1969·7”典型洪水、“1997·7”典型洪水發(fā)生時(shí)，清江梯級(jí)水庫(kù)合計(jì)動(dòng)用防洪庫(kù)容分別為4.46億m³和5.50億m³，距離總體10億m³防洪庫(kù)容尚有一定空間，均剩余較多防洪庫(kù)容可用。為此，可在清江梯級(jí)水庫(kù)僅考慮荊江河段防洪需求的基礎(chǔ)上，探究考慮長(zhǎng)江中游城陵磯地區(qū)防洪需求的必要性和可行性，以優(yōu)化清江梯級(jí)水庫(kù)配合三峽水庫(kù)聯(lián)合防洪調(diào)度方案，進(jìn)一步有效發(fā)揮清江梯級(jí)水庫(kù)防洪作用^［17］。

3 清江梯級(jí)水庫(kù)不同防洪庫(kù)容分配方案的發(fā)電效益分析

隨著清江流域干支流水庫(kù)數(shù)量的不斷增加，眾多水庫(kù)形成有水力聯(lián)系和電力聯(lián)系并相互作用的流域水庫(kù)群，勢(shì)必對(duì)水布埡、隔河巖、高壩洲等目標(biāo)電站的入庫(kù)徑流產(chǎn)生影響，進(jìn)而對(duì)發(fā)電量產(chǎn)生影響。除水布埡、隔河巖、高壩洲3座水電站外，本次計(jì)算考慮了清江干流的大龍?zhí)?，支流忠建河的桐子營(yíng)、龍洞、洞坪，馬水河的老渡口等5座調(diào)節(jié)庫(kù)容較大的已建成運(yùn)用水庫(kù)的調(diào)蓄作用，水庫(kù)群拓?fù)潢P(guān)系見圖2。

采用清江流域長(zhǎng)系列徑流資料進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)計(jì)算，考慮水位頂托影響、水頭損失、出力系數(shù)與發(fā)電流量關(guān)系等多種因素^［18］，分析清江梯級(jí)水庫(kù)防洪庫(kù)容不同分配方案對(duì)應(yīng)的發(fā)電效益情況。水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度模型的計(jì)算框圖和計(jì)算公式等具體參見文獻(xiàn)［19］。

清江梯級(jí)水庫(kù)不同防洪庫(kù)容分配方案的發(fā)電效益結(jié)果見表3和圖3。分析可知，對(duì)于清江梯級(jí)水庫(kù)不同的防洪庫(kù)容分配方案，水布埡、隔河巖、高壩洲3個(gè)水庫(kù)的發(fā)電量及發(fā)電量的差異性表現(xiàn)為：

（1） 對(duì)于單個(gè)水庫(kù)發(fā)電量，水布埡、隔河巖水庫(kù)預(yù)留防洪庫(kù)容越小，庫(kù)水位越高，發(fā)電水頭越大，發(fā)電量越大；高壩洲水庫(kù)則由于幾乎沒有調(diào)節(jié)能力，發(fā)電量變化不大。

（2） 對(duì)于梯級(jí)總體發(fā)電量，隨著隔河巖水庫(kù)預(yù)留防洪庫(kù)容的增加，梯級(jí)水庫(kù)發(fā)電量呈現(xiàn)先增加后減小的變化趨勢(shì)，即在一定范圍內(nèi)，隔河巖水庫(kù)預(yù)留防洪庫(kù)容越大，梯級(jí)發(fā)電量越高，隔河巖水庫(kù)預(yù)留防洪庫(kù)容為6億～7億m³時(shí)最多，此后梯級(jí)總體發(fā)電量逐步變少。水布埡水庫(kù)預(yù)留防洪庫(kù)容越少，相應(yīng)防洪限制水位越高，導(dǎo)致梯級(jí)發(fā)電量越大。具體原因分析如下：水布埡、隔河巖水庫(kù)額定發(fā)電水頭分別為183.50 m和103.00 m，多年實(shí)際發(fā)電水頭分析表明水布埡電站存在一定的出力受阻現(xiàn)象，為此抬高水布埡水庫(kù)運(yùn)行水位、降低隔河巖水庫(kù)運(yùn)行水位，可一定程度上增加水布埡電站的水頭和發(fā)電量，也可減少隔河巖庫(kù)水位對(duì)水布埡尾水的頂托影響，進(jìn)而增加清江梯級(jí)總體發(fā)電量。

因此，考慮清江梯級(jí)水庫(kù)預(yù)留防洪庫(kù)容的分配對(duì)梯級(jí)發(fā)電量的影響，可將更多的防洪庫(kù)容預(yù)留在下游隔河巖水庫(kù)（按照“水4隔6”“水3隔7”方案）。實(shí)際調(diào)度中，視來水情況和當(dāng)前狀況，在確保清江流域防洪安全的前提下，可根據(jù)具體場(chǎng)次洪水的發(fā)生時(shí)間、發(fā)生區(qū)段，靈活分配水布埡水庫(kù)和隔河巖水庫(kù)的預(yù)留防洪庫(kù)容。

4 清江梯級(jí)水庫(kù)防洪庫(kù)容分配方案推薦

基于前述清江梯級(jí)水庫(kù)不同防洪庫(kù)容分配方案的防洪效果、發(fā)電效益兩方面綜合分析，建議結(jié)合水文氣象預(yù)報(bào)成果，當(dāng)洪水量級(jí)較大時(shí)，可適時(shí)在原分配方案基礎(chǔ)上，相機(jī)動(dòng)態(tài)分配清江梯級(jí)水庫(kù)防洪庫(kù)容，靈活運(yùn)用兩庫(kù)10億m³防洪庫(kù)容以有效應(yīng)對(duì)洪水。推薦按照“水4隔6”“水3隔7”方案進(jìn)行防洪庫(kù)容分配，既可利用清江梯級(jí)水庫(kù)預(yù)留防洪庫(kù)容以有效控制清江來水、減少匯入長(zhǎng)江干流洪水，從而減少三峽水庫(kù)動(dòng)用防洪庫(kù)容，又可適時(shí)抬高水布埡水庫(kù)運(yùn)行水位，減少水布埡水庫(kù)水頭受阻情況，增加清江梯級(jí)水庫(kù)總體發(fā)電量。

另外，在實(shí)際調(diào)度中，在推薦方案的基礎(chǔ)上，還可相機(jī)進(jìn)一步細(xì)化和調(diào)整兩庫(kù)預(yù)留防洪庫(kù)容：當(dāng)清江洪水以水布埡壩址以上洪水為主時(shí)，可適當(dāng)增加水布埡水庫(kù)預(yù)留防洪庫(kù)容、降低水布埡水庫(kù)水位，進(jìn)一步確保庫(kù)尾恩施城區(qū)的防洪安全；當(dāng)水布埡—隔河巖區(qū)間洪水較大時(shí)，防洪庫(kù)容盡可能多配置在隔河巖水庫(kù)，可有效防御清江來水，提高對(duì)隔河巖水庫(kù)下游長(zhǎng)陽縣城乃至長(zhǎng)江中下游的防洪能力。

5 結(jié) 論

本文按照相關(guān)批復(fù)文件確定的主汛期水布埡水庫(kù)、隔河巖水庫(kù)的防洪調(diào)度方式，考慮上下游防洪需求，設(shè)置了水布埡、隔河巖兩座水庫(kù)10億m³防洪庫(kù)容的7種可行分配方案，結(jié)合不同防洪庫(kù)容分配方案的防洪作用分析和發(fā)電效益分析，建議在現(xiàn)行調(diào)度規(guī)程方案“水5隔5”的基礎(chǔ)上，推薦按照“水4隔6”“水3隔7”方案進(jìn)行防洪庫(kù)容分配，以進(jìn)一步發(fā)揮清江梯級(jí)水庫(kù)防洪和興利效益。

此外，研究也發(fā)現(xiàn)，如果清江梯級(jí)水庫(kù)配合三峽水庫(kù)僅針對(duì)荊江河段開展錯(cuò)峰調(diào)度，在實(shí)際長(zhǎng)江或清江發(fā)生洪水時(shí)，清江梯級(jí)水庫(kù)動(dòng)用防洪庫(kù)容的數(shù)量和機(jī)會(huì)并不多。而目前，隨著以三峽水庫(kù)為核心的上游水庫(kù)群的建成投運(yùn)，荊江河段防洪需求已明顯改善，需錯(cuò)峰時(shí)段很少，而城陵磯地區(qū)是長(zhǎng)江中下游洪災(zāi)最頻發(fā)的地區(qū)，上游干支流水庫(kù)群在確保本河段、川渝河段防洪安全的前提下，均安排配合三峽水庫(kù)攔蓄以減輕城陵磯地區(qū)防洪壓力^［20-21］。因此，為最大程度發(fā)揮清江梯級(jí)水庫(kù)配合以三峽水庫(kù)為核心的長(zhǎng)江干流水庫(kù)群聯(lián)合防洪調(diào)度效益，應(yīng)充分利用清江梯級(jí)水庫(kù)10億m³防洪庫(kù)容，后續(xù)研究將重點(diǎn)關(guān)注清江梯級(jí)水庫(kù)配合三峽水庫(kù)對(duì)城陵磯防洪調(diào)度的方式和作用。

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附件

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（編輯：郭甜甜）

Flood control capacity allocation scheme for Qingjiang cascade reservoirsZOU Qiang^1，2，TAN Zhengyu¹，HUANG Di³，F(xiàn)U Qiaoping²，GUO Jun⁴，WEN Yan³

（1.China Three Gorges Corporation，Yichang 443133，China； 2.Changjiang Survey，Planning，Design and Research Co.，Ltd.，Wuhan 430010，China； 3.Qingjiang Hydropower Development Co.，Ltd.，Yichang 443000，China； 4.School of Civil and Hydraulic Engineering，Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430074，China）

Abstract： Aiming at the total 1 billion cubic meter flood control capacity allocation problem of Qingjiang cascade reservoirs，based on the control conditions and flood control scheduling of Qingjiang cascade reservoirs，seven feasible flood control capacity allocation schemes were present.Then the flood control effects of Qingjiang cascade reservoir that serves as a complement to Three Gorges reservoirs to Jingjiang River Reach as well as the power generation benefits of Qingjiang cascade power stations based on long series of runoff data were analyzed.The research results showed that compared with the original allocation scheme，on the premise of ensuring the safety of upstream and downstream flood control，it was recommended to reserve more flood control storage capacity to the downstream Geheyan Reservoir with the better effect of flood control and power generation.The research conclusions can provide decision-making reference for the scientific application of flood control capacity in actual operation of Qingjiang Cascade Reservoir.

Key words： flood control scheduling；allocation of flood control capacity；benefit analysis；Jingjiang Reach；Qingjiang cascade reservoirs；Three Gorges Reservoir