時間:2022-12-01 16:31:27
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面對珠江“22?6”特大洪水,在水利部的正確領(lǐng)導(dǎo)下,珠江防總、珠江委會同廣東、廣西、福建等省(自治區(qū))水行政主管部門,堅持以流域為單元,統(tǒng)籌流域全局,強化流域統(tǒng)一調(diào)度,充分挖掘西江、北江中上游水工程洪水調(diào)蓄潛力,科學(xué)精細實施水工程聯(lián)合調(diào)度,西江首次實現(xiàn)干支流5大庫群24座水庫聯(lián)合防洪調(diào)度,北江首次啟用潖江蓄滯洪區(qū)與飛來峽等水庫、分洪閘聯(lián)合防洪調(diào)度,成功應(yīng)對珠江流域“22?6”特大洪水,在防洪工程的運用、基于不確定性預(yù)報的聯(lián)合調(diào)度方案制定等方面積累了寶貴經(jīng)驗。
一、珠江流域“22?6”特大洪水調(diào)度面臨形勢
受2022年6月15—21日降雨影響,西江干流黔江和潯江,支流郁江、桂江、蒙江出現(xiàn)較大漲水過程;北江干流、支流連江出現(xiàn)特大洪水過程,北江干流飛來峽水庫入庫洪峰流量重現(xiàn)期超100年,為1915年之后最大入庫流量,西江洪水與北江洪水遭遇形成流域性特大洪水。珠江流域“22?6”特大洪水調(diào)度面臨的防洪形勢嚴峻,主要體現(xiàn)在以下幾方面:珠江“22?6”特大洪水期間,預(yù)報降雨強度及落區(qū)不斷變化,洪水量級和峰現(xiàn)時間存在較大的不確定性,干支流洪水演進、組成、遭遇情況存在多種可能,且由于連續(xù)迎戰(zhàn)多次編號洪水,如何準確把握攔洪和預(yù)泄騰庫時機,合理運用防洪庫容,也是防洪調(diào)度決策需要解決的難題。北江中下游重要防護屏障——北江大堤在2008年達標加固后尚未經(jīng)歷特大洪水的考驗;珠江流域唯一國家蓄滯洪區(qū)——潖江蓄滯洪區(qū)正在建設(shè),尚不能完全正常啟用;飛來峽庫區(qū)英德防洪片常住人口近30萬人,制約水庫高水位調(diào)度運用。如何統(tǒng)籌上下游防洪需求,充分發(fā)揮北江防洪工程體系作用,是北江防洪調(diào)度的重點難點。西江龍灘等主要防洪水庫在流域上游,有效控制集水面積較小,且離下游防洪保護對象距離遠,洪水演進時間長,發(fā)生中下游型洪水時按設(shè)計調(diào)度規(guī)則攔洪作用有限。流域中下游的防洪控制性工程大藤峽水利樞紐仍在建設(shè),無法完全發(fā)揮設(shè)計防洪作用。如何挖掘西江干支流大中型水庫的防洪作用,系統(tǒng)調(diào)度全流域水工程是較大難題。西江、北江洪水連續(xù)兩次同時發(fā)生編號洪水,洪水在珠江三角洲遭遇后洪峰流量可能超過三角洲重要堤圍設(shè)計標準,同時三角洲地區(qū)又遭遇近100年一遇的高潮位,嚴重威脅著粵港澳大灣區(qū)城市群的防洪安全。如何通過西江、北江水工程群聯(lián)合調(diào)度優(yōu)化珠三角泄洪格局,將珠江三角洲各河段水位控制在安全水位以下,也是實施精準防洪調(diào)度的難題。
二、洪水調(diào)度目標與思路
1.西江水庫群調(diào)度思路
充分挖掘西江流域已建骨干水庫攔洪、錯峰、削峰作用,考慮本場次洪水組成及流域已建骨干水庫工程分布情況,結(jié)合水情預(yù)報,優(yōu)化調(diào)度龍灘、天一、光照、百色等上游水庫,盡可能攔蓄西江上游洪水;巖灘、大化、樂灘等洪水水庫預(yù)泄騰庫,攔蓄紅水河洪水,錯柳江洪峰;調(diào)度落久、麻石、拉浪等柳江干支流水庫削減柳江洪峰;調(diào)度西津等郁江水庫群攔蓄郁江來水,錯黔江洪峰;調(diào)度桂江上游四庫(青獅潭、斧子口、小溶江、川江水庫)攔蓄桂江來水,錯西江洪峰;為充分發(fā)揮大藤峽水庫削峰效果,提前將大藤峽水庫水位預(yù)泄至44m,根據(jù)梧州洪水進行補償調(diào)度攔蓄,調(diào)度大藤峽及桂江四庫攔蓄后推遲騰庫,盡可能錯開北江洪峰,為北江洪水宣泄提供空間和時間。
2.北江水工程群調(diào)度思路
視干支流洪水遭遇情況,調(diào)度樂昌峽、灣頭、南水、錦江、錦潭、長湖等水庫錯峰,減小飛來峽入庫洪水;飛來峽水庫盡量提前降低水位、騰空庫容,后續(xù)根據(jù)北江來水預(yù)測適時調(diào)度,精準攔蓄洪水;同時視情啟用潖江蓄滯洪區(qū)滯洪,西南涌、蘆苞涌分洪,盡力減小下游北江大堤石角斷面洪峰流量,減輕中下游地區(qū)防洪壓力,保障下游廣州市及珠江三角洲防洪安全。
三、珠江流域水工程群聯(lián)合防洪調(diào)度實踐
1.納入聯(lián)合防洪調(diào)度的水工程
根據(jù)珠江流域“22?6”特大洪水特點及流域骨干防洪工程分布情況,聯(lián)合調(diào)度范圍為西江和北江,納入聯(lián)合調(diào)度范圍的水工程包括西江干流龍灘、巖灘等紅水河梯級水庫,支流柳江庫群、支流郁江庫群、支流桂江庫群以及在建的大藤峽水利樞紐等共24座水庫;北江飛來峽、樂昌峽、灣頭等水庫以及潖江蓄滯洪區(qū),以及蘆苞閘和西南閘分洪水閘。
2.洪水調(diào)度決策過程
珠江“22?6”特大洪水強降雨范圍在流域中北部擺動,洪水發(fā)展初期(6月16—18日)預(yù)測西江可能發(fā)生較大洪水;洪水發(fā)展中期(6月19—22日)暴雨中心開始東移至桂江、賀江和北江中上游一帶,北江汛情急劇發(fā)展形成流域特大洪水;洪水發(fā)展后期(6月22日之后)西北江開始退水。
(1)洪水發(fā)展初期應(yīng)對方案
根據(jù)6月16—18日水情預(yù)測,本輪洪水西江以中下游型來水為主,北江洪水量級不大。根據(jù)本場洪水特點,制定洪水應(yīng)對方案。龍灘水庫當時水位356.6m,防洪高水位以下可調(diào)用庫容57億m3。為充分發(fā)揮龍灘水庫的攔洪作用,考慮電網(wǎng)負荷,6月15日開始逐步減少發(fā)電、減小出庫流量;同時巖灘、大化、樂灘于6月17日8時前預(yù)泄至汛限水位,騰出庫容為后期攔蓄紅水河洪水錯柳江洪峰做好準備;柳江落久、大浦、洛東水庫從6月16日開始加大出庫預(yù)泄,為后期攔蓄柳江上游洪水做好準備;考慮百色水庫防洪高水位以下可動用庫容17.2億m3,為減輕下游防洪壓力,百色水庫從6月16日20時開始按不超過300m3/s出庫進行控泄,攔蓄郁江中上游地區(qū)洪水。
(2)洪水發(fā)展中期應(yīng)對方案
6月19日,根據(jù)當日水情滾動預(yù)報,梧州站洪峰流量量級減小,西江流域防洪壓力有所緩解;但同時北江流域來水不斷增大,北江流域防汛形勢嚴峻。對調(diào)度方案進行調(diào)整優(yōu)化,在減輕西江中下游防洪壓力、統(tǒng)籌用電需求的同時,視北江來水過程攔蓄西江洪水,盡可能錯開北江洪峰,為北江洪水宣泄提供空間和時間。西江流域防洪壓力有所減小,但北江防洪壓力進一步增大,為減輕珠江三角洲防洪壓力,繼續(xù)動用西江水庫攔蓄上游來水,錯北江洪水。考慮電網(wǎng)負荷,龍灘水庫6月19日14時起按1000m3/s控泄,6月21日8時起按出庫流量不超2500m3/s控泄;巖灘、大化、樂灘水庫從6月19日起控泄,錯柳江洪峰,減輕下游河道防洪壓力;柳江落久、大浦、洛東水庫從6月20日8時起開始攔蓄柳江上游洪水;考慮未來降雨的不確定性、調(diào)控西江來水錯北江洪峰等因素,大藤峽水庫6月20日15時控制出庫流量逐步攔蓄洪水,水位達到52m后按出入庫平衡控制。考慮到飛來峽入庫流量、石角站流量、庫區(qū)英德站流量及下游潖江蓄滯洪區(qū)江口圩站水位仍處于上漲階段,洪水仍有進一步增大的可能。為保障下游石角站流量不超安全泄量19000m3/s,結(jié)合流域防洪形勢,優(yōu)化飛來峽水庫、潖江蓄滯洪區(qū)調(diào)度方式,飛來峽水庫入庫流量達到18000m3/s時即按18000m3/s控泄,潖江蓄滯洪區(qū)啟用大廠圍、江咀圍等分洪,共同削減北江石角站洪峰;同時做好飛來峽庫區(qū)可能淹沒范圍的群眾轉(zhuǎn)移工作,強化北江干流及重要支流堤防巡查防守,確保防洪安全。
(3)洪水發(fā)展后期應(yīng)對方案
6月22日,根據(jù)水情滾動預(yù)報,本輪洪水即將進入退水階段。考慮發(fā)電需求,龍灘水庫6月22日起按日均出庫流量不低于2500~3000m3/s控制,逐步加大出庫流量。巖灘、大化、樂灘、大藤峽、西津水庫逐步恢復(fù)正常發(fā)電調(diào)度。飛來峽水庫入庫流量在6月23日0時漲至19900m3/s,出庫流量在6月22日13至16時達到最大值18800m3/s,隨后根據(jù)入庫流量及水雨情預(yù)報,按18300m3/s控泄。樂昌峽、錦江、南水等水庫入庫流量已回落,處于退水段,控制出庫流量不大于入庫流量。
3.洪水調(diào)度效果
珠江流域“22?6”特大洪水防御過程中,各水庫調(diào)度運用時機精準、調(diào)度方式高效,通過攔洪、削峰、錯峰,保障了西江、北江流域及珠江三角洲地區(qū)的防洪安全。經(jīng)統(tǒng)計,西江干支流水庫群共計攔蓄洪水38.0億m3,削減梧州站洪峰6000m3/s以上,降低梧州河段水位1.8m,有效減輕了西江中下游沿線防洪壓力。北江干支流水庫群共計攔蓄洪水9.22億m3,潖江蓄滯洪區(qū)滯洪3.08億m3,削減韶關(guān)站洪峰流量1020m3/s,削減北江干流石角站洪峰2200m3/s。西江水庫群優(yōu)化調(diào)度后,西江洪水傳播至三角洲西滘口的峰現(xiàn)時間比北江洪水傳播至北滘口峰現(xiàn)時間晚38h,避免了西北江洪峰遭遇;西北江水庫聯(lián)合調(diào)度后,削減思賢滘洪峰流量6200m3/s,降低珠江三角洲西干流水位0.40m,降低珠江三角洲北干流水位0.33m,思賢滘斷面流量北過西現(xiàn)象明顯,為北江洪水宣泄提供了空間和時間,同時將珠江三角洲洪水全線削減到堤防防洪標準以內(nèi)。
四、珠江流域水工程群聯(lián)合防洪調(diào)度思考
1.流域防洪工程體系有待完善
西江、北江中下游,柳江,桂江等防洪體系尚不完善,龍灘(二期)、洋溪等控制性工程尚未實施,堤防工程達標率不高,主要江河河道行洪能力亟待提高,蓄滯洪區(qū)建設(shè)滯后,同時還存在西江、北江下游洪水歸槽、河床大規(guī)模不均勻下切、深槽迫岸等防洪風(fēng)險。病險水庫、中小河流、山洪災(zāi)害仍是突出的防洪風(fēng)險隱患。
2.基于不確定性預(yù)報的洪水調(diào)度方式有待研究
當前氣象預(yù)報尚存在較多的不確定性,3d及以上的洪水預(yù)報準確性不高。在水庫調(diào)度過程中,需要根據(jù)長、中、短期預(yù)報成果,統(tǒng)籌實施水庫調(diào)度。從本次經(jīng)驗來看,在大洪水開始階段,可結(jié)合長期預(yù)報從出峰時間、洪峰量級等方面充分考慮預(yù)報的不確定性,要“寧信其有,寧信其大”,做細做實各項防御措施;在洪水發(fā)展過程中,可結(jié)合中長期預(yù)報和短期預(yù)報,滾動優(yōu)化調(diào)度方式,精準研判調(diào)度時機和控泄流量,用好有限的防洪庫容。下一步可結(jié)合流域暴雨洪水特點及洪水防御形勢,進一步加強基于不確定性預(yù)報的洪水調(diào)度方式優(yōu)化研究,有效提升流域水庫群調(diào)洪能力。
3.流域防洪調(diào)度基礎(chǔ)研究有待加強
(1)充分利用動庫調(diào)洪模型
在本次大洪水防御中,流域水庫群聯(lián)合調(diào)度模型和洪水演進模型發(fā)揮了重要的技術(shù)支撐作用,但洪水傳播規(guī)律研究、調(diào)度模型精細模擬等均存在進一步優(yōu)化的空間。隨著梯級水庫建設(shè)和河勢變化,洪水演進規(guī)律發(fā)生顯著變異,特別是中小洪水傳播時間明顯縮短。在西江2022年第4號洪水防御過程中,采用實測資料對大藤峽動庫模型進行了重新率定驗證,小流量級糙率明顯減小,當積累足夠多的洪水樣本時,可考慮采用分級糙率提高計算精度。對于大藤峽、長洲和飛來峽水庫,以及巖灘、大化、樂灘、西津等河道型水庫,動庫容影響較為顯著,建議研發(fā)動庫調(diào)洪模型,根據(jù)實時水情不斷率定驗證,提高動庫計算精度,為精準實施防洪調(diào)度提供技術(shù)支撐。
(2)充分考慮洪水歸槽影響
近年來,西江水系的郁江、潯江、西江干流沿岸及三角洲的部分河段進行了較大規(guī)模的堤防建設(shè),一定程度減少了河道兩岸洪泛區(qū)原有槽蓄容積,迫使洪水在堤防范圍內(nèi)行洪,致使洪峰流量顯著增大,洪水歸槽現(xiàn)象明顯。如“98?6”洪水沿江堤防潰決很少,洪水基本全歸槽,大湟江口洪峰流量44700m3/s,而梧州洪峰流量達52900m3/s,流域中下游洪水歸槽明顯。未來規(guī)劃設(shè)計工程及制定洪水防御措施時,應(yīng)充分考慮洪水歸槽的影響。
(3)重新復(fù)核流域中下游河段安全泄量
受采砂等影響,流域下游及三角洲河床大規(guī)模不均勻下切,2000年以來三角洲西江、北江干流水道分別平均下切2.85m、1.71m,導(dǎo)致思賢滘分流比發(fā)生顯著變化,影響著珠三角泄洪格局。從北江2022年第4號洪水來看,同一流量下,北江水位比過去降低了近4m,河道行洪能力發(fā)生顯著變化。因此建議結(jié)合沿岸堤防情況重新復(fù)核流域中下游河段安全泄量,研究主要控制站點水位流量關(guān)系。同時,為保障三角洲河勢穩(wěn)定和防洪安全,建議盡快推動思賢滘、天河南華等節(jié)點控導(dǎo)工程,優(yōu)化珠江三角洲泄洪格局。
4.流域防汛“四預(yù)”能力有待提高
當前,流域防汛“四預(yù)”平臺建設(shè)仍處于先行先試階段,后續(xù)需要不斷更新完善,“四預(yù)”能力仍有待提升。
參考文獻:
[1]水利部珠江水利委員會.2022珠江流域水工程聯(lián)合調(diào)度運用計劃[R].2022.
[2]水利部珠江水利委員會.2021年度珠江超標洪水防御預(yù)案[R].2021.
作者:侯貴兵 黃鋒 李媛媛 單位:中水珠江規(guī)劃勘測設(shè)計有限公司 珠江防汛抗旱總指揮部調(diào)度研究中心
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