淺談金沙江溪洛渡水電站的防洪作用

1、    淺談金沙江溪洛渡水電站的防洪作用    江志遠(yuǎn)1概述長(zhǎng)江在宜賓以上的河段稱(chēng)為金沙江，其主源沱沱河發(fā)源于青藏高原唐古拉山脈。沱沱河與當(dāng)曲匯合后稱(chēng)通天河，通天河流至玉樹(shù)附近與巴塘河匯合后始稱(chēng)金沙江。金沙江流經(jīng)青、藏、川、滇四省(區(qū))，至宜賓接納岷江后稱(chēng)為長(zhǎng)江，宜賓至宜昌河段又稱(chēng)川江。金沙江從河源至河口長(zhǎng)3364km，天然落差5100m，流域面積47.32萬(wàn)km2，占長(zhǎng)江流域面積的26。多年平均流量4920m3s，多年平均徑流量1550億m3。占長(zhǎng)江宜昌站來(lái)水量的13。金沙江溪洛渡和向家壩水電站是金沙江下游河段的最后兩個(gè)梯級(jí)，已經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)立項(xiàng)，將于2

2、005年開(kāi)工建設(shè)。特別是溪洛渡水電站水庫(kù)庫(kù)容較大，建成后可以有效地提高川江河段沿岸宜賓、瀘州、重慶等城市的防洪標(biāo)準(zhǔn)；配合三峽水庫(kù)對(duì)長(zhǎng)江中下游補(bǔ)償調(diào)度，進(jìn)一步提高荊江河段的防洪標(biāo)準(zhǔn)，減少中下游防洪損失。1.1長(zhǎng)江防洪形勢(shì)長(zhǎng)江是我國(guó)第一大河，長(zhǎng)江中下游平原地區(qū)是我國(guó)工農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的精華地區(qū)。據(jù)1997年統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)江流域總?cè)丝跒?.18億人，約占全國(guó)的34；耕地面積2272萬(wàn)公頃，約占全國(guó)的24；國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值約占全國(guó)的13。長(zhǎng)江流域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)區(qū)，暴雨活動(dòng)頻繁，洪災(zāi)在流域內(nèi)分布很廣，特別是主要由堤防保護(hù)的中下游平原區(qū)最為嚴(yán)重。川江宜賓至重慶河段以及岷江、沱江、嘉陵江的中下游地區(qū)，是長(zhǎng)江上游易受洪水災(zāi)害的重

3、點(diǎn)區(qū)域。正在建設(shè)的三峽工程防洪庫(kù)容221.5億m3，是長(zhǎng)江中下游防洪體系的關(guān)鍵工程，建成后將使長(zhǎng)江中下游的防洪能力大大改善，小于100年一遇的洪水，控制枝城流量不超其安全泄洪56700m3s，使荊江河段防洪標(biāo)準(zhǔn)由10年一遇提高到100年一遇，根本改變了荊江河段的防洪緊張局面，但長(zhǎng)江中下游特別是城陵磯以下河段洪水來(lái)量與河道泄量不平衡的矛盾依然存在，防洪問(wèn)題仍然突出。一但分洪損失很大，實(shí)施困難，恢復(fù)不易。其中的重要措施就是繼續(xù)結(jié)合興利逐步建設(shè)上中游干支流水庫(kù)，攔蓄洪水，以逐步減小中下游地區(qū)的分洪量。1.2長(zhǎng)江防洪總體方案長(zhǎng)江總體防洪的重要措施之一，是結(jié)合興利逐步興建具有防洪能力的干支流水庫(kù)工程。根

4、據(jù)長(zhǎng)江干支流的開(kāi)發(fā)條件，加大上游干支流水庫(kù)蓄洪能力是完善長(zhǎng)江中下游防洪體系的根本措施，同時(shí)要加強(qiáng)上游水土保持、封山植樹(shù)和退耕還林。在上游的防洪治理中修建的水庫(kù)工程，一方面要考慮解決本身的防洪問(wèn)題，另一方面根據(jù)條件的可能應(yīng)盡量能對(duì)長(zhǎng)江中下游防洪起一定作用。金沙江下游緊臨川江宜賓至重慶河段，重要城市和大片耕地現(xiàn)有防洪能力均較低，干支流建庫(kù)是提高其抗洪能力的重要措施，而金沙江梯級(jí)對(duì)川江防洪又是主要的水庫(kù)工程措施。長(zhǎng)江中下游應(yīng)合理地加高加固堤防、整治河道，結(jié)合三峽水庫(kù)防洪作用逐步安排建設(shè)平原分蓄洪區(qū)，進(jìn)行平垸行洪、退田還湖，逐步完善非工程措施建設(shè)，形成以堤防為基礎(chǔ)，三峽水庫(kù)為骨干，干支流水庫(kù)、蓄滯洪區(qū)

5、、河道整治相配套，結(jié)合封山植樹(shù)、退耕還林，平垸行洪、退田還湖，水土保持及其它非工程措施的綜合防洪體系。國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的長(zhǎng)江流域綜合利用規(guī)劃簡(jiǎn)要報(bào)告(1990年修訂)中，擬定金沙江開(kāi)發(fā)主要任務(wù)為發(fā)電、航運(yùn)、防洪、漂木和水土保持，推薦金沙江石鼓一宜賓河段分9級(jí)開(kāi)發(fā)，總庫(kù)容達(dá)800億m3以上，興利庫(kù)容336.4億m3，具有安排大規(guī)模防洪庫(kù)容的潛力，梯級(jí)水庫(kù)約控制了長(zhǎng)江上游50流域面積，完建后配合三峽水庫(kù)對(duì)長(zhǎng)江中下游防洪可以起到顯著的作用。在國(guó)務(wù)院批轉(zhuǎn)水利部關(guān)于加強(qiáng)長(zhǎng)江近期防洪建設(shè)若干意見(jiàn)的通知(國(guó)發(fā)l1999)12號(hào))中，提出“抓緊以三峽工程為重點(diǎn)的干支流水庫(kù)的建設(shè)”，“要抓緊澧水皂市、岷江紫坪鋪金沙江

6、溪洛渡等干支流水庫(kù)的前期工作，落實(shí)投資來(lái)源，按基本建設(shè)程序報(bào)批，逐步安排建設(shè)”。國(guó)家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)在1999年以計(jì)辦基礎(chǔ)1999330號(hào)文批復(fù)三峽總公司時(shí)強(qiáng)調(diào)指出：“在勘測(cè)設(shè)計(jì)中，要高度重視工程的防洪作用，認(rèn)真分析長(zhǎng)江流域洪水的特性和組合，合理確定工程規(guī)?！?。溪洛渡可行性研究報(bào)告階段，中國(guó)長(zhǎng)江三峽工程開(kāi)發(fā)總公司委托長(zhǎng)江水利委員會(huì)進(jìn)行了溪洛渡水電站防洪專(zhuān)題研究，現(xiàn)對(duì)其主要成果進(jìn)行介紹。2溪洛渡水電站對(duì)川江及中下游防洪作用2.1金沙江溪洛渡水電站來(lái)水基本情況溪洛渡水電站位于四川省雷波縣和云南省永善縣境內(nèi)的金沙江干流上。上接白鶴灘電站尾水，下與向家壩水庫(kù)相連。壩址距離宜賓市河道里程184km，距離三

7、峽、武漢距離分別為770km、1065km。溪洛渡水電站控制流域面積45.44萬(wàn)km2，占金沙江流域面積的96。溪洛渡水庫(kù)正常蓄水位為600m，電站總裝機(jī)容量1 260萬(wàn)kw，死水位高程540m，汛期防洪限制水位高程560m。正常蓄水位下大壩壅高水位約230m，形成一座長(zhǎng)約208km，平均寬度690m的大水庫(kù)，庫(kù)容為115.7億m3。水庫(kù)總庫(kù)容129.14億m3，其中死庫(kù)容51.1億m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容64.6億m3，防洪庫(kù)容46.5億m3。溪洛渡下游屏山水文站(距壩址124km)資料作為水文設(shè)計(jì)的依據(jù)，該站具有1939年1992年的實(shí)測(cè)系列資料。金沙江徑流主要來(lái)自降水，上游有部分融雪補(bǔ)給，推算出多

8、年平均流量4620m3s，折合年徑流量1460億m3。金沙江流域洪水主要由降雨形成，由于流域面積大，雨區(qū)分散，匯流歷時(shí)長(zhǎng)，洪水多連續(xù)發(fā)生，洪水過(guò)程呈多峰過(guò)程疊加的復(fù)式峰型，一般歷時(shí)3050天。頻率計(jì)算得出：千年一遇洪水(設(shè)計(jì)洪水)洪峰流量43700m3/s；萬(wàn)年一遇洪水(校核洪水)洪峰流量52300m3/s。2.2防護(hù)對(duì)象及其防洪代表站根據(jù)川江河段水文測(cè)站分布情況，主要防護(hù)對(duì)象有宜賓、瀘州和重慶巾，分別選擇宜賓市下游的李莊站、朱沱站、寸灘站為防洪代表站。由于長(zhǎng)江洪水干支流遭遇組合復(fù)雜，河道寬闊，槽蓄能力大，洪水對(duì)防護(hù)對(duì)象的威脅主要是洪量。川江河段整體沒(méi)計(jì)洪水：洪水描述采用整體沒(méi)計(jì)洪水。根據(jù)控制

9、流域面積分布情況和水文測(cè)站的分布，選擇控制干流和岷江的李莊站、控制干流和嘉陵江的寸灘站為防洪控制站，分別采用兩站37天的設(shè)計(jì)洪量控制同倍比放大各控制點(diǎn)的設(shè)計(jì)洪水，組成兩組整體設(shè)計(jì)洪水。設(shè)計(jì)洪水放大范圍(控制站點(diǎn))包括：干流屏山站(代表溪洛渡樞紐)、李莊站(代表宜賓市防洪控制站)、朱沱站(代表瀘州市防洪控制站)、寸灘站(代表重慶市防洪控制站)。2.3溪洛渡水庫(kù)調(diào)度方式金沙江流域來(lái)水量約占宜昌水量的l/3以上來(lái)水量相對(duì)上游其他大的支流來(lái)說(shuō)，是比較穩(wěn)定的，金沙江的來(lái)水往往是長(zhǎng)江洪水的“基流”部分。溪洛渡初步擬定的水庫(kù)調(diào)度方式：6月在死水位540m基礎(chǔ)上，電站按保證出力發(fā)電，余水蓄存；7月初將庫(kù)水位抬

10、至汛期排沙限制水位560m；7、8月水庫(kù)水位維持在560m運(yùn)行；9月初水庫(kù)開(kāi)始蓄水，水庫(kù)水位逐步抬高到正常蓄水位600m；1012月水庫(kù)一般維持在正常蓄水位600m運(yùn)行；次年l5月為供水期，水庫(kù)水位逐漸消落至死水位540m。汛期當(dāng)江及長(zhǎng)江中下游均無(wú)防洪要求時(shí)，維持在規(guī)定的各時(shí)期防洪限制水位運(yùn)行；當(dāng)川江(或長(zhǎng)江中下游)要求溪洛渡水庫(kù)防洪蓄水時(shí)，即按照規(guī)定的相應(yīng)防洪調(diào)度規(guī)則進(jìn)行，蓄水至593m為止(庫(kù)水位593m至600m之間庫(kù)容為10億m3)。當(dāng)另一防洪對(duì)象長(zhǎng)江中下游(或川江)再要求溪洛渡水庫(kù)防洪蓄水時(shí)，或荊江河段遇到特大洪水要求蓄洪時(shí)，則在593m、水位以上繼續(xù)蓄洪，直至達(dá)到正常蓄水位(防洪高

11、水位)600m。由于未考慮洪水預(yù)報(bào)，調(diào)度方式留有較大的余地。3溪洛渡水庫(kù)對(duì)川江河段的防洪作用1994國(guó)家頒布了國(guó)標(biāo)防洪標(biāo)準(zhǔn)(gbs020l94)，按照這規(guī)定，川江上的宜賓、瀘洲、重慶等城市，要爭(zhēng)取達(dá)到規(guī)定的50100年一遇的標(biāo)準(zhǔn)。但目前宜賓、瀘洲等城市僅達(dá)到520年遇標(biāo)準(zhǔn)，普遍低于國(guó)家規(guī)定。溪洛渡水庫(kù)配合其他措施，可使川江沿岸的宜賓、瀘州、重次等城市的防洪標(biāo)準(zhǔn)逐步達(dá)到城市防洪規(guī)劃擬定的目標(biāo)。溪洛渡對(duì)川江防洪效果見(jiàn)表1。4溪洛渡水電站對(duì)中下游防洪作用溪洛渡水庫(kù)對(duì)長(zhǎng)江中下游起防洪作用，必須通過(guò)與三峽工程聯(lián)合調(diào)度來(lái)實(shí)現(xiàn)，因而其防洪調(diào)度方式要與三峽防洪調(diào)度方式相協(xié)調(diào)。4.1溪洛渡水庫(kù)對(duì)長(zhǎng)江中下游減少分

12、洪洪作用長(zhǎng)江中下游洪流演進(jìn)范圍包括宜昌至沙市、沙市至城陵磯、城陵磯至漢口、漢口至湖口等4個(gè)河段。洪流演進(jìn)方法采用適用于長(zhǎng)江中下游的江湖演算模型，演算考慮頂托、分流以及漲落率的影響。根據(jù)洪流演進(jìn)成果，得出各控制站的設(shè)計(jì)洪水過(guò)程及滿足堤防控制水位條件下的安全泄量過(guò)程，兩者之差即為超額洪水過(guò)程。假?zèng)]超額洪水均山分蓄洪區(qū)分蓄，分蓄后的超額洪量為分洪量，各河段分洪量之和即為總分洪量。根據(jù)預(yù)留防洪庫(kù)容46.5億m3方案對(duì)長(zhǎng)江中下游防洪調(diào)度方式的比選，兩級(jí)控制等蓄量方式為基本形式，對(duì)各不同防洪庫(kù)容方案的蓄水速度進(jìn)行比較和優(yōu)化，作為各方案的防洪調(diào)度方式。對(duì)長(zhǎng)江中下游分洪量的減少見(jiàn)表3?？梢钥闯觯涸陂L(zhǎng)江小下游遭

13、遇100年一遇洪水時(shí)，溪洛渡預(yù)留36.2億m3時(shí)，與三峽聯(lián)合調(diào)度，可減少下游分洪量20.6億m3,防洪效果系數(shù)達(dá)到57；溪洛渡預(yù)留46.5億m3時(shí)，溪洛渡與三峽聯(lián)合調(diào)度，可減少下游分洪量27.4億m3，防洪效果系數(shù)達(dá)到59。4.2溪洛渡水庫(kù)對(duì)荊江地區(qū)防洪能力提高三峽工程建成后荊江地區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn)將達(dá)到100年一遇，溪洛渡建庫(kù)后，在荊江遭遇特大洪水時(shí)，溪洛渡水庫(kù)配合三峽水庫(kù)蓄洪，減少了進(jìn)入三峽的洪量，再由三峽水庫(kù)使用原定相同庫(kù)容對(duì)荊江補(bǔ)償調(diào)節(jié)，可使荊江地區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn)(即使用荊江分洪區(qū)的機(jī)率減小)進(jìn)步提高。經(jīng)研究，溪洛渡水庫(kù)預(yù)留36.2億m3、413.億m3、46.5億m3配合三峽水庫(kù)對(duì)荊江補(bǔ)償調(diào)度

14、，分別可防御荊江地區(qū)151、161、169年一遇洪水；若考慮水庫(kù)預(yù)留10億以后備庫(kù)容，則分別可防御荊江地區(qū)140、147、153年一遇洪水。4.3溪洛渡對(duì)遭遇1870年特大洪水作用的根據(jù)三峽初步設(shè)計(jì)報(bào)告，荊江地區(qū)遭遇1000午一遇或1870年洪水，三峽水庫(kù)按對(duì)城陵磯補(bǔ)償調(diào)度，可做到枝城流量不超過(guò)80000m3s。溪洛渡建庫(kù)配合三峽對(duì)長(zhǎng)江中下游防洪，荊江地區(qū)遭遇類(lèi)似1870年洪水，如動(dòng)用溪洛渡預(yù)留的10億m3后備庫(kù)容配合三峽水庫(kù)運(yùn)用，可使枝城控制流量由80000m3s降至78000m3s，減輕荊江地區(qū)的防洪壓力。4.4溪洛渡工程總體防洪經(jīng)濟(jì)效益根據(jù)川江及長(zhǎng)江中下游地區(qū)在遭遇不同典型洪水情況下，可能遭受的損失，在考慮溪洛渡水庫(kù)不同防洪庫(kù)容的作用，推測(cè)川江及長(zhǎng)江中下游淹沒(méi)和防洪損失，以建庫(kù)前后洪災(zāi)損失的差值求得溪洛渡水庫(kù)的防洪效益。溪洛渡水庫(kù)溪洛渡工程不同防洪庫(kù)容方案總的防洪經(jīng)濟(jì)效益如表4。從表中可以看出：溪洛渡工程防洪效益主要在長(zhǎng)江中下游地區(qū)，其防洪效益占溪洛渡工程總防洪效益的78.582.6。一場(chǎng)洪水災(zāi)害不僅給淹沒(méi)區(qū)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)造成很大損失，而且還將影響該地區(qū)今后經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，洪水災(zāi)害還將影響社會(huì)的穩(wěn)定與人群的健康，這些都難以用經(jīng)濟(jì)價(jià)值表述。5結(jié)語(yǔ)溪洛渡水電站防洪任務(wù)主要是提高川江河段沿岸宜賓、瀘州、重慶等城市的防洪標(biāo)準(zhǔn)；配合三峽水庫(kù)對(duì)長(zhǎng)江中