彭水水電站基于下游防洪安全現狀的削峰調度研究

朱穎

（重慶大唐國際彭水水電開發有限公司，重慶409600）

由于彭水水庫下游防護對象彭水縣城的堤防建設實際防洪能力低于規劃標準，根據下游防洪安全現狀，以彭水水文站水位不超過228m、235m 作為控制條件反推彭水下泄流量，結合批準的防洪任務和調度方式，擬定基于下游防洪安全現狀的削峰調度原則，可在確保庫區防護對象和大壩安全的前提下，在實際防洪調度中盡量減輕下游彭水縣城的防洪壓力。

表1 彭水電站下泄流量分析結果（H 彭水水文站≤228m）

1 彭水水電站概況

烏江是長江上游右岸的最大支流，發源于貴州省威寧縣的三岔河，橫穿貴州省腹地，自東北部出貴州進入重慶市境內，于涪陵區匯入長江。烏江流域面積87920km2，干流全長1037km，總落差2124m，多年平均流量1690m3/s，多年平均徑流量534 億m3。

彭水水電站位于烏江干流下游，為烏江干流開發的第十個梯級，梯級下游電站為烏江銀盤電站。彭水電站距重慶市的直線距離約170km，電站總裝機容量1750MW，安裝5 臺單機容量350MW的混流式水輪發電機組，設計年發電量63.51 億kW.h，承擔重慶電網的調峰、調頻和事故備用任務，是重慶電網的骨干支撐電源。電站樞紐工程以發電為主，兼顧航運、防洪及其它綜合利用效益。電站正常蓄水位293m，防洪限制水位287m，總庫容為14.65 億m3，其中調節庫容5.18 億m3，預留防洪庫容2.32 億m3,與上游的構皮灘、思林、沙沱等大型防洪水庫聯合運用，可配合三峽水庫對長江中下游防洪，同時也可減輕對烏江下游的防汛壓力。

2 防洪任務及調度方式

2.1 防洪任務

根據批復的彭水水電站水庫調度規程，彭水水電站防洪任務為確保樞紐自身防洪安全；遇20 年一遇入庫洪水時，在滿足庫區沿河縣城防護要求的前提下，不增加下游彭水縣城防護負擔；配合三峽水庫承擔長江中下游防洪任務。

2.2 調度方式

根據批復的彭水水電站水庫調度規程，彭水水電站防洪調度方式為：當不需要彭水水電站配合三峽水庫為長江中下游承擔防洪任務時，當入庫洪水不大于20 年一遇時，下泄流量按不超過19900m3/s 控泄，一般情況下控制庫水位不超過288.85m；當入庫洪水大于20 年一遇或庫水位達到288.85m時，按出入庫水量基本平衡調。當長江中下游有防洪需要時，彭水水電站配合三峽水庫為長江中下游承擔防洪任務。當庫水位達到293.0m之后，按保樞紐安全方式調度。當發揮防洪作用與保護樞紐工程安全有矛盾時，服從樞紐建筑物安全進行調度。

3 上下游防洪對象防洪現狀及問題

彭水水庫承擔長江中下游防洪任務，庫區重要防護對象為貴州省沿河縣城，壩下有彭水縣城，兩縣城規劃防洪標準均為20 年一遇洪水。

3.1 上下游防洪對象防洪現狀

沿河縣城主要街道高程在312-315m，在此高程范圍內，人口和房屋密集，是庫區重要防護對象，故沿河縣城按312m 防洪標準控制，彭水水庫遭遇20 年一遇標準洪水（19900m3/s），以沿河縣城洪水位不超過312m 控制，經回水水面線反算，壩前最高洪水位應不超過288.85m。彭水縣城防汛工程措施是修建防洪堤等工程，防洪堤工程堤頂高程為235m，為10 年一遇洪水防洪標準，對應流量17200m3/s；采用非工程措施后，彭水縣城防汛標準可達到20 年一遇洪水，相應水位為240m，對應流量19900m3/s。

表2 彭水電站下泄流量分析結果（H 彭水水文站≤235m）

3.2 存在問題

2020 年汛前彭水水電公司組織相關專業技術人員對彭水大壩下游至彭水縣城區域河道兩岸邊坡、岸坡墾荒耕種、民用房屋等建筑物進行了巡視檢查和河道行洪能力評估調查。巡視河道兩岸邊坡及護岸總體情況良好，未見垮塌及滑坡等異常情況，沿江建筑物主要位于右岸，在彭水水電站出庫流量達14400m3/s（5 年一遇洪水）時，大壩下游至彭水縣城河道內多處建筑物將處于電站泄洪淹沒區范圍，同時由于彭水縣城所建堤防未完全閉合，堤防后仍有大量民房和車庫，高程普遍在228m 左右，發生5 年一遇洪水標準（出庫流量達14400m3/s）時彭水縣城濱江路局部路段存在被淹沒風險。

根據投產以來最大一次（2014 年7 月16 日）洪水過程工況，當泄洪流量達到15000m3/s 時，彭水縣城濱江路（路面高程235m）部分低洼地帶開始進水形成內澇，高于15000m3/s 流量，濱江路局部將被淹沒。

4 基于下游防洪安全現狀的削峰調度研究

彭水水庫庫區防洪保護對象為沿河縣城，下游防洪保護對象為彭水縣城。沿河縣城按312m防洪標準控制，彭水水庫庫水位不高時，中小洪水對沿河縣城防洪影響不大。

根據長江委水文上游局編制的《重慶烏江彭水水電站大壩下游行洪能力復核報告》結論，以彭水水文站水位不超過228m、235m作為控制條件，反推彭水下泄流量，分析過流能力。給定計算條件如下：彭水水庫至銀盤水庫區間來水分別取流量100m3/s（多年平均）、500m3/s、1000m3/s、2000m3/s、5000m3/s。銀盤壩前水位分別取210.5m、211.0m、211.5m、212.0m、212.5m、213.0m。

4.1 彭水水文站水位不超過228m控制分析

由表1 可知，若限制下游彭水站水位不超過228m，銀盤入庫洪峰流量為10700-11700m3/s 時，彭水至銀盤區間不同來水情況下彭水水庫應控制的下泄流量為：當彭水水庫至銀盤水庫區間來水為100m3/s 時，彭水下泄流量為10600-10800m3/s；當彭水水庫至銀盤水庫區間來水為500m3/s 時，彭水下泄流量為10400-10600m3/s；當彭水水庫至銀盤水庫區間來水為1000m3/s時，彭水下泄流量為10100-10300m3/s；當彭水水庫至銀盤水庫區間來水為2000m3/s 時，彭水下泄流量為9590-9760m3/s；當彭水水庫至銀盤水庫區間來水為5000m3/s 時，彭水下泄流量為5860-6040m3/s。

4.2 彭水水文站水位不超過235m控制分析

由表2 可知，若限制下游彭水站水位不超過235m，銀盤入庫洪峰流量為16100-16900m3/s 時，彭水至銀盤區間不同來水情況下彭水水庫應控制的下泄流量為：當彭水水庫至銀盤水庫區間來水為100m3/s 時，彭水下泄流量為16600-16800m3/s；當彭水水庫至銀盤水庫區間來水為500m3/s 時，彭水下泄流量為16100-16300m3/s；當彭水水庫至銀盤水庫區間來水為1000m3/s時，彭水下泄流量為15500-15800m3/s；當彭水水庫至銀盤水庫區間來水為2000m3/s 時，彭水下泄流量為14400-14700m3/s；當彭水水庫至銀盤水庫區間來水為5000m3/s 時，彭水下泄流量為11100-11400m3/s。

4.3 基于下游防洪安全現狀的削峰調度原則

彭水水庫在開展基于下游防洪安全現狀的削峰調度時，在確保庫區防護對象和大壩安全的前提下，應充分利用水庫防洪庫容，盡量減輕下游彭水縣城的防洪壓力。主要遵循以下原則：

4.3.1 當預報彭水水庫入庫流量不足2 年一遇洪水時（流量10190m3/s），應盡量控制彭水出庫流量滿足彭水水文站水位不超228m，以保證彭水縣城的防洪薄弱區域不被淹，當彭水出庫流量增加將導致彭水水文站水位接近228m 時，應及時通知彭水縣水利局做好預警應對措施。

4.3.2 當預報彭水水庫入庫流量大于2 年一遇洪水（流量10190m3/s）不足10 年一遇洪水（流量17188m3/s）時，應盡量控制彭水水文站水位不超235m，盡量減少彭水縣城的防洪壓力。

4.3.3 當預報彭水水庫入庫流量大于10 年一遇洪水（流量17188m3/s）時，按彭水水電站水庫調度規程執行。

結束語

以彭水水文站水位不超過228m 和235m 控制的分析成果均為推算成果，在實際調度過程中應根據實際情況進行修正。按照批準的防洪任務和調度方式，結合擬定的基于下游防洪安全現狀的削峰調度原則，根據水庫預報入庫洪水流量過程、實時庫水位，利用水庫的調蓄作用和控制能力，開展削峰調度，可在確保庫區防護對象和大壩安全的前提下，盡量減輕下游彭水縣城的防洪壓力，為防汛減災工作做出貢獻。