牟美娟
(湖南澧水流域水利水電開發有限責任公司 長沙市 410014)
澧水公司所屬以公益性為主的綜合性水利樞紐有江埡、皂市、索溪3座水庫。根據《澧水流域規劃報告》,江埡、皂市水庫是澧水流域重要的防洪控制工程,分別設有7.4億m3、7.8億m3防洪庫容,也是長江中游整體防洪體系的一個組成部分。索溪水庫則是張家界武陵源區的重要城市防洪水庫。
防洪抗旱等效益明顯。近年來,澧水流域災害性天氣頻繁,1998,2003,2008,2010,2011年等年份均發生了超警洪水,但通過江埡、皂市水庫的錯峰調峰,減輕了下游的防洪壓力,避免或減少了洪災損失。據初步統計,江埡、皂市水庫聯合調度的年均減災效益超過8億元。索溪水庫的年平均減災效益也在0.2億元以上。
在經常發生的春旱、伏旱過程中,江埡、皂市水庫服從省防指的調度,降低運行庫水位,加大出庫流量,保證下游抗旱,有力地支持了下游張家界、常德地區人民的抗旱。年均減少旱災損失1億元以上。索溪水庫則是武陵源城區重要水源點之一,平均每年提供生活用水400萬t。
積極提供優質調峰電能。作為湖南電網的重要電源點,公司所屬江埡、皂市、關門巖水電站已累計為湖南電網提供優質電量近120億kW·h,其中調峰電量達52億kW·h。特別是在嚴重冰災、缺煤少電、迎冬(夏)度峰等湖南電力異常緊缺關鍵時期,江埡、皂市水電站充分發揮調節性能好的特性,犧牲公司利益,降低水位運行,積極為湖南電網提供優質電力。同時,公司所屬水電站全方位為湖南電網提供系統調峰、旋轉備用、AGC調節等輔助服務,為湖南經濟的持續穩定發展做出了積極貢獻。
(1)江埡水利樞紐是以防洪為主,兼有發電、航運、旅游、養殖等綜合效益的水利工程。江埡水庫總庫容17.41億m3,正常蓄水位236.0m,防洪限制水位210.6m,正常蓄水位以下預留防洪庫容7.4億m3,大壩加高3m后,增加超蓄防洪庫容1.15億m3,特殊情況下考慮蓄水。江埡樞紐工程主體建筑物由大壩、發電廠房等組成。大壩為全斷面碾壓混凝土重力壩,壩頂高程245.0m,最大壩高131m,壩軸線長368m,在溢流壩段設有3孔中孔和4孔表孔;電站為地下廠房,布置在右岸山體內,裝機300MW,設計水頭80m,多年平均發電量為7.56億kW·h。江埡樞紐主體工程于1995年7月正式動工,2003年1月通過國家組織的竣工驗收。
(2)江埡水庫是澧水流域溇水上的控制性防洪工程,防洪區域主要是澧水三江口以下城鎮沿河低岸農田及松澧地區。江埡水庫建成后單獨運行,可使三江口控制站防洪標準標準由4~7年一遇提高到17年一遇;江埡水電站投入運行后,不僅能向電力系統提供優質電源,特別是能緩解系統日負荷峰谷差和洪枯季節的洪枯差,改善系統供電條件,有比較顯著的作用和效益;江埡水庫可為下游江埡鎮及熊家莊、高峰兩個鄉提供生活用水;為石門火電廠、石門、澧縣、津市等城鎮補充枯水季節生活及工業用水。
典型年1:1998年。在1998年7月特大洪災,江埡大壩發揮了重要的防洪作用。7月20~23日溇水江埡水庫以上流域普降大暴雨局部特大暴雨,全流域累計平均雨量242mm,最大入庫流量3900m3/s,導流洞最大下泄流量僅1680m3/s,將最大入庫流量3900m3/s削減了2220m3/s。由于江埡大壩削減洪峰流量約60%,沿河幾座縣城洪峰水位下降(0.5~1.5)m,如果沒有江埡水庫,澧水控制站洪峰水位將會由62.65m抬高到63.15m,則慈利、石門縣城的損失將增加,澧縣、津市、石龜山、安鄉乃至東洞庭湖區漫漬的堤垸將會增加一倍,據有關部門當時統計,減少洪水損失約10億元。
典型年2:2003年。2003年“07.10”特大洪水中,正逢澧水干流上發生30年一遇的大洪水,江埡水庫實施了以錯峰為主要手段的優化防洪調度。江埡水庫5日流域平均降雨量為230.3mm,最大洪峰流量為4500m3/s,而出庫流量僅為發電的400m3/s,為下游攔峰4100m3/以上,攔蓄洪水3.62億m3(相當于1.5個澧南垸)。下游慈利、石門、澧縣、安鄉、臨澧、津市的最高洪水降低(0.8~1.9)m,否則石門站將超過1998年大水水位62.66m,達到實測歷史最高洪水位 (實際洪峰水位62.31m),淞澧地區將出現比1998年大水更大的損失。根據皂市初步設計1998年的澧水流域淞澧地區洪災統計,按規范規定的每年3%遞增折算到2003年,減少洪災損失約20億元以上。
典型年3:2013年。2013年7~8月,湖南出現特大旱災,江埡、皂市水庫為下游提供抗旱用水8.0億m3,減少農作物受災面積8萬hm2,減少農經作物經濟損失約5億元。
在皂市水利樞紐基本建成以后,江埡水庫與皂市水庫聯合調度防洪抗旱效益更為顯著。聯合調度防洪效益見皂市水庫典型年。
(1)皂市水利樞紐是“98大水”之后國務院批準的長江近期防洪建設重點工程之一。工程開發的主要任務是防洪,同時兼顧發電、灌溉、航運等其他綜合利用要求。皂市水庫總庫容14.39億m3,防洪庫容7.83億m3,正常蓄水位140m,相應庫容12億m3,死水位 112m,死庫容 2.71億 m3,有效庫容11.68億m3,庫容系數0.3,為年調節水庫。電站裝機容量120MW,灌溉農田0.36萬hm2(5.4萬畝),通航建筑物規模50t級(初期預留)。樞紐建筑物由碾壓混凝土重力壩、泄洪消能建筑物、壩后式電站廠房、灌溉渠首、斜面升船機(預留)等組成。攔河大壩采用碾壓混凝土重力壩,壩頂高程148m,河床建基面高程60m,最大壩高88m。泄洪建筑物采用5表孔、4底孔。皂市樞紐主體工程于2004年5月正式動工,2008年工程基本完工。
(2)工程建成后,與江埡水庫(已建)聯合調度,可將澧水下游尾閭地區防洪標準由4~7年一遇提高到20年一遇;當與江埡、宜沖橋水庫(擬建)聯合調度時可提高到30~50年一遇,并可減輕西洞庭湖區的防洪壓力,防洪效益十分顯著,對保障當地經濟社會的可持續發展具有重要意義。皂市水利樞紐設計年發電量3.3億kW·h;此外,還可灌溉農田0.36萬hm2(5.4萬畝),改善航道約40km。
典型年1:2010年。在2010年7月大洪水中,江埡、皂市庫區平均降雨量分別為327mm、271mm,最大單站降雨量為走馬坪站,降雨達577mm。江埡水庫出現4710m3/s的最大洪峰,皂市水庫出現3286m3/s最大洪峰。在此次洪水調度過程中,江埡、皂市水庫聯合調度為澧水主要控制站石門站削峰7600m3/s,攔蓄洪水10.57億m3。如果沒有江埡和皂市水庫的攔洪削峰,石門站將出現18800m3/s的洪水,接近1998年大洪水19000m3/s的洪峰流量,通過兩庫聯合調度基本避免了“98大水”造成的損失。根據皂市初步設計1998年的澧水流域淞澧地區洪災統計,按規范規定的每年3%遞增折算到2010年,兩庫聯合調度減少洪災損失約40億元以上。
典型年2:2011年。2011年“6.18洪水”,皂市庫區2日平均降雨量達187.7mm,皂市水庫出現1952年有實測資料以來最大洪水,洪峰流量達8623m3/s,重現期約為50年一遇,皂市水庫充分利用有限的防洪庫容調蓄洪水,僅以2000m3/s的流量短暫泄洪;同期,江埡庫區2日平均降雨量達187.7mm,江埡水庫出現5075m3/s的入庫洪峰,全程保持發電流量下泄,洪水資源利用率達100%;兩庫聯合運行、科學調控,削減石門站洪峰流量9300 m3/s,降低石門站洪峰水位4.3m。若無兩庫聯合調度削峰,石門站水位將達到61.64m,接近“98大水”水位62.66m。根據皂市初步設計1998年的澧水流域淞澧地區洪災統計,按規范規定的每年3%遞增折算到2011年,兩庫聯合調度減少洪災損失約30億元以上。
(1)索溪水庫始建于1974年9月,樞紐工程主要由大壩、二道壩、電站等組成,大壩為混凝土砌塊石漿砌拱壩,大壩下距武陵源區人民政府所在地1 km,最大壩高81m,壩址以上控制流域面積92.2 km2、正常蓄水位411m,多年平均流量2.88m3/s、水庫總庫容2870萬m3,電站設計裝機2500kW,發電機組1臺,多年平均發電量798萬kW·h,是一處以武陵源城區防洪為主,兼有供水、發電等綜合效益的省屬重點中型水利工程。2010年8月,索溪水庫樞紐工程完工,2011年3月25日通過了湖南省水利廳主持的完工及蓄水驗收。工程建設歷經37年。
(2)隨著武陵源城區的發展,索溪水庫防洪抗旱的作用及社會效益不斷凸顯:一是防洪,工程已通過驗收,工程可以正常蓄水運行,下游防洪標準也由不到10年一遇一下提高到50年一遇,為武陵源樹起了安全屏障;二是供水,索溪水庫是武陵源城區重要水源點之一,平均每年提供生活用水400萬t;三是生態,索溪水庫建成后,索溪河干渴時間大大縮短,下游生物多樣性得到更好保護,同時為景區增添了景觀,改善了局部氣候環境。
典型年1:1998年。1998年7月23日,索溪河發生近50年一遇大洪水,索溪水庫攔蓄洪水1000萬m3,削減洪峰258m3/s,由于水庫發揮了錯峰、削峰的作用,確保了武陵源區在1998年洪災中是張家界市唯一一座沒有淹沒的城市,減少洪災損失近億元。對比1993年7月23日,在建的索溪水庫僅31 m高,不具備調洪能力,造成武陵源城區淹沒,被困國內外游客8000余人,公路、橋梁被沖毀,通訊中斷,當時直接經濟損失近億元。1998年至今,也經歷了多次20年一遇以上的洪水,而武陵源城區從沒明顯感受到洪水壓力,下游繁榮平安。
典型年2:2009年。2009年張家界全市干旱,索溪水庫科學調度,停止發電和激流漂流項目,為城區供水323.3萬t,確保了武陵源城區供水安全。2013年1~9月由于天旱,水庫上游溪水已近干渴,索溪水庫再次停止發電和激流漂流,為城區供水300多萬t,很好地保證了武陵源城區供水安全。