長江上游梯級水庫群應急調度下荊江河段特殊水情分析

2018-11-05 08:48:32

水利水電快報 2018年10期

(長江水利委員會水文局荊江水文水資源勘測局，湖北荊州 434000)

1 研究背景

長江枝城至城陵磯河段稱為荊江。從枝城到藕池口，為上荊江，長約172 km，南岸有松滋口、太平口通過松滋河和虎渡河分流匯入洞庭湖。從藕池口到城陵磯，為下荊江，長約175 km，南岸有藕池口通過藕池河分流匯入洞庭湖[1-2]。洞庭湖匯集湘江、資水、沅江、澧水及湖周圍中小河流，承接經松滋、太平、藕池三口分泄的長江來水，經湖泊調蓄后從岳陽附近城陵磯注入長江[3]。

本文重點分析2015年“東方之星”客輪翻沉事件搶險中三峽水庫應急調度對監利站的影響及監利站水位流量變化、以及2017年“長江1號洪水”對荊江河段的影響及測站水位流量關系的變化。這兩次事件導致荊江河段出現特殊水情的相似點是都出現在汛期，同時都有三峽水庫及上游水庫聯合調度、下游洞庭湖洪水頂托作用的影響因素。

2 2015年“東方之星”客輪翻沉事件分析

2.1 三峽水庫應急調度

2015年6月1日晚約21:30，一艘南京開往重慶的旅游客船“東方之星”號，上行至長江水域湖北省荊州市監利縣大馬洲水道44號過河標水域處，突遇龍卷風翻沉。國家防總、水利部迅速派出水利應急工作組趕赴監利，組織開展沉船附近區域水文應急監測，加密長江流域水雨情會商和水文預測預報，開展三峽水庫及上游水庫聯合調度，減少出庫流量，從17 200 m3/s減少到7 000 m3/s，有效降低了沉船區域河道水位、減緩了流速，全力以赴做好水文保障服務和水庫應急調度工作，為救援打撈創造了有利條件[4]。

受三峽水庫調度影響，監利水文站水位于6月3日凌晨03:20由30.05 m回落，至6月7日晨06:00，水位回落到最低點29.25 m。救援打撈工作完成后，三峽水庫加大了下泄流量，監利站水位緩慢上漲，見圖1。

圖1 監利站6月1～7日水位、流量過程線

2.2 三峽水庫應急調度對監利水文站的影響

監利水文站地處長江中游的下荊江河段，為長江中下游重要的防汛測報站，下游約 89.5 km處系洞庭湖出口城陵磯，其水位流量關系受洪水漲落、斷面沖淤、洞庭湖頂托等諸因素的影響，呈不規則繩套曲線[5-6]。

監利河段沉船事件發生之后，三峽水庫減少出庫流量，導致監利站水位迅速回落，水位流量關系偏離正常曲線，見圖2。6號線為受三峽水庫調度影響的曲線，6月3日在最高點出現后開始左偏，而6月7日后隨著水位上漲，水位流量關系呈現為一條反曲線。

圖2 三峽應急調度時期監利站水位流量關系

6月1～7日期間，受水庫調度影響，監利站最高水位與最低水位相差 0.791 m，最大流量與最小流量相差4 270 m3/s。

2.3 監利水文站水位流量關系分析

根據監利站、廣興洲站實測水位資料，點繪監利-廣興洲6月1～10日的水位落差圖，見圖3。

圖3 監利-廣興洲水位落差變化

受三峽水庫調度影響，6月3～7日監利站水位開始持續降低，監利-廣興洲落差不斷減小，落差減少，導致斷面流速減小，同水位下的流量變小，水位流量關系左偏；6月8 日后，雖然三峽水庫加大了下泄流量，監利站斷面水位開始上漲，但同水位下的落差仍然較前期偏小，造成水位流量關系出現反曲現象。因此水位落差的變化是引起相應時段的水位-流量關系曲線異常的主要因素。

3 2017年“長江1號洪水”分析

3.1 2017年荊江河段特殊水情

2017年7月1～2日，湘江、陸水、修水、長江中下游干流附近發生大暴雨、局地大暴雨。受持續降雨影響，入匯洞庭湖的4條江中，湘江、資水、沅水均發生特大洪水。湘潭、資水、桃江等站水位超保證水位，長沙等站水位超歷史最高，修水超歷史最高水位，“長江2017年第1號洪水”已經形成并繼續發展。7月2日，洞庭湖出口城陵磯(七里山)站水位迅猛上漲，最大日變幅達 0.92 m。

7月1日，三峽水庫緊急啟動上游水庫群調度方案，出庫流量迅速減少，7月1日12：00～3日12：00，宜昌流量由27 400 m3/s減少至7 470 m3/s，之后保持小流量下泄不變。7月4日20：00，長江1號洪峰通過城陵磯蓮花塘，洞庭湖水位緩慢回落。7月6日三峽水庫逐漸加大下泄流量，至7月10日下泄流量達到30 000 m3/s，如圖4所示。

圖4 宜昌水文站水位、流量過程線

3.2 “長江1號洪水”對荊江河段的影響

受下游洞庭湖洪水頂托、三峽水庫及上游水庫聯合調度影響，荊江局各水文站水位流量關系不同程度發生變化，監利站受頂托最嚴重，斷面水位變化緩慢，流速變小，流量迅速減小；沙市、枝城水位流量測點偏離原單值化線；荊江三口洪道新江口、沙道觀水位流量測點偏離原單值化線；彌陀寺、藕池(管)、藕池(康三)站出現特殊線型。彌陀寺(二)站7月3日4：00出現負流量，藕池(管)站7月3日17時、藕池(康三)站7月2日18：00出現負流量，沙道觀站接近斷流。各控制站實測流量成果見表1，3個出現負流量站日徑流量統計如表2所示。

3.3 荊江三口水文站水位流量關系分析

根據彌陀寺(二)站、藕池(管)站、藕池(康三)站實測水位、流量分別點繪各站水位流量關系圖，如圖5～7所示。彌陀寺(二)16號線為特殊線型，6月30日至7月6日水位下降，統計時段內水位變化達到3 m以上，水位在 37.20 m左右出現負流量；藕池(管)站、藕池(康三)站7月2日水位回落，統計時段內水位變化均達到1 m以上，水位 36.00 m附近出現負流量。