黃材水庫防洪調度對寧鄉市主城區的防洪作用及影響分析

（湖南省水利水電勘測設計研究總院，湖南長沙 410007）

1 水庫概述

黃材水庫位于湘江一級支流溈水上游，主壩壩址位于黃材鎮以西3.5 km 的鐵山里，壩址控制集雨面積240.8 km2，干流長36.56 km，干流平均坡降7.805‰。黃材水庫距下游寧鄉市主城區52.5 km，黃材水庫～寧鄉市主城區區間有黃材鎮、橫市鎮、雙鳧鋪鎮、大成橋鎮、煤炭壩鎮、回龍鋪鎮、白馬橋鄉、歷經鋪鎮等鄉鎮，總人口約1.5 萬人，農田約1.8 萬畝。

黃材水庫是一座以灌溉為主，兼有發電、防洪、供水和養殖等綜合效益的大（Ⅱ）型水利工程，水庫工程等別為Ⅱ等，主要建筑物級別為2 級，設計洪水標準100 年一遇，校核洪水標準2 000 年一遇。水庫總庫容1.53 億m3，正常庫容1.26 億m3，校核洪水位168.50 m（相應洪峰流量為3 072 m3/s），設計洪水位167.97 m（相應洪峰流量1 908 m3/s），水庫正常蓄水位166.00 m，死水位122.04 m。

目前黃材水庫安全鑒定為三類病險水庫，從2013開始，湖南省、長沙市兩級防辦將其防洪高水位從166.0 m 調整為164.0 m，待水庫消除安全隱患，解除三類壩后，主汛期防洪高水位恢復至166.0 m。

2 現行防洪調度方式及防洪影響分析

2.1 基本情況

根據《湖南省長沙市黃材水庫調度規程（報批稿）》，黃材水庫主汛期4 月1 日—7 月31 日防洪限制水位164.0 m，防洪高水位166.0 m，預留防洪庫容1 400 萬m3。黃材水庫溢洪尾水匯入溈水，寧鄉市黃材鎮位于壩址下游3 km，該河段安全泄量約400 m3/s，為保證黃材水庫下游鄉鎮及農田的防洪安全，黃材水庫主汛期控制最大下泄流量為400 m3/s。

據此分析黃材水庫主汛期預留防洪庫容1 400 萬m3，起到對寧鄉市主城區的防洪作用。

2.2 洪水資料及組合

1）根據《寧鄉市城市防洪規劃》中確定的P=10%、5%、2%頻率洪水：黃材水庫、寧鄉市主城區同頻率洪水，黃材水庫～寧鄉市主城區區間發生相應的洪水和黃材水庫～寧鄉市主城區區間、寧鄉市主城區同頻率洪水，黃材水庫發生相應的組合情況，分別調洪和取外包線。

2）2017 年實測洪水。各洪水洪峰流量見表1。

表1 各頻率洪水及2017 年實測洪水調節后洪峰流量成果表（控泄400 m3/s）m3/s

2.3 洪水調節計算

防洪調度方式為：

1）漲水時，當來水小于400 m3/s 時，黃材水庫來多少泄多少；當來水大于400 m3/s 時，黃材水庫控制下泄流量400 m3/s。

2）退水時，黃材水庫適當加大泄量（不大于400 m3/s），為下一場洪水騰空庫容。

3）庫水位超過防洪高水位166.0 m 時，水庫開閘泄洪（按來流下泄），轉入保壩的調度方式。根據防洪調度方式，計算各頻率洪水及2017 年實測洪水調節后洪峰流量成果見表1。

2.4 成果分析

從表1 可知，黃材水庫按現有防洪調度方式運行時，對下游的防洪影響及作用如下：

1）當黃材水庫發生10 年一遇、20 年一遇洪水時，來水流量分別為1 290 m3/s、1 530 m3/s，下泄流量分別為400 m3/s、856～1 372 m3/s，較天然洪水洪峰流量分別減少890 m3/s、673～158 m3/s，因此，黃材水庫上游發生10 年一遇及以下頻率洪水時，黃材水庫對下游鄉鎮及農田減少的防洪作用顯著。

2）黃材水庫集雨面積（F=240.8 km2），僅占寧鄉市主城區處集雨面積（F=2 030 km2）的11.8%，因此，黃材水庫對寧鄉市主城區的防洪作用不明顯。

3）發生2017 年實測洪水時，黃材水庫最大來流量1 640 m3/s，最大下泄流量449 m3/s，削減洪水洪峰1 190 m3/s；由于黃材～寧鄉市區間洪水洪峰流量較黃材水庫來水滯后，因此黃材水庫未能削減寧鄉市主城區河段的洪峰流量。同時“7.1”洪水洪峰過境寧鄉市，洪水主要來源于城區河段上游全流域范圍，黃材水庫控泄后的洪水不會也沒有對主城區洪峰形成疊加影響。

2017 年實測洪水調度過程見表2 所示。

3 調整防洪調度方式及防洪影響分析

3.1 調度方式

黃材水庫現有防洪調度方式主要考慮下游鄉鎮及農田的防洪安全，主汛期控制最大下泄流量為400 m3/s，發生50 年一遇（寧鄉市主城區設計防洪標準）洪水時，黃材水庫對寧鄉市主城區的防洪作用甚微。

為了充分分析水庫對下游寧鄉主城區可能的作用和影響，筆者調整了防洪調度方式，假設黃材水庫防洪庫容1 400 萬m3僅在發生50 年一遇洪水時使用，分析對寧鄉市主城區的防洪作用，其調度方式為：

1）漲水時，當來水流量小于790 m3/s 時，黃材水庫下泄流量按照來多少泄多少；當來水大于790 m3/s時，黃材水庫控泄790 m3/s。

2）退水時，黃材水庫適當加大泄量（不大于790 m3/s），為下一場洪水騰空庫容。

3）當庫水位超過防洪高水位166.0 m 時，水庫開閘泄洪（按來流下泄），轉入保壩的調度方式。

根據該防洪調度方式，計算各頻率洪水（2017 年）及2017 年實測洪水調節后洪峰流量成果見表3。

3.2 成果分析

從表3 結果分析可知：

1）當黃材水庫發生50 年一遇洪水時，來水流量1 860 m3/s，下泄流量790 m3/s，寧鄉市主城區天然洪水洪峰流量5 672 m3/s，黃材水庫洪水調節后寧鄉市主城區天然洪水洪峰流量5 607 m3/s，較天然洪水洪峰流量減少65 m3/s，對寧鄉市主城區的的防洪作用較小。

2）發生2017 年實測洪水時，黃材水庫最大流量1 640 m3/s，最大下泄流量790 m3/s，削減洪水洪峰850 m3/s，但未減小寧鄉市主城區的洪峰流量。可見，黃材水庫控泄流量790 m3/s，對寧鄉市主城區基本沒有防洪作用。

4 結論及建議

1）黃材水庫為溈水流域防洪體系的一部分，對下游的沿河低岸農田及鄉鎮有一定的防洪作用，但是由于黃材水庫以上集雨面積僅占寧鄉市主城區河段以上集雨面積的11.8%，且黃材～寧鄉市區間洪水洪峰流量較黃材水庫來水滯后，因此無論是現行還是調整防洪調度方式，黃材水庫防洪調度對寧鄉市主城區的防洪作用較小。

2）從2017 年“7.1”實際洪水過程分析，寧鄉市主城區嚴重洪澇災害主要是由于溈水全流域洪水造成。

3）寧鄉市主城區的防洪能力提升，需要通過堤防建設、河道整治、洲灘保護與利用等措施系統治理，在此基礎上，制定相應的工程與非工程措施應對超標準洪水。