江埡水庫防洪作用分析

佘玉良，葉澤綱

（湖南省水文水資源勘測中心，湖南 長沙 410008）

江埡水庫是澧水流域上具有重要防洪作用的大型水庫，1999 年建成并承擔防洪削峰任務。為了掌握江埡水庫的有關情況，本文旨在對水庫的防洪作用進行分析，以供今后防洪調度工作參考。

1 基本情況

1.1 澧水流域

澧水是湖南省的四大河流之一，流域面積為18 496 km2，河長388 km，多年平均徑流量為131.2 億m3，最大1 日洪量為16.2 億m3。澧水干流無控制性水庫，在支流上建有大型水庫2 座（江埡和王家廠水庫），總庫容為20.46 億m3，大型水庫控制面積為4 195 km2，占澧水流域的22.68%，防洪庫容為8.71 億m3，占最大1 日洪量的53.8%。

澧水流域位于湖南省的主要暴雨區，具有典型的山區洪水特點，曾于1935 年出現流域性特大洪水，當時三江口洪峰流量高達30 300 m3/s，澧水干流、婁水、渫水的來水大致各占1/3。1950 年以來，澧水發生流量大于12 000 m3/s 的洪水有15 次，最大為1969 年的22 200 m3/s。1998 年7 月，澧水流域出現建國以來第二大洪水，三江口洪峰流量達19 000 m3/s，江埡入庫洪峰流量為3 800 m3/s，造成沿岸縣城被淹，下游尾閭澧南垸等堤垸潰決，直接經濟損失數十億元。

1.2 江埡水庫

江埡水庫位于澧水的第一大支流婁水上。婁水跨湘鄂兩省，多年平均降水量為1 650 mm。壩址位于婁水中游，在湖南省慈利縣江埡鎮上游約5 km 的峽谷中，距婁水河口63.3 km，水庫集水面積為3 711 km2，占婁水流域面積（5 048 km2）的73.5%，占澧水流域面積（18 496 km2）的20.1%。壩址多年平均流量為132 m3/s，多年平均年徑流量為41.6 億m3。江埡水庫正常蓄水位為236 m，總庫容為17.41 億m3，汛限水位為210.6 m，防洪庫容為7.4 億m3，死水位為188 m，設計洪峰流量為12 200 m3/s，設計洪水位為236.37 m，校核洪水位為240.40 m，庫容系數為0.28，屬年調節水庫，是以防洪為主，兼顧發電、灌溉、供水、航運等綜合利用的水利工程。

江埡水庫流域位置示意圖見圖1。

圖1 江埡水庫流域位置示意圖

2 水庫防洪與調度

2.1 洪水調度方式

江埡水庫防洪設計標準為50 年一遇洪水，當來水不超過50 年一遇的洪峰流量8 470 m3/s 時，在下泄流量不超過1 700 m3/s，可控制下游三江口站的流量不超過12 000 m3/s，水庫調度方式按防洪高水位236 m 控制：庫水位在防洪高水位236 m 以下時，水庫以確保下游安全為重點進行調度；當水庫水位超過236 m 時，水庫盡量開啟泄洪設備泄洪，最大泄洪量將達5 400 m3/s，直至洪峰流量過后，在退水過程中才視下游水情逐步騰空水庫或關閉泄洪閘門蓄水。

2.2 防洪運用方案

防洪運用方案采取錯峰補償調度方式，具體為以下三個要點：

1） 在三江口洪水處于漲水期，入庫流量小于1 700 m3/s 時，江埡水庫不攔洪，來多少泄多少；當入庫流量大于或等于1 700 m3/s 時，且水情預報8 h 后三江口流量小于12 000 m3/s 時，江埡水庫按1 700 m3/s 流量控制下泄；當水情預報8 h 后三江口流量達12 000 m3/s時，江埡水庫立即關閘錯峰，發電流量為420 m3/s 時照常下泄。

2）在三江口洪水處于退水期，當三江口流量小于12 000 m3/s，且有下降趨勢，則江埡水庫按1 700 m3/s 流量控制，以空出一部分庫容來迎接下一個洪峰。

3）當江埡水庫防洪庫容蓄滿后，按入庫流量等量泄水。

2.3 超蓄調洪

歷史上，湖南省洪水災害頻繁出現，曾經多次發生大的洪水災害，在防洪調度時基本上考慮水庫下游河道安全、利用超蓄庫容來限制下泄流量，比如，柘溪、五強溪、鳳灘等大型水庫于1996 年、1998 年曾經兩次利用超蓄庫容攔洪，發揮了重要的防洪減災作用，但同時給水庫的安全運行帶來了嚴重威脅，庫區回水淹沒損失加重。因此，如何利用水庫超蓄能力，做到蓄洪泄洪兼顧、上游下游兼顧，變害為利，科學合理、恰到好處地調度好大洪水，是值得認真研究的。從湖南省的洪水災害特點、防洪需要和流域防洪體系來看，客觀要求大型水庫利用超蓄庫容調度大洪水。江埡水庫根據目前大型水庫被迫超蓄的現實情況，積極行動，開展了超蓄調洪方案的分析和論證，確定在風險可控的情況下，將水庫的超蓄洪水調度為風險與利益兼顧的科學合理調度。

具體方案為：在不改變正常蓄水位、大壩設計標準和庫區移民范圍的前提下，水庫超蓄防洪高水位從設計的防洪高水位236 m 提高到239 m，增加超蓄庫容1.15 億m3，在原設計安全泄量1 700 m3/s 不變的前提下，水庫的防洪能力由50 年一遇提高到100 年一遇。經有關設計單位的分析計算，大壩的穩定和應力均滿足規范所規定的特殊荷載組合的安全要求，壩體不需要加固。主動超蓄的主要工程的壩頂高程由242 m 加高到245 m，溢流堰頂部高程不變，4 扇表孔弧門加高3 m，即由14 m×12 m 改為14 m×15 m，閘門頂部高程由正常蓄水位236 m 提高到239 m，僅增加投資2 000 萬元，總庫容為19.1 億m3，防洪庫容仍為7.4 億m3。

3 防洪作用分析

3.1 分析方法

從上可知，江埡水庫的設計調度方式，是按防洪高水位236 m 為判斷標準的。庫水位在236 m 以下時，按下游三江口12 000 m3/s 的行洪能力錯峰補償調度，庫水位236 m 以上時，按保壩調度。為分析論證水庫本身可開發的防洪能力，在遵循超蓄調度方案的基礎上，按三個階梯層級進行防洪調度計算和防洪作用分析，具體分析方案設計為：①當水庫庫水位在防洪高水位236 m 以下時，在暫不考慮三江口的錯峰問題時，水庫最大按1 700 m3/s 的安全泄流量泄洪；②當水庫庫水位高于236 m 但低于239 m 的水庫超蓄防洪高水位時，水庫最大泄流量仍按1 700 m3/s 泄洪；③當水庫庫水位高于239 m 但低于242 m（即在校核水位上加1.6 m）時，大壩安全受到威脅，庫區淹沒損失加大，水庫最大下泄流量可按2 000 m3/s 泄洪，若不考慮三江口補償調度問題，下游河道最大泄流量可達2 400 m3/s；④當水庫庫水位達到或超過242 m 時，大壩安全系數到達危險值，水庫必須按保壩要求調度，來多少泄多少。這樣的調度方式，既包括了原來的設計調度方案，又考慮了一般超蓄調度和特殊超蓄調度方式，能最大限度地分析水庫的防洪能力。

具體分析計算方法為：選擇該水庫100 年一遇設計洪水作為典型洪水，從不同的起調水位著手調洪分析計算，對設計洪水進行放大或縮小，按調洪的最高水位到防洪高水位236 m、超蓄防洪高水位239 m 和242 m 三種調度方式進行調洪計算，分析不同起調水位、不同調度方式下水庫的防洪作用。

3.2 分析成果

根據前述的分析方法，分析計算全部采用計算機完成，分析成果見表1，該表充分展示了江埡水庫在不同起調水位和不同防洪標準下的防洪能力。

表1 江埡水庫防洪能力分析成果

1）若按210 m 水位起調，江埡水庫按防洪高水位236 m 設防，可抵御9 480 m3/s 洪峰流量、12 億m3洪量的洪水，防洪標準為96 年一遇；若按超蓄防洪高水位239 m 設防，可抵御10 300 m3/s 洪峰流量、13.1 億m3洪量的洪水，防洪標準提高到166 年一遇；若按高水位242 m 設防，可抵御11 400 m3/s 洪峰流量、14.5 億m3洪量的洪水，防洪標準提高到323 年一遇。隨著起調水位的提高，防洪能力逐步降低，起調水位每提高2 m，降低防洪標準約20～30 年。

2）起調水位不同，水庫的蓄泄關系發生變化，210 m起調時，65%的洪水蓄于庫中，35%的洪水泄出；220 m起調時，60%的洪水蓄于庫中，40%的洪水泄出；230 m起調時，只有約45%的洪水留于庫中，55%的洪水必須泄掉。可見，江埡水庫是一座以蓄為主、蓄泄兼顧的防洪水庫，起調水位抬高，單位庫容發揮的防洪作用變小，調洪能力降低。

3）特殊情況下，若江埡水庫不開泄洪閘門，只留發電流量出庫，210 m 起調，經分析計算，按236 m 防洪高水位防洪，可抵御20 年一遇的洪水（洪峰流量為6 890 m3/s）；若按239 m 防洪高水位防洪，可抵御30 年一遇的洪水（洪峰流量為7 750 m3/s）。

4）對于江埡水庫，目前已進行大壩加高，建議按防洪超蓄高水位239 m 設防，在210 m 起調水位下，可抵御10 300 m3/s 的洪峰。但由于婁水流域面積小，發生這樣大的洪水機會不多，而且距澧水下游石門還有110 km，水庫的集水面積只占澧水流域面積的20.1%，對緩解澧水流域的防洪壓力，有點力不從心。

4 結 語

綜上所述，江埡水庫是一座以蓄為主的防洪水庫，洪水來臨時主要考慮下游地區的防洪要求蓄洪錯峰，其防洪作用主要在攔洪和削峰上。若江埡水庫按超蓄防洪高水位239 m 設防，可抵御1935 年婁水流域的特大洪水（洪峰流量為10 100 m3/s），特大洪水僅下泄1 700m3/s，減少三江口的流量8 300 m3/s，防洪效益巨大。

以上分析了江埡水庫對典型洪水過程情況下的防洪能力，但實際發生的洪水過程是千變萬化的，組合情況極其復雜，因此，在進行實時洪水調度時，江埡水庫要控制三江口不超過流量12 000 m3/s 的洪水，必須隨時掌握澧水干流、渫水的來水及到三江口的組合情況，搞好實時預報調度，開發上下游聯合預報調度系統。