主题：浅谈金沙江溪洛渡水电站的防洪作用

浅谈金沙江溪洛渡水电站的防洪作用
江志远
(中国三峡总公司计划合同部，湖北宜昌443002)
1 概述
长江在宜宾以上的河段称为金沙江，其主源沱沱河发源于青藏高原唐古拉山脉。沱沱河与当曲汇合后称通天河，通天河流至玉树附近与巴塘河汇合后始称金沙江。金沙江流经青、藏、川、滇四省(区)，至宜宾接纳岷江后称为长江，宜宾至宜昌河段又称川江。金沙江从河源至河口长3364km，天然落差5100m，流域面积47.32万km2，占长江流域面积的26％。多年平均流量4920m3／s，多年平均径流量1550亿m3。占长江宜昌站来水量的1／3。金沙江溪洛渡和向家坝水电站是金沙江下游河段的最后两个梯级，已经国务院批准立项，将于2005年开工建设。特别是溪洛渡水电站水库库容较大，建成后可以有效地提高川江河段沿岸宜宾、泸州、重庆等城市的防洪标准；配合三峡水库对长江中下游补偿调度，进一步提高荆江河段的防洪标准，减少中下游防洪损失。
1.1 长江防洪形势
长江是我国第一大河，长江中下游平原地区是我国工农业发达的精华地区。据1997年统计，长江流域总人口为4.18亿人，约占全国的34％；耕地面积2272万公顷，约占全国的24％；国内生产总值约占全国的1／3。长江流域属亚热带季风区，暴雨活动频繁，洪灾在流域内分布很广，特别是主要由堤防保护的中下游平原区最为严重。川江宜宾至重庆河段以及岷江、沱江、嘉陵江的中下游地区，是长江上游易受洪水灾害的重点区域。
正在建设的三峡工程防洪库容221.5亿m3，是长江中下游防洪体系的关键工程，建成后将使长江中下游的防洪能力大大改善，小于100年一遇的洪水，控制枝城流量不超其安全泄洪56700m3／s，使荆江河段防洪标准由10年一遇提高到100年一遇，根本改变了荆江河段的防洪紧张局面，但长江中下游特别是城陵矶以下河段洪水来量与河道泄量不平衡的矛盾依然存在，防洪问题仍然突出。一但分洪损失很大，实施困难，恢复不易。其中的重要措施就是继续结合兴利逐步建设上中游干支流水库，拦蓄洪水，以逐步减小中下游地区的分洪量。
1.2 长江防洪总体方案
长江总体防洪的重要措施之一，是结合兴利逐步兴建具有防洪能力的干支流水库工程。根据长江干支流的开发条件，加大上游干支流水库蓄洪能力是完善长江中下游防洪体系的根本措施，同时要加强上游水土保持、封山植树和退耕还林。在上游的防洪治理中修建的水库工程，一方面要考虑解决本身的防洪问题，另一方面根据条件的可能应尽量能对长江中下游防洪起一定作用。金沙江下游紧临川江宜宾至重庆河段，重要城市和大片耕地现有防洪能力均较低，干支流建库是提高其抗洪能力的重要措施，而金沙江梯级对川江防洪又是主要的水库工程措施。长江中下游应合理地加高加固堤防、整治河道，结合三峡水库防洪作用逐步安排建设平原分蓄洪区，进行平垸行洪、退田还湖，逐步完善非工程措施建设，形成以堤防为基础，三峡水库为骨干，干支流水库、蓄滞洪区、河道整治相配套，结合封山植树、退耕还林，平垸行洪、退田还湖，水土保持及其它非工程措施的综合防洪体系。
国务院批准的《长江流域综合利用规划简要报告》(1990年修订)中，拟定金沙江开发主要任务为发电、航运、防洪、漂木和水土保持，推荐金沙江石鼓一宜宾河段分9级开发，总库容达800亿m3以上，兴利库容336.4亿m3，具有安排大规模防洪库容的潜力，梯级水库约控制了长江上游50％流域面积，完建后配合三峡水库对长江中下游防洪可以起到显著的作用。在《国务院批转水利部关于加强长江近期防洪建设若干意见的通知》(国发L1999)12号)中，提出“抓紧以三峡工程为重点的干支流水库的建设”，“要抓紧澧水皂市、岷江紫坪铺……金沙江溪洛渡等干支流水库的前期工作，落实投资来源，按基本建设程序报批，逐步安排建设”。国家发展计划委员会在1999年以计办基础[1999]330号文批复三峡总公司时强调指出：“在勘测设计中，要高度重视工程的防洪作用，认真分析长江流域洪水的特性和组合，合理确定工程规模”。溪洛渡可行性研究报告阶段，中国长江三峡工程开发总公司委托长江水利委员会进行了溪洛渡水电站防洪专题研究，现对其主要成果进行介绍。
2 溪洛渡水电站对川江及中下游防洪作用
2.1 金沙江溪洛渡水电站来水基本情况
溪洛渡水电站位于四川省雷波县和云南省永善县境内的金沙江干流上。上接白鹤滩电站尾水，下与向家坝水库相连。坝址距离宜宾市河道里程184km，距离三峡、武汉距离分别为770km、1065km。溪洛渡水电站控制流域面积45.44万km2，占金沙江流域面积的96％。溪洛渡水库正常蓄水位为600m，电站总装机容量1 260万kW，死水位高程540m，汛期防洪限制水位高程560m。正常蓄水位下大坝壅高水位约230m，形成一座长约208km，平均宽度690m的大水库，库容为115.7亿m3。水库总库容129.14亿m3，其中死库容51.1亿m3，调节库容64.6亿m3，防洪库容46.5亿m3。
溪洛渡下游屏山水文站(距坝址124km)资料作为水文设计的依据，该站具有1939年～1992年的实测系列资料。金沙江径流主要来自降水，上游有部分融雪补给，推算出多年平均流量4620m3／s，折合年径流量1460亿m3。金沙江流域洪水主要由降雨形成，由于流域面积大，雨区分散，汇流历时长，洪水多连续发生，洪水过程呈多峰过程叠加的复式峰型，一般历时30～50天。频率计算得出：千年一遇洪水(设计洪水)洪峰流量43700m3/s；万年一遇洪水(校核洪水)洪峰流量52300m3/s。
2.2 防护对象及其防洪代表站
根据川江河段水文测站分布情况，主要防护对象有宜宾、泸州和重庆巾，分别选择宜宾市下游的李庄站、朱沱站、寸滩站为防洪代表站。由于长江洪水干支流遭遇组合复杂，河道宽阔，槽蓄能力大，洪水对防护对象的威胁主要是洪量。
川江河段整体没计洪水：洪水描述采用整体没计洪水。根据控制流域面积分布情况和水文测站的分布，选择控制干流和岷江的李庄站、控制干流和嘉陵江的寸滩站为防洪控制站，分别采用两站3～7天的设计洪量控制同倍比放大各控制点的设计洪水，组成两组整体设计洪水。设计洪水放大范围(控制站点)包括：干流屏山站(代表溪洛渡枢纽)、李庄站(代表宜宾市防洪控制站)、朱沱站(代表泸州市防洪控制站)、寸滩站(代表重庆市防洪控制站)。
2.3 溪洛渡水库调度方式
金沙江流域来水量约占宜昌水量的l/3以上．来水量相对上游其他大的支流来说，是比较稳定的，金沙江的来水往往是长江洪水的“基流”部分。
溪洛渡初步拟定的水库调度方式：6月在死水位540m基础上，电站按保证出力发电，余水蓄存；7月初将库水位抬至汛期排沙限制水位560m；7、8月水库水位维持在560m运行；9月初水库开始蓄水，水库水位逐步抬高到正常蓄水位600m；10～12月水库一般维持在正常蓄水位600m运行；次年l～5月为供水期，水库水位逐渐消落至死水位540m。
汛期当江及长江中下游均无防洪要求时，维持在规定的各时期防洪限制水位运行；当川江(或长江中下游)要求溪洛渡水库防洪蓄水时，即按照规定的相应防洪调度规则进行，蓄水至593m为止(库水位593m至600m之间库容为10亿m3)。
当另一防洪对象长江中下游(或川江)再要求溪洛渡水库防洪蓄水时，或荆江河段遇到特大洪水要求蓄洪时，则在593m、水位以上继续蓄洪，直至达到正常蓄水位(防洪高水位)600m。由于未考虑洪水预报，调度方式留有较大的余地。
3 溪洛渡水库对川江河段的防洪作用
1994国家颁布了国标《防洪标准》(GBS020l—94)，按照这—规定，川江上的宜宾、泸洲、重庆等城市，要争取达到规定的50～100年一遇的标准。但目前宜宾、泸洲等城市仅达到5～20年—遇标准，普遍低于国家规定。溪洛渡水库配合其他措施，可使川江沿岸的宜宾、泸州、重次等城市的防洪标准逐步达到城市防洪规划拟定的目标。溪洛渡对川江防洪效果见表1。
表1 溪洛渡水库对川江防洪效果表
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项目 防洪库容（亿m3） 推荐调度方式 洪水频率 削减李庄洪峰流量（m3/s） 削减朱沱洪峰流量（m3/s） 削减寸滩洪峰流量（m3/s）
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　 　 当Q寸≥53100m3/s而Q李<40000m3/s时，水库蓄水流量3000m3/s 1% 7446 7149 8531
参数 46.5 当40000≤Q李〈54500m3/s时；水库蓄水流量为9500m3/s； 2% 8255 7736 7052
　 　 当Q李≥54500m3/s时。水库蓄水流量为11000m3/s： 3.33% 7527 6946 4988
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　Q寸：寸滩站流量；Q李：李庄站流量。
　　根据溪洛渡水库消减洪峰后，不同频率洪水在各站流量的变化，推测出各防洪控制点调洪前后洪水标准。对应的洪水批准提高比较见表2。
表2 各防洪控制点调洪前后洪水标准提高比较
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防洪库容（亿m3) 调洪前洪水标准 调洪后洪水标准
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李庄站 朱沱站 寸潍站
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　 100年一遇 约33年一遇 约30年一遇 约33年一遇
46.5 50年一遇 约15年一遇 约15年一遇 约22年一遇
　 30年一遇 约12年一遇 约10年一遇 约17年一遇
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4 溪洛渡水电站对中下游防洪作用
溪洛渡水库对长江中下游起防洪作用，必须通过与三峡工程联合调度来实现，因而其防洪调度方式要与三峡防洪调度方式相协调。
4.1 溪洛渡水库对长江中下游减少分洪洪作用
长江中下游洪流演进范围包括宜昌至沙市、沙市至城陵矶、城陵矶至汉口、汉口至湖口等4个河段。洪流演进方法采用适用于长江中下游的江湖演算模型，演算考虑顶托、分流以及涨落率的影响。根据洪流演进成果，得出各控制站的设计洪水过程及满足堤防控制水位条件下的安全泄量过程，两者之差即为超额洪水过程。假没超额洪水均山分蓄洪区分蓄，分蓄后的超额洪量为分洪量，各河段分洪量之和即为总分洪量。根据预留防洪库容46.5亿m3方案对长江中下游防洪调度方式的比选，两级控制等蓄量方式为基本形式，对各不同防洪库容方案的蓄水速度进行比较和优化，作为各方案的防洪调度方式。对长江中下游分洪量的减少见表3。
　 可以看出：在长江小下游遭遇100年一遇洪水时，溪洛渡预留36.2亿m3时，与三峡联合调度，可减少下游分洪量20.6亿m3,防洪效果系数达到57％；溪洛渡预留46.5亿m3时，溪洛渡与三峡联合调度，可减少下游分洪量27.4亿m3，防洪效果系数达到59％。
表3　溪洛渡与三峡水库联合调度对长江中下游分洪量影响（各典型年平均值）
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溪洛渡水库 　 　 分　洪　量 防洪效果系数
方案 防洪库容
（亿m3)　 设计洪水 现状分洪量
（亿m3） 三峡单独运用
减少分洪量 三峡与溪洛渡联合调度
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总减少
分洪量 其中溪洛渡
减少分洪量
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　 　 1% 337.8 138.7 159.3 20.6 0.57
1 36.2 2% 215.6 104.1 118.7 14.6 0.40
　 　 3.33% 143.3 80.2 92.2 12.0 0.33
　 　 1% 337.8 138.7 162.5 23.8 0.57
2 41.4 2% 215.6 104.1 120.5 16.4 0.40
　 　 3.33% 143.3 80.2 93.1 12.9 0.31
　 　 1% 337.8 138.7 167.0 27.4 0.59
3 46.5 2% 215.6 104.1 123.4 19.3 0.42
　 　 3.33% 143.3 80.2 94.8 14.6 0.31
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　溪洛渡防洪效果系数＝溪洛渡减少分洪量/溪洛渡防洪库容
4.2 溪洛渡水库对荆江地区防洪能力提高
三峡工程建成后荆江地区的防洪标准将达到100年一遇，溪洛渡建库后，在荆江遭遇特大洪水时，溪洛渡水库配合三峡水库蓄洪，减少了进入三峡的洪量，再由三峡水库使用原定相同库容对荆江补偿调节，可使荆江地区的防洪标准(即使用荆江分洪区的机率减小)进—步提高。经研究，溪洛渡水库预留36.2亿m3、413.亿m3、46.5亿m3配合三峡水库对荆江补偿调度，分别可防御荆江地区151、161、169年一遇洪水；若考虑水库预留10亿以后备库容，则分别可防御荆江地区140、147、153年一遇洪水。
4.3 溪洛渡对遭遇1870年特大洪水作用的
根据三峡初步设计报告，荆江地区遭遇1000午一遇或1870年洪水，三峡水库按对城陵矶补偿调度，可做到枝城流量不超过80000m3／s。溪洛渡建库配合三峡对长江中下游防洪，荆江地区遭遇类似1870年洪水，如动用溪洛渡预留的10亿m3后备库容配合三峡水库运用，可使枝城控制流量由80000m3／s降至78000m3／s，减轻荆江地区的防洪压力。
4.4 溪洛渡工程总体防洪经济效益
根据川江及长江中下游地区在遭遇不同典型洪水情况下，可能遭受的损失，在考虑溪洛渡水库不同防洪库容的作用，推测川江及长江中下游淹没和防洪损失，以建库前后洪灾损失的差值求得溪洛渡水库的防洪效益。溪洛渡水库溪洛渡工程不同防洪库容方案总的防洪经济效益如表4。从表中可以看出：溪洛渡工程防洪效益主要在长江中下游地区，其防洪效益占溪洛渡工程总防洪效益的78.5％～82.6％。一场洪水灾害不仅给淹没区当前的经济造成很大损失，而且还将影响该地区今后经济的发展，洪水灾害还将影响社会的稳定与人群的健康，这些都难以用经济价值表述。
表4 溪洛渡工程防洪效益汇总表 单位：亿元
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防洪库容方案（亿m3) 川江防洪效益 长江中下游防洪效益 合计
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36.2 1.6151 5.4681 7.0832
41.4 1.7606 6.1425 7.9031
46.5 1.8388 6.7519 8.5907
5 结语
溪洛渡水电站防洪任务主要是提高川江河段沿岸宜宾、泸州、重庆等城市的防洪标准；配合三峡水库对长江中下游补偿调度，进一步提高荆江河段的防洪标准，减少中下游防洪损失。它是长江中下游整体防洪系统的重要组成部分。此外，溪洛渡有效拦截进入三峡库区的泥沙，减少重庆港和三峡库尾的泥沙淤积。随着上游乌东德、白鹤滩及中上游等梯级水库的建设，川江及长江中下游防洪紧张局面有望根本的根本。


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