棉花滩水库的三次防洪调度

◎ 文 | 黄南山 许诩俭 何荣才 编辑 | 田宗伟

棉花滩水库的三次防洪调度

◎ 文 | 黄南山 许诩俭 何荣才 编辑 | 田宗伟

棉花滩水电站 摄影/潘臻

棉花滩水库大坝位于福建省永定县境内的汀江干流棉花滩峡谷河段中部，是以发电、防洪为主要功能的大型水库，属不完全年调节水库。坝址坐落在永定县西南端，距永定县城21千米，距厦门市246千米，下游1千米即是广东梅州地区，是国家“九五”计划重点工程。枢纽建筑物包括碾压混凝土重力坝、泄水建筑、输水发电建筑及航运过坝建筑等。拦河主坝为碾压混凝土重力坝，最大坝高113米，水库总库容20.35亿立方米，电站装机600兆瓦。坝址以上控制流域面积7907平方千米，流域内年降雨量1657毫米，多年平均径流量73.2亿立方米，坝址多年平均流量每秒232立方米。水库正常蓄水位173.0米，死水位146.0米，调节库容11.22亿立方米，校核洪水位177.8米，相应的总库容20.35亿立方米。

工程于1998年开工，2002年12月全部完工。工程的建成不仅为福建电网提供了优质调峰电源，而且提高了下游韩江的防洪能力。

2006年、2007年、2010年，是近年来汀江流域的丰水年份，棉花滩水库大坝科学调度，发挥了较好的防洪效益。

2006年：遇建库以来最大的洪水

2006年棉花滩水库发生六场大洪水

2006年棉花滩流域全年降雨量1865.3毫米，年平均入库流量每秒304立方米，累计入库水量95.9亿立方米。降雨量比2005年增加18.9%，比多年平均增加12.6%；入库流量比2005年增加28.2%，比多年平均增加31.0%，属丰水年份。2006年汛期呈现早汛、大汛、降雨时段集中等主要特点，从2月份开始流域月降雨量超过多年平均值，一直持续到7月份，2至7月份累计降雨量达1469.7毫米，比多年平均同期值（1171.9毫米）增加25.4%。由于降雨持续、集中，该时段产流率明显提高，其中6月份的入库流量比多年平均增加达81%。入冬以后，11月份还出现了128.9毫米的降雨，比多年平均增加221%。

2006年棉花滩水库共发生洪水六场次，分别是：“0428”“0523”“0527”“0601”“0608” 和“0618”洪水，六场洪水均是锋面雨影响所致，有五场发生在主汛期，并呈现峰高量大、时段集中的明显特点，从5月23日到6月18日短短25天连续发生五场洪水，且其中0601、0608两场洪水均超过十年一遇。

“0601”洪水的三天过程雨量170毫米，入库洪峰流量每秒6060立方米，超过十年一遇，五天入库洪量每秒10.14亿立方米，是棉花滩水库建库以来洪量最大的洪水，洪水过程最大出库每秒3500立方米，削峰率达42%。6月2日上午7时，水库水位达本场洪水最高水位171.33米，超主汛限水位2.59米，超次汛限水位0.07米，并在下一场洪水到来前及时消落到主汛限水位以下。“0608”洪水的一天过程雨量达111毫米，洪峰流量达每秒6760立方米，接近二十年一遇，是棉花滩水库建库以来洪峰最大的洪水，五天入库洪量8.26亿立方米，洪水过程最大出库每秒3300立方米，削峰率51%。6月9日10时，水库水位达本次洪水最高水位171.04米，超主汛限水位2.3米。在洪水调度过程中，棉花滩水电公司认真执行福建省防办指令，积极配合调度，正确使用汛限水位动态控制的方法，较好地发挥了防洪库容的调洪作用，达到“减灾兴利”的目的。各级防汛指挥单位无微不至地协调，充分体现了对下游广东人民高度负责的态度，在首次开闸泄洪时还特别采取了慎重稳妥的分级加大的泄洪方案，初始出库流量仅每秒800立方米，相当于低水位时的四台机组发电流量，使得下游地区的政府、人民有充足的适应时间和转移财产财物时间，大大减少下游人民的损失。

在“0618”洪水调度过程中，棉花滩水库主要起到了滞洪错峰作用。6月18日，汀江流域和永定河流域突降暴雨，下游支流永定河发生了二十年一遇的大洪水，12时出现洪峰流量将超过每秒1600立方米。棉花滩水库此时也产生了“0618”洪水，12时入库流量超过每秒2400立方米，17时出现洪峰流量每秒2670立方米。前一场洪水的库水位才刚刚削落到主汛限水位以下0.03米，按规定理应按批复的洪水调度方案加大出库控制水位，但如果棉花滩水库按方案下泄，通过茶阳的洪峰流量将超过每秒4270立方米，会造成严重的洪水淹没损失。通过准确计算、科学调度，保证棉花滩水库8月18日15时前的总出库流量在每秒800立方米内，在永定河洪峰过后，最大出库流量也保持在每秒1200立方米以内，削峰率达55%，较圆满地实现了滞洪错锋保下游的目标。19日3时，水库水位达本次洪水最高水位169.66米，超主汛限水位0.92米。

棉花滩水电站 摄影/潘臻

在“0601”“0608”“0618”洪水期间，水库连续泄洪25天，从5月31日10时起至25日0时结束，弃水量13.3亿立方米，弃水损失电量1905万千瓦时。

棉花滩水库“减灾兴利”效益可观

水库下游的广东省大埔县茶阳镇的防洪标准极低，每秒2000立方米的洪水就会淹到街上，两年一遇标准都达不到。通过棉花滩水库调节，大大减少了该镇的淹没损失。以“0608”洪水为例，在洪水过程中茶阳镇的洪水淹没最高水位为4.9米，老街道居民房屋被洪水淹到第二层。当时棉花滩水库的入库洪峰流量达每秒6760立方米，最大出库流量仅为每秒3300立方米，削减洪峰每秒3460立方米。按批复的《2006年棉花滩水电厂洪水调度方案》，出库可以控制在每秒5210立方米，若按调度方案泄洪，则通过茶阳镇的最大流量将增加每秒1910立方米，根据茶阳镇街道水位流量关系推算，淹没水位将再上升2米左右，完全淹没的房屋将会增加，损失将会加大。假如棉花滩大坝未建设，按天然流量通过茶阳，则受灾将更严重。

位于广东省梅州市大埔县三河坝的汇城村地势较低，基本与河道平齐，靠汇城河堤防护。护城堤顶高程49米，防洪标准较低，容易被淹没。以“0601”洪水为例，在洪水过程中三河坝处的最高水位达47.87米，仅差1.13米汇城村护城堤就要漫顶，情况十分危急。根据该处水位流量关系推算，流量每增加每秒1000立方米水位就将上约1米，若棉花滩水库按方案规定的每秒5210立方米下泄，则流量将增加每秒1710立方米，三河坝处的水位将上升1.5米以上，洪水就会漫过护城堤顶，汇城村将被洪水淹没，人民生命财产将会遭受重大损失。

大埔县境内共有19座堤防，大部分堤防都是上世纪七十年代修建的，标准较低，且都为土石坝，漫顶就会造成跨坝。在2006年的洪水过程中，大部分堤防水位都超过警戒水位，离堤顶每秒高程仅1米左右。如果棉花滩水库按方案规定的每秒5210立方米下泄、流量再增加每秒1710立方米，很多堤防都会被洪水漫顶而跨塌，将会造成巨大损失。通过棉花滩水库的调节，也保证了这些堤防基本安全渡汛。

由于有棉花滩水库的科学调度，汕头、潮州等下游沿河各城市，未发生洪水淹没事件。

科学调度，增发电量，为社会、为企业增加经济效益

通过科学调度，汛前及时将库水位消落到149.72 米，保证“0428”“0523”“0527”三场洪水洪量均蓄入库中；“0618”洪水末期成功安全拦蓄洪尾，实现了汛限水位动态控制目标，及时将水位回蓄到169.86米，增发电量约1570万千瓦时。为福建省的经济建设、电网迎峰度夏工作做出了较大的贡献。

支持地方建设，促进地方经济发展

2006年水库上游上杭县政府请求降低水库水位配合其建设永杭公路大桥的工作，以便创造更好的施工条件，缩短建设工期、节约工程投资，棉花滩水电公司给予了大力支持。2006年9月至12月，将水位控制在168米以下，比汛后正常水位降低了5米，由此造成的发电水耗上升、损失电量近300万千瓦时，使大桥建设又好又快进展，为地方经济建设作出了贡献。

服务下游，取得显著的社会效益

通过水库调节，9-12月枯水期的平均出库流量由天然来水的每秒124立方米提高到每秒141立方米，有力地缓解了韩江下游地区缺水的局面，为下游的经济发展和人民群众的生活生产作出了应有的贡献。

通过棉花滩水电公司的科学调度，大大提高了下游水电厂的经济效益，为广东省的经济建设作出更大贡献。棉花滩水库仅拦蓄“0618”洪尾就为下游青溪电厂增加发电水量33612万立方米，折合增发电量约1681万千瓦时。按多年平均来水计算，棉花滩水电厂建成后使青溪电厂增加电量约1.04亿千瓦时/年。沿河的其他电厂、水厂、灌溉从中得到的利益也是很多的。

2007年：洪水规模近五年一遇

2007年，棉花滩流域年降雨量1586.3毫米，年平均入库流量每秒242立方米，累计入库水量76.4亿立方米。降雨量同比2006年减少了15%，同比多年平均减少4.3%。入库流量同比2006年减少20.7%，同比多年平均增加4.3%，年累计降雨虽然略少于多年平均，但由于强降雨过程发生时段大多较集中，蒸发损失小和产流条件相对充分，来水反而略多于多年平均水平，弃水量37047万立方米。

2007年汛期棉花滩水库共发生4场洪水，分别是“0424”“0603”“0610”和“0615”洪水。4场洪水均是锋面雨影响所致，有3场发生在主汛期，其中“0610”和“0615”洪水都接近五年一遇。

科学调度，大幅削峰，防洪减灾效益显著

棉花滩水库下游的广东省大埔县沿河乡镇的防洪标准较低，加上县内19座堤防大部分堤防都是土石坝，洪水漫顶就会造成跨坝，这些因素给防汛带来极大的压力。在洪水调度过程中，棉花滩水电公司科学调度，较好地发挥了防洪库容的调洪作用。

“0610”洪水入库洪峰流量每秒2790立方米，最大出库流量每秒1600立方米，削峰率43%。从6月9日11时开始，长达50小时的入库流量大于每秒2000立方米的时间里，出库流量控制在每秒1300立方米以下的时间长达33小时，使大埔县茶阳镇的最高洪水水位降低了近2米，三河坝的最高洪水水位降低了1米，有力减轻了下游的洪水灾害，发挥了显著的减灾效益，基本满足了广东省提出的入境流量控制在每秒2000立方米之内的要求。

“0615”洪水洪峰流量每秒3400立方米，最大出库每秒1500立方米，削减洪峰每秒1900立方米，削峰率56%，相当于降低茶阳镇洪水位3米多，降低三河坝水位近2米，有效减轻了下游的洪灾损失。

棉花滩水电公司2007年汛期的拦洪削峰成果得到了广东、福建有关防汛部门的肯定。据了解，2007年棉花滩水库为下游地区减免农田受灾面积1220公顷，减免受灾人口6.6万人，使梅坎铁路30公里长的路段避免受淹，减免直接经济损失1500万元，体现华电旗下大型企业勇于承担社会责任的精神。

抓住时机拦蓄洪尾，增发电量可观

“6.15”洪水是2007年汛期最后一场洪水，棉花滩水电公司调度人员根据准确的洪水预报结果，多次向省防办提交调度建议，在确保安全的前提下，拦蓄洪尾，通过发电消落水库水位。经省防办同意，棉花滩电厂水位控制在170.09米附近运行，多蓄水量增发电量1878万千瓦时。

2010年：洪水规模近二十年一遇

2010年，棉花滩流域的洪水主要集中在6月15日和25日两天。

“6.15”洪水：规模近二十年一遇

棉花滩流域从6月13日5时开始强降雨，到6月17日，流域累计降雨达202.4毫米，洪水入库之前，棉花滩电厂已通过加大发电腾库将水库水位消落到153.08米，离汛限水位168.74米还有6.55亿立方米库容。在强降雨作用下，16日0时入库达洪峰流量每秒6730立方米，超十年一遇，接近二十年一遇洪水（每秒6950立方米）。为了加大发电流量控制水位，经过对机组运行状态的缜密分析，决定机组超出力运行，同时加密机组运行状态的监视，确保安全。从16日18时起，全厂出力按64.3万千瓦运行，超额定出力4.3万千瓦，直至洪峰过后42小时，棉花滩电厂出库流量也仅为发电流量每秒770立方米，水库未开闸泄洪。由于气象预报棉花滩流域后续还有暴雨过程，自17日18时起，水库才开闸泄洪，最大出库流量每秒1400立方米，预腾库容为迎接下一场洪水做好准备。本场洪水入库洪峰流量每秒6730立方米，最大出库流量仅为每秒1400立方米，削峰率79%，避免了下游茶阳镇遭受洪水灾害。

“6.25”洪水：错峰调度，降低茶阳镇淹没水深1米

“6.15”洪水尚未完全消退，气象预报棉花滩流域24日至25日又有暴雨过程，水库从24日1时即加大出库流量预腾库，出库流量从每秒1400立方米加大到每秒2500立方米，水库水位迅速消落，为下一场洪水预腾库容。24日晚至25日流域集中降雨52毫米，由于前期降雨导致土壤含水量充分饱和，水库入流迅速增大，25日21时入库洪峰流量达3930立方米，最大出库流量每秒3000立方米，削峰率24%，有效减轻了茶阳镇的洪水灾害，降低淹没水深近2米。6月25日14时，棉花滩水库入库流量还在迅速上涨，此时水库下游的永定河洪峰近800立方米，若与棉花滩水库每秒3000立方米的出库流量叠加后到达茶阳，茶阳镇淹没深度将达到4米。在气象预报流域还有暴雨，防汛形势异常紧急的情况下，为了减轻下游洪水灾害，棉花滩水库与永定河洪水进行错峰调度，25日14时30分至19时30分减少出库流量每秒500立方米，总出库流量控制在每秒2500立方米以内，待永定河洪峰过后再加大出库流量。错峰调度降低茶阳镇淹没水深1米，实现了茶阳镇淹没深度不超过3米的目标。