章水大余县骨干水库防洪调度分析及思考

黄在明

（江西省大余县水利局，江西 大余，341500）

0 引言

水库是我国防洪广泛采用的工程措施之一，也是防汛抗洪的一张“王牌”，在防洪减灾方面发挥非常重要的作用。水库的科学调度是发挥水库防洪减灾作用、确保水库大坝安全的关键手段。大余县作为章水源头、山区县，洪涝灾害频发，科学调度好现有的水库控制性工程，为确保大余县城及下游南康区、蓉江新区、赣州中心城区等地区防洪安全显得尤为重要。

1 基本情况

1.1 自然地理

章水流域地处江西省赣州市西南部，位于东经113°43′-115°02′、北纬 25°15′-26°15′之间，发源于崇义县聂都山张柴洞，由西向东流经崇义县、大余县、上犹县、南康区、赣县区，在章贡区八境台汇入赣江。

章江干流由发源地为崇义县聂都山石圳的沙村河与发源于内良乡五洞村的凹头排的内良河在大水口汇合为章江，流经河洞、内良、吉村、浮江、南安、黄龙、青龙、池江、新城等乡镇后，流入南康市境内，在三江口纳上犹江后为章水，章江流域面积为2 824km2，其中在大余县境内流域面积1 360.4km2，占章江流域总面积的48%，占全县土地面积的99.52%，是章水流域的重要组成部分。县内章江流域河流密布，河流密度1.52km/km2，共有大小支流500余条、其中流域面积大于100km2的支流有5条。

1.2 水文气象

章水流域属亚热带季风性湿润气候区，气候特点是温暖湿润，四季分明，热量丰富，雨水充沛，春温多变，夏涝秋旱，冬寒期短，无霜期长。年最高气温38.4℃，最低气温零下7.2℃，年平均温度18.53℃。

章江流域大余县多年平均降雨量1 584mm，年最大降雨量2234mm（1983年），年最小降雨量1 063.9mm（1991年）。降雨量年内分配极不均匀，4～5月降雨量占全年降雨量的40%～50%。流域暴雨频繁，根据流域内雨量站的实测暴雨统计，最大日降雨量多出现在4～9月，5～6月以锋面雨的形式出现使大暴雨更集中，7～9月主要是受台风影响产生暴雨。

章江流域径流补给主要形式为降雨，多年平均径流深为815.5mm，县内多年平均径流量14.96亿m3。

1.3 水文站网

水雨情监测主要依托章江流域水文站网，截止2021年大余县共有自报雨量站40个，河道自动水位监测站9个，水库水位自动监测站7个，基本可以掌握章水县城以上流域实时降雨、河道及大中型水库水位实时情况。

1.4 洪水

章江流域洪水特性为：章江为雨洪式河流，洪水由暴雨形成，因此洪水季节与暴雨季节一致。一般自4月起，开始出现洪水，但峰量不大；5、6月是出现洪水的主要季节，尤其是6月，由大强度暴雨产生峰高量大的大洪水；7～9月由于受台风影响，会出现短历时的洪水，3月和10月偶尔也会发生洪水。流域4～6月份洪水由锋面雨形成，峰高量大，7～9月份洪水由台风雨形成，洪水过程一般较尖瘦。一次洪水过程一般3～5天，长的可达10天。洪水峰型与降水历时、强度有关，一般一次洪水总量主要集中在3天之内。

1.5 水利工程

章水干流大余县境内有水库、水电站9座，总库容14 645.6万m3，占比13.22%，说明章水干流水库调蓄能力严重不足，容易发生洪涝灾害。

表1 章江沿河主要电站基本情况表

2 防洪调度的总体思路

根据大余县自然地理特征以及经济发展状况，结合水利工程布局、洪水特性，统筹考虑河流现状，确立大余县章水流域防洪调度的总体思路为“联合调度、蓄泄兼顾、科学预泄、错峰减峰”。

2.1 地理及经济发展特点

大余县国土面积1 368km2，下辖11个乡镇、119个自然村（社区），总人口约31万，呈现人口与经济资源分布在章江沿河两岸高度集中的特点，其中84.6%的人口、90%的农田、重要圩镇及铁路、高速公路、工业园区等重要基础设施基本分布在油罗口水库下游沿章水河两岸的浮江乡、南安镇、黄龙镇、青龙镇、池江镇、新城镇等6个乡镇。

2.2 河流现状特点

以县城为中心，县城上游主要有两条集雨面积较大的水系，即章江上游（油罗口水库以上集雨面积557km2）及章水一级支流浮江河（集雨面积227km2、其中县内138km2），县城周边还有两条比较大河流五里山河（集雨面积 32km2）和荡坪河（集雨面积 20km2）；随着经济社会发展，出现了与水争地的现象，造成大余县县城章江河道最窄处只有50m左右，安全过流能力不足850m3/s。

2.3 调度思路分析

因浮江河流域面积较大，而且浮江河及县城周边的五里山河和荡坪河均没有控制性工程，加上山区河流容易形成山洪，河水暴涨暴落，因此必须待浮江河洪峰过后，油罗口水库再增加泄洪量，进行错峰减峰调度，避免在县城形成洪峰叠加的不利局面，造成下游洪涝灾害损失，为此提出“联合调度、蓄泄兼顾、科学预泄、错峰减峰”的防洪调度总体思路，即在流域调度上要先支流后干流，在上下游之间要实行梯级调度，在水库调度上要提前科学预泄、预留防洪库容，共同拦蓄洪水，消减洪峰，充分发挥水库工程的防洪减灾作用。

3 防洪调度案例分析与评价[1]

近年来，大余县发生较大洪水较少，本次仅以2009年“7.3”特大洪水为案例进行分析。

3.1 2009 年“7.3”特大洪水

2009年7月2日晚上8点至7月3日晚上8点，大余县多个降雨监测点普遍发生历史上罕见大暴雨，其中：崇义县聂都站（满埠）（径流全部流入大余县）降雨538.9mm，左拔镇漂塘站降雨352mm、浮江乡山南站降雨334.5mm、三江口站降雨469.5mm、石屋站降雨309.5mm，沙村站降雨283mm，县城站降雨212mm、内良站降雨197mm、油罗口水库降雨184mm、河洞站降雨166.5mm、吉村站降雨155.5mm。全县24小时平均降水量达到247mm。

据水文、气象部门认定，此次特大暴雨较2006年7月26日“格美”台风影响上犹县五指峰出现的200年一遇的降雨量大，是有气象记录以来江西省最大，中国内陆第四大的一次特大暴雨。

此次洪水是一次特大暴雨过程而引发的大到特大洪水过程，导致全县各类山塘、水库、河流的水位猛涨。①添锦潭电站从7月2日20时库水位249.87m（汛期控制水位254m）猛涨至3日10时15分最高255.32m，涨了5.45m，最大入库流量达1 160m3/s，最大出库流量700m3/s，削减洪峰39.66%；②油罗口水库水位从7月3日8时的215.98m（汛期控制水位218.50m）猛涨至21时的最高洪水位220.09m，涨了4.11m，已超汛期限制水位1.59m，最大入库流量达1 340m3/s，最大出库流量730m3/s，削减洪峰45.5%。③跃进水库从7月2日8：00水位72.52m（汛期控制水位80.00m）开始上涨，到7月3日22：00最高洪水位 81.01m；④垅涧里水库从 7月 2日 8：00水位121.4m（汛期控制水位128.50m）开始上涨，到7月3日21：00最高洪水位 129.5m；⑤浮江桥桥面过水0.2m左右，浮江乡政府进水1.8m左右（历史从未出现过），浮江流域洪峰流量1 065m3/s；⑥峡口电站最大下泄流量1 700m3/s（该站有记录最大下泄流量为890m3/s）。

3.2 2009年“7.3”特大洪水调度过程

根据赣州市防汛抗早指挥部对洪水调度过程，7月3日8时，浮江河的洪峰进入了大余县城，县城遭受洪水威胁，为错开浮江河流域的洪峰，推迟了油罗口水库的泄洪时间，直到7月3日11时，总推迟时间3小时13分；此后，章水干流洪峰进一步到来，指挥部开始每小时调度一次，以逐渐增加添锦潭水库和油罗口水库的泄量，至7月3日12时40分，添锦潭水库的最大洪峰由1 160m3/s减小到450m3/s，此时开始减小添锦潭水库的泄洪流量，随着上游洪水的减小和区间洪水的退去，7月4日0时50分，油罗口水库开始控制泄量，直至关闭闸门。

3.3 2009年“7.3”特大洪水调度评价

据赣州市水文局统计资料，此次洪水洪峰流量是章水流域有史以来的最大洪峰流量。由于油罗口水库天然状况最大入库流量为1 340m3/s[2]，经水库调蓄后，最大下泄流量为730m3/s，削减了水库下游地区的洪峰水位，确保了所有山塘水库没有出现垮坝事件，避免了群死群伤事件的发生，水库洪水调度是科学合理的，主要分析成果如下：

（1）牡丹亭断面7月3日出现最高水位为176.70m，洪峰流量为1 510m3/s；还原天然状况最高水位为178.30m，洪峰流量为2 100m3/s，削减洪峰水位1.60m。

（2）麻布断面7月4日出现最高水位140.80m，洪峰流量为1 520m3/s；还原天然状况最高水位为141.90m，洪峰流量为2 100m3/s，削减洪峰水位1.10m。

（3）大余县沙村河断面洪水频率为200年一遇，浮江河断面洪水频率为200年一遇，牡丹亭电站的洪水频率为100年一遇，麻布站超50年一遇，均为该地建国以来最大洪水。

通过发挥油罗口水库的错峰调度等防洪作用，为县城及下游群众财产转移赢得了近3h的时间，最大限度地减轻了章水沿河两岸的洪涝灾害损失，确保了人民生命财产安全。

3.4 调度思路的适用性

图1 油罗口水库水位-流量关系图

图2 添锦潭电站水位-流量关系图

2009年“7.3”特大洪水发生后，直至2021年大余县尚未发生特大洪水，在这12年期间，因大余县自然地理特征、水利工程布局、洪水特性、河流现状均未发生重大改变，在 2016 年“8.27”、2019 年“3.4”等中、小级别洪水中，大余县章水流域“联合调度、蓄泄兼顾、科学预泄、错峰减峰”防洪调度的总体思路也得到了充分验证，是章水流域防洪调度的最优方案。

4 几点思考

4.1 水库的科学调度依赖有实时准确的水文数据

上文案例中，章水油罗口水库、添锦潭水电站等骨干水库均发挥了较好的蓄洪、削峰、错峰等防洪效益，这得益于合理、科学的调度决策，更得益于油罗口水库集雨面积内设置了13个雨量站、6个水位站，基本可以掌握到上游实时降雨及洪水发展情况，为防洪调度决策提供基础支撑。然而，大余县至今都未建设较为规范的水文站，加上兴建添锦潭电站后改变了油罗口水库的水文特性，经过县城洪水流量就难以准确预测，这给防洪调度增加了相当大的难度。目前，水库出库流量过程通过泄流曲线推求，入库流量过程通过水库水量还原推算，不具备时效性与精准性，加上6个水位站点都是中小河流站点，误差较大。建议水文监测预报工作应当引起水利部门及水库管理单位的高度重视，并随着相关政策的倾斜及资金投人的不断加大，加强对现有水位站网的维护和数据校对工作，不断提升水文数据的精准性、实时性。

4.2 水库下游河道行洪能力是水库调度的重要制约因素[4]

水库调度决策时，下游河道最大行洪能力也是考虑的关键因素之一，大余县章水沿河两岸河堤年久失修，老化严重，防洪标准普遍不高，也没有封闭，尤其是县城河道最窄处只有50m左右，安全过流能力不足850m3/s，进而导致水库防洪调度的“空间不足”，决策者必须在全局安全和局部损失之间进行权衡。建议以河长制为抓手，加大河湖清四乱力度，严厉打击在河道管理范围内乱建、乱堆、乱占、乱采的“四乱”违法行为，并加大中小河流、五河治理、山洪沟治理、洪患村治理等项目建设投入，逐步恢复和提高河湖行洪能力。

4.3 统一调度是提高综合效益的关键举措

章水梯级水利工程防洪实行“联合调度、蓄泄兼顾、科学预泄、错峰减峰”调度的总体思路，既充分考虑了章水的地理河流条件，又符合洪水资源化利用的需求，是长期调度工作的经验总结。然而，现阶段由于水库调度层级不一致，油罗口水库为市级调度水库，添锦潭水库为县级调度水库，水库缺乏水文专业人员，水库调度系统精度不高，难以发挥梯级防洪调度的最大最优效益等。为进一步提高防洪调度的综合效益，建议应加强骨干水库防洪联合调度运用方案研究，建设全流域水工程防灾减灾联合调度系统，实现全流域干支流、重要控制性水库统一调度，不断提高防洪、减淤、抗旱、生态、水资源利用等综合效益[4]。

4.4 提高关键性控制工程调蓄能力是章水安澜的有效途径

大余县多年平均径流量14.96亿m3，章水干流9座电站库容14 645.6万m3，占比13.22%，说明章水干支流大余县境内水库调蓄能力严重不足。因历史遗留问题等原因造成章水上游油罗口水库移民征地拆迁没有完全到位，后汛期限制水位一直控制在正常蓄水位220.0m以下，到设计洪水位222.59m，防洪库容1 848万m3不能用于调洪蓄洪，没有发挥设计防洪效益，导致大余县城防洪调度乃至章水流域的防洪调度十分被动。建议将油罗口水库上游已经建成的添锦潭水电站（库容2 240万m3、集水面积409km2，占章水流域面积的15%），按规划改建成大型水库，实行两水库的防洪、供水联合综合调度，可显著提高章水的防洪能力，添锦潭水电站扩建成大型水库后，经分析，大余县城防洪标准可由现状的不足20年一遇提高到50年一遇，并且可以提高下游南康区、赣州中心城区防洪能力。

5 结 语

到目前为止，水库工程仍然是防汛减灾最重要的工程措施，如何最大限度地发挥水库工程的拦洪减峰作用，特别是全流域水库工程的统一调度，一直都是基层防汛及水库管理工作的努力目标，在实践工作中进行了一些新的探索，也总结了一些管用、实用的工作经验，但受于基层的水文设施条件、专业技术人才、水利基础现状、发电与防洪的调度程度、以及一些历史遗留问题的处理等，导致水库的调度仍然受制于诸多限制因素[5]，这些存在的困难和问题都需要在今后工作中加以改进，但是科学、符合当地实际情况的调度模式仍然非常重要，大余县在实践工作总结出来的“联合调度、蓄泄兼顾、科学预泄、错峰减峰”防洪调度的思路，为山区县水库洪水调度提供了具有现实的借鉴意义。