关于资水梯级电站防洪调度方案的思考

周有为，高章军

（桃江县应急管理局，湖南 益阳 413400）

近年来，国家防总、湖南省防指实现了对大型骨干水库的精准调度，最大限度减轻了城市防洪的压力。随着流域内梯级电站的建成，库区防洪的重要性日益凸显。2021年5月，益阳市资水梯级电站联合调度暨沿线防洪避灾转移演练在修山电站下游举行。梯级电站防洪调度（简称梯调）很大程度上降低了梯级电站对行洪的影响，但调度方案值得进一步精准化。

1 梯调的主要措施

资水从安化敷溪口入境桃江县，自西向东流经马迹塘、武潭、乍埠、大栗港、沾溪、三堂街、修山、浮邱山、桃花江9个乡镇，东出益阳市区。县内北岸长86.5 km，南岸102 km，总落差29.5 m。

资水中下游有柘溪水库泄洪和安化暴雨中心汇流的双重洪水压力。近年来，柘溪以下资水干流修建了东坪、株溪口、马迹塘、白竹洲、修山5座低水头电站，这些电站调节库容均在1 000万m3以下，只具备日调节功能。洪水期间，各梯级的电站使得洪峰叠加，如果不提前泄洪，库区很容易受淹。2015年以来，益阳市防汛抗旱指挥部出台了《益阳市资水梯级电站联合调度方案》，主要作法是通过行政指令要求电站在洪水入库前按先下游后上游（开闸泄洪）的原则提前预泄。

地处梯调重点河段的桃江县制定了《资水流域柘溪以下梯级水电站防汛联合调度响应方案》，确定了分级分部门负责的梯调工作方案，明确了县防指、梯级电站、乡镇、县直部门的工作职责，主要体现在三个方面：

一是明确责任主体。县防指在接到市防指梯调令后通过预警平台将指令发送到电站、乡镇和有关县直部门。电站执行市防指下达的调度指令，向市、县防指报汛。

乡（镇）防指负责制定沿河低洼村、社区、企业、学校的转移避灾预案，对沿河船只登记造册加强管理。接到泄洪指令后，相关责任人到岗到位，根据预案进行部署，通过多种预警方式迅速通知到位并组织有序转移。

二是加强部门协作。县融媒体中心通过“村村响”发布广播通知，确保社会公众在第一时间收到预警信息。县交通运输局负责渡口码头客运船只转移避险，加强管理。针对可能失控的船只进行固锚，制定应急预案，一旦出事立即紧急处置。县水文中心分析雨水情，适时作出洪水预报预警。

三是建立监督机制。县水利局派出电站调度监督组，对沿河一线开展巡查，协助处理突发事件。县应急管理局、县科工局、县库区移民事务中心负责现场监管三个电站执行梯调令情况。

近年来，除2018年外，每年汛期市防指多次启动梯调，及时消除了洪水可能带来的损失。以2019年为例，柘溪先后2次泄洪。市防指对安化县东坪电站、株溪口电站启动2轮梯调，对桃江县先后启动8轮梯调（柘溪泄洪时同步启动2轮，柘溪未泄洪的情况下6轮），为历年来最多的一年。

2 开展梯调的必要

安化境内自上而下有三级电站：柘溪、东坪、株溪口。桃江县也是三级电站：马迹塘电站地处上游第一级，建于1980年代，白竹洲居中、修山在下。白竹洲距离马迹塘、修山的距离分别是19.6 km、23.4 km。资水梯级电站示意图见图1。

图1 资水梯级电站示意图

柘溪作为益阳境内的龙头水库，当下游出现暴雨时，具有调节功能的柘溪水库在确保自身安全的前提下可以为下游拦洪错峰。马迹塘、修山、白竹洲可视作一组电站，马迹塘（库容8 800万m3）为龙头，其位置类似柘溪水库，迎接洪水时只需考虑自身库区安全，而不必考虑对上级电站的顶托。

电站区间内洪水叠加作用使得上下游防洪形势出现了变化。较为典型的“2014.7.16”洪水，桃江洪峰流量8 800 m3/s、水位42.93 m。相比1996年最高洪水位44.44 m（洪量11 500 m3/s），2014年洪水比1996年洪水在马迹塘、白竹洲、修山电站库区普遍偏高0.25～0.85 m，造成较大经济损失，而修山以下16 km的桃江水文站却低了1.51 m。同一条河，为什么不同时期出现如此大的水位差呢？答案是电站阻洪。

区间内只有马迹塘电站时，不存在顶托，无需调度。梯级增加电站后，在泄洪过程中，相距不远的上下游电站间互相影响，如果不按顺序提前开闸泄洪，洪水导致库区水位急剧抬升，损失难以预料。

3 几点建议

桃江县梯级电站均为低水头径流式电站，较大洪水时不能发挥拦洪错峰的减灾效益。调度的目的是在洪水到来之前，降低库水位，确保行洪畅通。从近年实际情况来看，梯调方案也存在一些商榷之处：

1）分清主次、区别对待。梯级电站的诟病是：下级库区阻碍上级电站泄洪形成逐级受淹的连锁效应。

资水下游洪水有两个来源：一是柘溪泄洪、一是柘桃区间（集雨面积4 108 km2）安化暴雨区汇流，干支流多峰叠加，对库区构成威胁。柘桃区间主要在柘溪-马迹塘区间，集雨面积为3 531 km2（为柘桃区间面积的85%）,株溪口以下依次有麻溪、洢溪、善溪、沂溪等重要支流汇入资水，是区间洪水的主要来源。区间来水相对柘溪泄洪比较平缓，马迹塘坝址下距株溪口60 km，二级电站之间落差达30 m,不存在顶托。当柘溪不泄洪或者停机时，进入马迹塘的一般洪水流量在4 000 m3/s以下（马迹塘电站安全泄量7 280 m3/s），梯调主要是应对区间洪水，安化两级电站不参与梯调，只有桃江三级电站启动联调。

修山电站处于梯级末端，受上游多级电站泄洪影响，是预泄腾库的第一个单位；白竹洲电站地处中段，对马迹塘电站构成顶托。两级电站间落差小于8 m，河床坡降小，修山、白竹洲是梯调重点。根据梯调经验，当预测马迹塘入库洪水将超3 500 m3/s时启动梯调。

以2020年7月27日洪水为例。7月26—27日早晨，柘桃区间普降暴雨100 mm，部分站超150 mm，水文部门预测进入马迹塘流量将达3 500 m3/s。凌晨4时，柘溪出库流量从1 500 m3/s降到700 m3/s，8时，柘溪机组全关，为下游错峰。市防指及时启动梯调，修山水电站从27日07时起，加大出库流量至4 500 m3/s；白竹洲07时30分起，加大出库流量至4 000 m3/s；马迹塘08时30分起，加大出库流量至3 800 m3/s。修山、白竹洲的开闸时间差仅30 min；白竹洲、马迹塘的开闸时间差1 h，短时间内频繁启闭闸门导致水位变化太快，河水陡涨陡落，库岸冲刷严重。

17时，桃江水文站出现洪峰41.35 m（超警2.15m），涨幅5.02 m，流量7 112 m3/s。为什么在柘溪水库关闭的情况下，桃江还出现如此高的水位呢？主要是区间产流和三级电站腾库产生的数千万方水量倾泄所致。也就是说当启动梯调时，桃江洪量大于修山入库洪量，修山入库洪量大于马迹塘（白竹洲）的入库洪量。

建议：①最大程度发挥马迹塘水库的拦洪作用，柘溪水库不泄洪的情况下改三级联调为二级联调，减轻下游防洪压力。②延长修山、白竹洲两级电站开闸的时间差，减少泄洪造成的库岸冲刷。③如果马迹塘入库流量从3 500 m3/s继续增加，当流量达到4 500 m3/s且持续增大时，对马迹塘水库启动梯调。

2）优化梯调时间。2021年4月1日凌晨，3条停靠在沾溪镇河段的船舶被水冲到修山电站发电进水口，影响电站正常生产。夜晚是船舶安全事故的高发时期，白天启动梯调有利于有关责任人采取应对措施，深夜或者凌晨启动梯调则给沿河乡镇、县直单位和当事人造成一定工作困难，也容易导致安全事故发生。建议优化方案，尽量在白天启动梯调，避免夜晚泄洪引发安全事故。