水工程联合调度防御北江特大洪水实践

虞云飞，阳蓉

（广东省北江流域管理局，511500，清远）

2022年6—7月，珠江北江流域发生3次编号洪水，其中第2号洪水为超100年一遇特大洪水，多处水位流量超历史极值。飞来峡水库于6月22日23时出现19 900 m3/s最大入库流量。6月22日11时石角站出现12.22 m洪峰水位，超警戒水位1.22 m，相应流量18 500 m3/s，超历史实测最大流量。

在应对此场100年一遇流域性特大洪水中，北江流域管理局统筹多重保护目标，通过系统运用北江上游、中下游防洪工程体系，统筹考虑水库、河道、堤防、蓄滞洪区等防洪工程体系作用，综合运用拦、蓄、滞、挡、分等措施，精细化联合调度16宗骨干水工程，成功将北江超100年一遇特大洪水在上游降为超20年一遇、中下游降为超50年一遇，最大程度发挥水工程联合调度效益，最大程度减免了洪涝灾害。

一、“22·6”北江特大洪水基本情况

1.流域概况

北江自北向南贯穿广东省北部和中部，思贤滘以上干流长468 km（广东省境内458 km），流域面积46 710 km2（广东省境内42 930 km2）。流域内大部分是山区和丘陵，间有零星分布河谷盆地，地势北高南低，上游陡峻，中游河段比较顺直，其间有香炉峡、大庙峡、盲仔峡和飞来峡四个峡谷，出飞来峡之后地势逐渐平坦，河床开阔，最后与珠江三角洲相连。流域内有广州、清远、佛山、韶关、肇庆等国家重要城市，分布人口众多、区域经济发达。

2.降雨情况

受西南季风和高空槽的共同影响，2022年6月，北江流域出现了两轮范围广、持续时间长、降雨总量大的强降雨，降雨范围集中、落区高度重叠。降 雨 从6月16日8时至22日8时，北江流域累积降雨294 mm，累积雨量大于500 mm的站点有114个，占全部站点的12.9%；大于250 mm的站点有463个，占全部站点的52.3%。各流域降雨集中在18日和20日。主要落区为连江流域、浈江流域、武江流域和韶英区间。6月16—21日降雨情况如表1所示。

表1 6月16—21日北江流域日降雨量统计表（单位：mm）

3.洪水情况

受降雨影响，北江第2号洪水起涨流量大、涨势猛、峰高量大、历时长、组合罕见。洪水发生在北江第1号洪水未完全消退时，叠加在第1号洪水消退时的腰部位置，主要江河底水高，部分河段超警，水库均处于高水位运行。流域主要控制站点多出现双峰甚至多峰型洪水。飞来峡水利枢纽于6月22日23时出现19 900 m3/s最大入库流量，英德站、阳山站、青莲站、新韶站、飞来峡站水位均超历史实测最大值，北江上游浈江和支流连江均出现超100年一遇的洪峰流量，期间北江流域共有45条河流、68个站点水位超警戒。主要站点洪水要素见表2。

表2 主要站点洪水要素表

二、调度目标

北江上游通过乐昌峡水利枢纽、湾头水利枢纽、锦江水库及长湖水电站等水工程联合调度，降低韶关市最高水位，减轻韶关、英德等防洪压力。

北江中下游通过上游水库群联合调度，并充分发挥以飞来峡水库为核心、联合潖江蓄滞洪区及芦苞涌、西南涌的中下游防洪体系作用，通过“蓄、滞、控、分”等措施，确保石角站流量不超100年一遇，确保粤港澳大湾区和珠江三角洲地区防洪安全。

三、调度过程

1.北江上游

6月19日9时，水文部门预报19日晚韶关站将迎来洪峰。上游乐昌峡水库、湾头水库、锦江水库、横溪水库、锦潭水库、潭岭水库、南水水库控泄调度，发挥水库错峰削峰作用，削减韶关市区洪峰及洪量。19日晚，韶关市区洪峰顺利过境，通过削减，流量降为7 500 m3/s。洪峰通过韶关逼近英德，长湖水库减小出库流量，以利于英德市区行洪。

20日凌晨开始连江、浈江及韶关—英德区间降雨加强并持续。21日9时水文部门预报韶关站将于21日14时出现第二个洪峰，流量为9 320 m3/s。乐昌峡水库于21日12时起将出库流量再减小300 m3/s进行控泄，削减韶关站洪峰量值。

22日上午，英德水位持续上涨，为最大程度挖掘水库防洪潜力，乐昌峡水库、湾头水库、长湖水库进一步降低出库流量，减少英德上游来水，利用上游水库群实施错峰调度，减小英德下游滃江入河口出水口盲仔峡下方水位，削弱峡口束水影响，加快英德市区行洪速度。

2.北江中下游

联合潖江蓄滞洪区、芦苞涌和西南涌的运用，精细调度飞来峡水库。根据北江流域洪水发展形势以及潖江蓄滞洪区、芦苞涌和西南涌的分洪效果，精准计算、动态调整飞来峡水库出库流量。

（1）飞来峡水库

为确保石角站流量不超19 000 m3/s，根据飞来峡坝下至石角站区间流量、潖江蓄滞洪区分洪流量及下游防洪形势，北江局按照“理想凑泄”方法，综合考虑河道演进规律，精确制定调度方案，以石角站控制流量反推飞来峡水库出库流量，动态调整飞来峡水库出库流量，为广东省防指和省水利厅防洪决策提供技术参考。

根据水情，飞来峡水库分级控制出库流量。考虑到潖江洪水汇入北江干流，22日5时起飞来峡水库按出库流量18 000 m3/s控制；潖江蓄滞洪区先后启用独树围、踵头围、下岳围、江咀围、大厂围分洪后，22日12时起飞来峡水库加大出库流量，按出库流量18 600～18 800 m3/s控制，加快英德行洪，多预留防洪库容迎接洪峰；随着潖江蓄滞洪区的滞洪作用减小并考虑到英德洪峰已出，22日16时30分起飞来峡水库减小出库流量，按18 000～18 300 m3/s控制；23日5时飞来 峡水库出现最高调洪水位26.82 m，23日8时起按出库流量18 500 m3/s控制，加快降低库水位。23日傍晚，潖江蓄滞洪区果园围和良塘围出险，为了争取抢险时间，飞来峡水库自19时起减小出库流量按16 000 m3/s控制，23时起调整为15 000 m3/s控制。飞来峡水库“22·6”洪水调度过程线详见图1。

图1 飞来峡水库“22·6”洪水调度过程线

通过对飞来峡水库“理想凑泄”调度进一步摸清水库动库容影响。19日6时飞来峡水库开始敞泄时水库水位为18.7 m，相应库容为1.341亿m3，至22日13时最大出库流量为18 800 m3/s，水库水位为25.1m，相应库容为5.022亿m3。按静库容差计算滞洪总量为3.681亿m3。以入库流量与出库流量差计算，19日6时至22日13时水库滞洪量仅为2.110亿m3，接近水库动库容调洪成果。本场洪水可用于滞洪库容为2.110亿m3，是静库容差3.681亿m3的0.573倍（注：本次动库容数据采用中国水利水电科学研究院分析成果）。

（2）潖江蓄滞洪区

本场洪水首次启用潖江蓄滞洪区滞洪，先后启用独树围、踵头围、大厂围、江咀围、下岳围等5个堤围蓄滞洪水。独树围因还未实施加固建设，且堤围单薄低矮（按设计还需加高1.5～2.0m），历史上在防御稍大洪水中都是首先溃决的堤围。清城区飞来峡镇按照独树围多年来的启用方式，于6月5日15时主动开启旧闸门，启用充水平压防止堤围溃决。踵头围因围外水位急速上涨，接近漫坝，且堤围加固未完成，清城区政府提出主动充水防止堤围溃决，于21日10时30分主动开启新建闸门充水至围内启用平压。22日5时，北江洪水急剧倒灌潖江，水位快速上涨，江口圩水位已达21.59 m。大厂围堤顶较低处开始漫顶溢流进水。6时25分，下岳围堤顶较低处开始漫顶溢流进水。22日10时30分，省水利厅发布《广东省水利厅关于启用潖江蓄滞洪区的调度令》，全面启用潖江蓄滞洪区蓄滞洪水，大厂围开启新建闸门蓄滞洪水，同时相连的江咀围开始进水滞洪。下岳围因新建闸门未完成，堤顶较低处漫顶，自然决口启用蓄滞洪水。

（3）芦苞涌和西南涌

自21日14时起北江大堤芦苞水闸、西南水闸均从290 m3/s增加至500 m3/s分洪运行；22日16时起芦苞水闸分洪流量从500 m3/s增加至800 m3/s分洪运行。

四、水工程联合调度效益

1.通过北江防洪体系运用，降低了各控制站点洪水位

经联合调控，降低乐昌市水位0.74 m，韶关市区水位1.28 m，英德市水位0.45 m，飞来峡站水位0.63 m。潖江蓄滞洪区的启用最大降低江口圩水位0.84 m，削减北江石角站洪峰流量约880 m3/s，减少大燕河分洪流量，降低沿河水位0.3 m。

2.流域水工程联合调度取得较好防洪效益

本场洪水北江流域水库群累计预泄腾库4.42亿m3，拦蓄洪水近10亿m3，潖江蓄滞洪区滞洪3.08亿m3，芦苞水闸和西南水闸共分洪5.43亿m3，水利工程防洪效益显著。

（1）将韶关近100年一遇洪水削减为超20年一遇

此次利用乐昌峡、湾头、锦江、横溪、南水、潭岭、锦潭和长湖水库控泄，充分发挥上游水库群的调蓄拦洪作用。19日，通过武江与浈江错峰削峰，降低韶关市最高水位0.8 m。21日，韶关上游水库群联合调度使韶关洪峰由11 000 m3/s（相应水位57.40 m）削减为9 320 m3/s（实际最高水位56.12 m），降低洪峰水位1.28 m，将韶关近100年一遇洪水削减为超20年一遇，减少韶关市区受淹范围约21%。英德最高水位35.97 m，低于100年一遇水位36.58 m，减少英德市受淹范围约40%。

（2）实现了石角站不超100年一遇目标

通过飞来峡水库蓄洪、潖江蓄滞洪区滞洪，芦苞、西南两涌分洪，北江下游削峰效果明显，飞来峡站以下河段水势平稳。石角站自22日2时至24日1时，水位 在12.03～12.22 m之间波动，流量在18 000～18 500 m3/s之间波动，最高水位12.22 m，洪峰流量18 500 m3/s，水位、流量在洪峰出现前后49小时内保持平稳，实现了不超100年一遇的目标。

3.“理想凑泄”方式取得了较好社会和经济效益

飞来峡水库“经验凑泄”调度方式：当入库流量在15 500～19 200 m3/s，19 200～21 600 m3/s时，分别按照出库流量不大于15 000 m3/s和16 000 m3/s控制，水库蓄水位原则上不超过100年一遇蓄洪水位28.65 m和300年一遇蓄洪水位31.17 m。

本场洪水按“经验凑泄”方式调度，预测飞来峡水库坝前水位将处于28.65～31.17 m。实际调度过程中，通过“理想凑泄”方式调度，飞来峡水库最高调洪水位为26.82 m，降低1.83 m以上，显著减轻了对英德市区水位顶托及洪水宣泄影响，加之通过英德上游水库群错峰削峰联合运用，最终降低英德市最高水位0.45 m，避免了英西围漫顶决堤，确保英西中心城区10余万群众家园无恙；同时避免了库区临时蓄滞洪区连江口蓄滞洪区和社岗蓄滞洪区的启动，保护人口约1.6万人，耕地面积约0.8万余亩。潖江蓄滞洪区按照启用条件应启用13宗堤围（安全区除外）实际启用5宗堤围，保护人口约4.8万人，耕地面积约4.2万亩，房屋面积约164.6万m2，减淹效益显著，取得了较好的社会和经济效益。

五、特大洪水防御经验

1.两次精准启用乐昌峡水库防洪库容

受6月18—22日强降雨影响，乐昌峡水库发生复峰型洪水。19日19时 洪峰 流 量1 560 m3/s，21日11时 洪峰流量2 840 m3/s。乐昌峡水库在两次洪峰到来前及时腾空库容，19日与21日洪峰时两次精准启用防洪库容。累计腾空库容0.6亿m3，拦蓄洪水1亿m3。乐昌峡水 库2022年6月洪水调度过程线详见图2。

2.首次开展上游水库群联合运用

首次利用乐昌峡水库、湾头水库、锦江水库、横溪水库、南水水库、潭岭水库、锦潭水库、长湖等水库按照演进时间的拓扑关系和空间分布进行控泄，充分发挥了上游水库群的调蓄拦洪、削峰、错峰作用。上游水库群联合调度不仅拦蓄洪量约4.08亿m3，并分别降低韶关、英德市水位1.28 m、0.45 m。

北江流域上游水库多为径流式水库，防洪库容相对场次洪水的洪量较小，并且在洪水起涨过程中已不同程度使用，防洪能力相对较低，因此必须将有限的防洪库容精准运用。经过分析各水库演进至干支流主要控制站点的洪水过程，计算演进时间，精确利用各大水库现有的防洪库容，通过水库群联合调度，为下游的防洪提供错峰、削峰作用。

3.首次启用潖江蓄滞洪区

本次洪水防御中，科学、适时启用潖江蓄滞洪区。这是潖江蓄滞洪区的首次运用。潖江蓄滞洪区蓄洪滞洪与飞来峡控泄、北江大堤挡洪联合运用，综合发挥了北江中下游防洪体系的防洪减灾效能。

4.首次联合潖江蓄滞洪区与飞来峡水库采用“理想凑泄”方式调度

本场洪水1日洪量约为16.9亿m3，3日 洪量约 为46.4亿m3。飞 来峡水库拦蓄洪量约为5.66亿m3，潖江蓄滞洪区蓄滞洪量约3.08亿m3。22日5时，潖江江口圩站水位21.59 m，大厂围被动启用后水位逐渐降低，至6时降低至21.57 m；6时25分下岳围被动启用后，水位加速下降，至7时降低至21.44 m；10时30分大厂围开闸分洪，与其相连的江咀围开始进水分洪，水位继续降低，至14时降低至20.73 m，平均每小时降低0.1 m，最大降幅0.84 m。削减北江石角站洪峰流量约880 m3/s，减少大燕河分洪流量，降低沿河水位0.3 m。

飞来峡水库根据潖江蓄滞洪区的分洪流量动态调整出库流量，从22日5时出库流量18 000 m3/s，至12时出库流量增至18 800 m3/s，随后潖江蓄滞洪区滞洪作用减小。16时30分后，飞来峡水库减小出库流量至18 300 m3/s。通过精准控制飞来峡水库出库流量，与潖江蓄滞洪区联合调度，使得下游石角站水势平稳，成功实现了“石角站流量低于19 000 m3/s、清东围不进水、大燕河不漫堤”的工作目标，极大程度减轻了下游广州、佛山和清远市区的防洪压力，保障了北江大堤和珠江三角洲地区安全。