浅谈三峡工程对安乡防洪的影响
2010-12-06李家兵
李家兵
(安乡县水利局 常德市 415600)
安乡头枕黄山,身卧洞庭,全县防洪大堤400余km(其中,严重风险堤段5处,长26.1 km;重点沙险堤段13处,长14.6 km;重点两水夹堤7处,长4.9 km),防洪抗灾任务十分艰巨。2009年8月29日,长江三峡工程顺利通过正常蓄水(175 m水位)验收,毋庸置疑,长江的防洪形势将会因为三峡工程的建成运行而改观。然而,安乡的防洪形势会怎样呢?有不少人认为,三峡工程建成运行对于安乡的防洪作用明显(不会有大的洪水发生)。但是,笔者认为三峡工程对安乡的防洪抗灾作用不能过高估计,安乡防洪任务依然繁重,防洪措施依然要常备不懈,要采取加高加固堤防等措施。
1 三峡工程的防洪作用
对于荆江河段,可使防洪标准从目前的10年一遇提高到100年一遇,即遇到不大于100年一遇的洪水时,经三峡水库调蓄后,可控制枝城流量不超过56 700 m3/s,沙市水位不超过44.5 m,可不启用荆江分洪区和其它蓄洪区;遇1931年、1935年、1954年洪水,使沙市水位不超过45 m,不启用荆江分洪区,减少淹没耕地6.35万hm2(95.2万亩);遇“1 000年一遇”或类似1870年特大洪水,配合运用荆江分洪工程和其他分蓄洪区,可控制沙市水位不超过45 m,使荆江南北两岸、洞庭湖区和江汉平原避免发生毁灭性灾害;为四口建闸控制创造条件,减少分流入洞庭湖的水沙,延缓洞庭湖的淤积。
2 水库的科学调度分析
水库调度风险有两个,第一是两场洪水之间,根据天气预报,利用水库有效预见期内的预泄能力,适当提高水库水位,以最大限度地发挥水库的调蓄作用,减少弃水;第二是在洪水退水阶段,利用气象提供的降雨结束预报和水文所作的退水预报,确定水库关闸时间,突破汛限水位约束,拦蓄尾洪,有效利用水资源。修建水库的根本目的在于最大限度地利用水资源。如何达到防洪与利用水资源的矛盾统一即科学调度水库需要多年的经验积累,需要科学技术的发展,才能不断提高和改善。
3 安乡高洪水与三峡工程的影响分析
安乡民间有句俗语:“北水(长江)涨,南水(沅水)堵,西水(澧水)一到就喝粥”。这句俗语表明:湖南“四水”和长江来水“碰头”时,安乡就有溃垸的危险!下面举4个有代表性的实例加以说明:
(1)1981年7月19日宜昌站洪峰水位55.38 m,流量70 000 m3/s(宜昌站1955年以来最高水位,1897年以来的最大流量),7月20日安乡站洪峰水位仅37.85 m,流量5 110 m3/s(安乡站安全泄量6 000 m3/s),且22日迅速退到37.0 m以下。安乡这次洪水过程的特殊性在于:“四水”来量小(澧水石门站流量仅215 m3/s),洞庭湖水位低,南咀同时水位32.23 m,调蓄量大,因此安乡站水位不高,刚进入防汛状态,且维持时间短(水位在37.0 m以上仅4天)。这说明安乡高洪成因复杂,长江来水对安乡的影响相对较小。换句话说,只要“四水”来量小,长江来水宜昌站流量在80 000 m3/s以下,安乡依然安然无恙。1954年以来,宜昌站洪峰流量在60 000 m3/s以上的共有8次,除1954年和1998年因“四水”来量大而安乡水位较高外,其余6次安乡水位都不高,特别是2004年安乡县城洪峰水位仅36.50 m(进入防汛状态还差0.5 m)。由此说明:三峡水库建成运行后纯长江来水时对安乡防洪抗灾的作用不是十分明显。
(2)1998年7月24日(安造垸溃垸),安乡站洪峰水位40.46 m(历史最高水位),流量6 580 m3/s(安乡站超安全泄量580 m3/s,石龟山站超安全泄量3 400 m3/s),而 24小时以前宜昌站流量在48 000 m3/s以下,水位在52.0 m以下(24日宜昌站出现第三次洪峰,洪峰流量52 000 m3/s),但澧水特大,石门站23日洪峰水位62.65 m,流量19 000 m3/s(超过安乡和石龟山两站的安全泄量之和15 000 m3/s),沅水也不小,23日桃源站水位42.24 m,流量19 700 m3/s,24日洪峰水位46.03 m,流量25 500 m3/s,正是沅水、澧水与长江来水“三碰头”(与民间俗语相符合),才造成了安乡的高洪水位,且维持时间长,从7月1日起到9月10日连续72天处于防汛状态(水位在37.0 m以上)。假设当时三峡水库已经全部竣工,安乡的防洪情况又将如何呢?因为石门站洪峰流量远大于安乡和石龟山的安全泄量之和,即使三峡水库调节至发电流量25 000 m3/s也于事无补,况且安造垸溃垸前四日内枝城站最大流量仅53 400 m3/s,根本不在调蓄范围内(溃垸时正好位于长江第三次洪峰到来之前)。溃垸前澧水流域于20~23日连降大暴雨,最大三日降雨量桑植凉水口站达676 mm。水文部门根据降雨实情22日可预报出石门站23日将产生大洪峰,且流量在15 000 m3/s以上,24日直接危害安乡,此时三峡水库立即关闸也晚了,何况长江来水量不在三峡水库调蓄范围内(国家防总批准的防洪渡汛方案:如发生20年一遇的洪水,在保证枝城流量不超过56 700 m3/s的前提下,上游调蓄水位控制在154.1 m;遇50年一遇的洪水,上游调蓄水位控制在159.6 m;遇100年一遇的洪水,上游调蓄水位控制在166.5 m;遇1 000年一遇的洪水,上游调蓄水位不超过175.0 m)。或者根据天气预报,18日左右估计澧水流域在23日前后有一个较大的洪水过程发生,省防指是否可以与国家防总协调,利用三峡水库将枝城站流量控制在30 000 m3/s以下呢?(这样新江口站流量将在3 000 m3/s以下,将减轻对安乡的压力。)换句话说,即使当时有三峡水库在,安乡的防洪抗灾形势依然非常严峻。这是因为长江于1998年共发生8次较大洪峰,列附表如下:
附表 1998年长江发生的8次较大洪峰
从附表数据得知,后5次洪水过程符合国家防总的调蓄标准,如果三峡水库实行调蓄,除了延长安乡的防汛时间外,别无其它。宜昌站7、8月份最大30日洪量为1 390 亿 m3,三峡水库只需拦蓄(100~170)亿 m3,就可保证枝城流量控制在56 700 m3/s以下,对荆江而言,其余洪水均可安全下泄,但对安乡防洪作用甚微。
(3)1996年7月21日安乡洪峰水位 39.72 m(保证水位39.38 m),流量4 110 m3/s,而20日宜昌站洪峰水位仅49.19 m,流量32 600 m3/s,但资水和沅水都较大,20日桃源洪峰水位46.77 m,流量26 000 m3/s(桃源站11日有一小洪峰,洪峰水位39.37 m,流量10 500 m3/s,14日再次起涨,且15日流量迅速涨至20 000 m3/s以上并维持到21日 ),21日桃江站洪峰水位43.96 m,流量10 300 m3/s(桃江站14日起涨,15日流量迅速涨至10 000 m3/s以上,17日洪峰水位44.44 m,流量12 300 m3/s,19日流量退至8 000 m3/s以下后再涨),同时,澧水和湘江也起到了抬高洞庭湖水位的作用,20日石门站洪峰水位57.06 m,流量7 110 m3/s,19日湘潭站洪峰水位37.33 m,流量7 170 m3/s。由于“四水”和长江来水“碰头”,安乡县城从7月14日至31日连续17天时间处于防汛状态(水位在37.0 m以上)。此例长江来量较小,而安乡县城超保证水位0.34 m。毋庸置疑,在这种情况下三峡水库对安乡防洪作用甚微。这里还可以从五强溪水库的情况得到一些说明:1996年沅水特大高洪时,五强溪水库处于三难境地,一是如果加大下泄流量,下游承受不了(常德市区的防洪大堤早就险象环生,子堤不能无限加高),二是减小下泄流量,上游库区承受不了(上游库区已经淹没至设计水位以上),三是水库大坝自身危险重重 (坝前最高水位113.26 m超设计洪水位2.54 m)。因此,遇特别丰水年,三峡水库为确保大坝安全也将被迫开闸大流量泄洪(最大泄洪能力11.6万m3/s),三峡水库的防洪库容比之长江的巨大洪量实在太小。
(4)1954年7月31日安乡最高洪峰水位38.10 m,流量5 350 m3/s,宜昌站7月30日洪峰水位 54.77 m,流量 61 500 m3/s(6月25日~9月6日宜昌站先后出现4次流量大于50 000 m3/s的洪峰,8月7日宜昌站最高洪峰水位55.73 m,流量66 800 m3/s),石门站6月 25日洪峰水位 67.85 m,流量14 500 m3/s,桃源站7月30日最高洪峰水位44.39 m,流量23 900 m3/s(5月26第一次洪峰流量19 200 m3/s,6月27日第二次洪峰流量17 800 m3/s,7月16日第三次洪峰流量17 800 m3/s),湘江也于6月初、6月中旬和6月底连续发生大水,其中6月30日湘潭站最大洪峰流量达18 300 m3/s,资水也出现了较大洪水。由于“四水”和长江来水先后叠加,安乡县城从6月25日至9月7日连续75天处于防汛状态,其中在危险水位以上的有25天(当时防汛水位35.30 m、警戒水位36.30 m、危险水位37.10 m)。1954年分蓄洪和溃垸总洪量为1 023亿m3,现在因堤防加高加固提高容量500亿m3,三峡拦蓄200亿m3,还有300亿m3需要分洪解决,显然,1954年的洪水重现,三峡工程对于安乡的防洪作用甚微。
4 结语
总之,无论是1954年的洪水还是1998年的洪水,安乡的防洪压力主要来自“四水”,长江来水只起到推波助澜的作用。以上事例说明,长江三峡工程的运行,对安乡的防洪作用不是十分显著,要减轻安乡的防洪抗灾压力,还需控制澧水和沅水的洪水来量,继续加大防洪抗灾的措施,才能使安乡的防汛抗灾有惊无险,才能确保安乡人民的生命财产安然无恙!
1 林干,魏敏文,李侠,等,湖南省大型水库防洪调度研究[M].北京:中国电力出版社,2002.