浅谈澧水公司所属水库公益作用
2015-03-22牟美娟
牟美娟
(湖南澧水流域水利水电开发有限责任公司 长沙市 410014)
澧水公司所属以公益性为主的综合性水利枢纽有江垭、皂市、索溪3座水库。根据《澧水流域规划报告》,江垭、皂市水库是澧水流域重要的防洪控制工程,分别设有7.4亿m3、7.8亿m3防洪库容,也是长江中游整体防洪体系的一个组成部分。索溪水库则是张家界武陵源区的重要城市防洪水库。
防洪抗旱等效益明显。近年来,澧水流域灾害性天气频繁,1998,2003,2008,2010,2011年等年份均发生了超警洪水,但通过江垭、皂市水库的错峰调峰,减轻了下游的防洪压力,避免或减少了洪灾损失。据初步统计,江垭、皂市水库联合调度的年均减灾效益超过8亿元。索溪水库的年平均减灾效益也在0.2亿元以上。
在经常发生的春旱、伏旱过程中,江垭、皂市水库服从省防指的调度,降低运行库水位,加大出库流量,保证下游抗旱,有力地支持了下游张家界、常德地区人民的抗旱。年均减少旱灾损失1亿元以上。索溪水库则是武陵源城区重要水源点之一,平均每年提供生活用水400万t。
积极提供优质调峰电能。作为湖南电网的重要电源点,公司所属江垭、皂市、关门岩水电站已累计为湖南电网提供优质电量近120亿kW·h,其中调峰电量达52亿kW·h。特别是在严重冰灾、缺煤少电、迎冬(夏)度峰等湖南电力异常紧缺关键时期,江垭、皂市水电站充分发挥调节性能好的特性,牺牲公司利益,降低水位运行,积极为湖南电网提供优质电力。同时,公司所属水电站全方位为湖南电网提供系统调峰、旋转备用、AGC调节等辅助服务,为湖南经济的持续稳定发展做出了积极贡献。
1 江垭水库
(1)江垭水利枢纽是以防洪为主,兼有发电、航运、旅游、养殖等综合效益的水利工程。江垭水库总库容17.41亿m3,正常蓄水位236.0m,防洪限制水位210.6m,正常蓄水位以下预留防洪库容7.4亿m3,大坝加高3m后,增加超蓄防洪库容1.15亿m3,特殊情况下考虑蓄水。江垭枢纽工程主体建筑物由大坝、发电厂房等组成。大坝为全断面碾压混凝土重力坝,坝顶高程245.0m,最大坝高131m,坝轴线长368m,在溢流坝段设有3孔中孔和4孔表孔;电站为地下厂房,布置在右岸山体内,装机300MW,设计水头80m,多年平均发电量为7.56亿kW·h。江垭枢纽主体工程于1995年7月正式动工,2003年1月通过国家组织的竣工验收。
(2)江垭水库是澧水流域溇水上的控制性防洪工程,防洪区域主要是澧水三江口以下城镇沿河低岸农田及松澧地区。江垭水库建成后单独运行,可使三江口控制站防洪标准标准由4~7年一遇提高到17年一遇;江垭水电站投入运行后,不仅能向电力系统提供优质电源,特别是能缓解系统日负荷峰谷差和洪枯季节的洪枯差,改善系统供电条件,有比较显著的作用和效益;江垭水库可为下游江垭镇及熊家庄、高峰两个乡提供生活用水;为石门火电厂、石门、澧县、津市等城镇补充枯水季节生活及工业用水。
典型年1:1998年。在1998年7月特大洪灾,江垭大坝发挥了重要的防洪作用。7月20~23日溇水江垭水库以上流域普降大暴雨局部特大暴雨,全流域累计平均雨量242mm,最大入库流量3900m3/s,导流洞最大下泄流量仅1680m3/s,将最大入库流量3900m3/s削减了2220m3/s。由于江垭大坝削减洪峰流量约60%,沿河几座县城洪峰水位下降(0.5~1.5)m,如果没有江垭水库,澧水控制站洪峰水位将会由62.65m抬高到63.15m,则慈利、石门县城的损失将增加,澧县、津市、石龟山、安乡乃至东洞庭湖区漫渍的堤垸将会增加一倍,据有关部门当时统计,减少洪水损失约10亿元。
典型年2:2003年。2003年“07.10”特大洪水中,正逢澧水干流上发生30年一遇的大洪水,江垭水库实施了以错峰为主要手段的优化防洪调度。江垭水库5日流域平均降雨量为230.3mm,最大洪峰流量为4500m3/s,而出库流量仅为发电的400m3/s,为下游拦峰4100m3/以上,拦蓄洪水3.62亿m3(相当于1.5个澧南垸)。下游慈利、石门、澧县、安乡、临澧、津市的最高洪水降低(0.8~1.9)m,否则石门站将超过1998年大水水位62.66m,达到实测历史最高洪水位 (实际洪峰水位62.31m),淞澧地区将出现比1998年大水更大的损失。根据皂市初步设计1998年的澧水流域淞澧地区洪灾统计,按规范规定的每年3%递增折算到2003年,减少洪灾损失约20亿元以上。
典型年3:2013年。2013年7~8月,湖南出现特大旱灾,江垭、皂市水库为下游提供抗旱用水8.0亿m3,减少农作物受灾面积8万hm2,减少农经作物经济损失约5亿元。
在皂市水利枢纽基本建成以后,江垭水库与皂市水库联合调度防洪抗旱效益更为显著。联合调度防洪效益见皂市水库典型年。
2 皂市水库
(1)皂市水利枢纽是“98大水”之后国务院批准的长江近期防洪建设重点工程之一。工程开发的主要任务是防洪,同时兼顾发电、灌溉、航运等其他综合利用要求。皂市水库总库容14.39亿m3,防洪库容7.83亿m3,正常蓄水位140m,相应库容12亿m3,死水位 112m,死库容 2.71亿 m3,有效库容11.68亿m3,库容系数0.3,为年调节水库。电站装机容量120MW,灌溉农田0.36万hm2(5.4万亩),通航建筑物规模50t级(初期预留)。枢纽建筑物由碾压混凝土重力坝、泄洪消能建筑物、坝后式电站厂房、灌溉渠首、斜面升船机(预留)等组成。拦河大坝采用碾压混凝土重力坝,坝顶高程148m,河床建基面高程60m,最大坝高88m。泄洪建筑物采用5表孔、4底孔。皂市枢纽主体工程于2004年5月正式动工,2008年工程基本完工。
(2)工程建成后,与江垭水库(已建)联合调度,可将澧水下游尾闾地区防洪标准由4~7年一遇提高到20年一遇;当与江垭、宜冲桥水库(拟建)联合调度时可提高到30~50年一遇,并可减轻西洞庭湖区的防洪压力,防洪效益十分显著,对保障当地经济社会的可持续发展具有重要意义。皂市水利枢纽设计年发电量3.3亿kW·h;此外,还可灌溉农田0.36万hm2(5.4万亩),改善航道约40km。
典型年1:2010年。在2010年7月大洪水中,江垭、皂市库区平均降雨量分别为327mm、271mm,最大单站降雨量为走马坪站,降雨达577mm。江垭水库出现4710m3/s的最大洪峰,皂市水库出现3286m3/s最大洪峰。在此次洪水调度过程中,江垭、皂市水库联合调度为澧水主要控制站石门站削峰7600m3/s,拦蓄洪水10.57亿m3。如果没有江垭和皂市水库的拦洪削峰,石门站将出现18800m3/s的洪水,接近1998年大洪水19000m3/s的洪峰流量,通过两库联合调度基本避免了“98大水”造成的损失。根据皂市初步设计1998年的澧水流域淞澧地区洪灾统计,按规范规定的每年3%递增折算到2010年,两库联合调度减少洪灾损失约40亿元以上。
典型年2:2011年。2011年“6.18洪水”,皂市库区2日平均降雨量达187.7mm,皂市水库出现1952年有实测资料以来最大洪水,洪峰流量达8623m3/s,重现期约为50年一遇,皂市水库充分利用有限的防洪库容调蓄洪水,仅以2000m3/s的流量短暂泄洪;同期,江垭库区2日平均降雨量达187.7mm,江垭水库出现5075m3/s的入库洪峰,全程保持发电流量下泄,洪水资源利用率达100%;两库联合运行、科学调控,削减石门站洪峰流量9300 m3/s,降低石门站洪峰水位4.3m。若无两库联合调度削峰,石门站水位将达到61.64m,接近“98大水”水位62.66m。根据皂市初步设计1998年的澧水流域淞澧地区洪灾统计,按规范规定的每年3%递增折算到2011年,两库联合调度减少洪灾损失约30亿元以上。
3 索溪水库
(1)索溪水库始建于1974年9月,枢纽工程主要由大坝、二道坝、电站等组成,大坝为混凝土砌块石浆砌拱坝,大坝下距武陵源区人民政府所在地1 km,最大坝高81m,坝址以上控制流域面积92.2 km2、正常蓄水位411m,多年平均流量2.88m3/s、水库总库容2870万m3,电站设计装机2500kW,发电机组1台,多年平均发电量798万kW·h,是一处以武陵源城区防洪为主,兼有供水、发电等综合效益的省属重点中型水利工程。2010年8月,索溪水库枢纽工程完工,2011年3月25日通过了湖南省水利厅主持的完工及蓄水验收。工程建设历经37年。
(2)随着武陵源城区的发展,索溪水库防洪抗旱的作用及社会效益不断凸显:一是防洪,工程已通过验收,工程可以正常蓄水运行,下游防洪标准也由不到10年一遇一下提高到50年一遇,为武陵源树起了安全屏障;二是供水,索溪水库是武陵源城区重要水源点之一,平均每年提供生活用水400万t;三是生态,索溪水库建成后,索溪河干渴时间大大缩短,下游生物多样性得到更好保护,同时为景区增添了景观,改善了局部气候环境。
典型年1:1998年。1998年7月23日,索溪河发生近50年一遇大洪水,索溪水库拦蓄洪水1000万m3,削减洪峰258m3/s,由于水库发挥了错峰、削峰的作用,确保了武陵源区在1998年洪灾中是张家界市唯一一座没有淹没的城市,减少洪灾损失近亿元。对比1993年7月23日,在建的索溪水库仅31 m高,不具备调洪能力,造成武陵源城区淹没,被困国内外游客8000余人,公路、桥梁被冲毁,通讯中断,当时直接经济损失近亿元。1998年至今,也经历了多次20年一遇以上的洪水,而武陵源城区从没明显感受到洪水压力,下游繁荣平安。
典型年2:2009年。2009年张家界全市干旱,索溪水库科学调度,停止发电和激流漂流项目,为城区供水323.3万t,确保了武陵源城区供水安全。2013年1~9月由于天旱,水库上游溪水已近干渴,索溪水库再次停止发电和激流漂流,为城区供水300多万t,很好地保证了武陵源城区供水安全。