贵州北盘江流域“9·18”洪水调度分析与思考

2015-04-06党秀娟贵州省黔源电力股份有限公司库坝集中管理及经济运行中心贵州贵阳550002

水利水电快报 2015年4期

党秀娟(贵州省黔源电力股份有限公司库坝集中管理及经济运行中心，贵州贵阳 550002)

党秀娟(贵州省黔源电力股份有限公司库坝集中管理及经济运行中心，贵州贵阳 550002)

2014年9月中旬，由于受到强台风“海鸥”的严重肆虐，导致位于贵州省西南部的北盘江流域遭遇了强降水天气过程，而且其强度超出了该流域的历史记录。阐述了北盘江流域“9·18”洪水的形成与调度过程，分析了造成“9·18”洪水的特殊天气成因以及弃水风险。分析结果可为今后的水库防洪调度提供借鉴与参考。

洪水调度;调度分析;9.18洪水;北盘江流域;贵州

1 概况

2014年9月16日开始，受台风“海鸥”影响，致使北盘江流域发生了强降水天气过程；全流域普降暴雨，局地降大暴雨。其中，9月16日23：00～18日22:00，北盘江流域发生连续48h不间断强降水过程，北盘江光照电站以上流域48h累计面雨达144.7mm，董箐电站区间累计面雨达100.5mm，为建库以来最大的持续降水。

受本次强降水的影响，光照水库入库流量自17日0:00起涨，起涨库水位对应为736.62m。随着降水的持续，9月18日10:00，入库流量达到了洪峰流量,为4 184m3/s；下游的董箐水库自9月17日15:00起涨，9月20日21:00，董箐水库出现了洪峰流量,为3 346m3/s。故以下将此次洪水事件简称为“9·18”洪水。

2 基本情况

2.1 流域及梯级水库基本情况

北盘江流域属珠江流域西江水系，是红水河上游左岸最大的支流，主干流位于贵州省西南部，全流域面积为26 557km2。流域内多为孤零山丘，地表起伏较大，植被较差，森林覆盖率约为6%，山区占流域总面积的85%。该流域降水量丰沛，多年平均降水量为1 178.8mm，但年内分配极不均匀；流域内洪水主要集中在6～8月，洪水过程一般陡涨陡落，一次洪水过程一般会持续5～7d，3d洪量占7d洪量的60%左右。

光照电站是北盘江干流的龙头梯级电站,坝址控制流域面积13 548km2，正常蓄水位745m，调节库容20.37亿m3，为不完全多年调节水库；电站总装机容量4×260MW。董箐电站为北盘江干流规划梯级的第3级(第2级为马马崖水电站,2014年时还未投运)，光照-董箐区间控制面积为6 145km2，正常蓄水位为490m，调节库容为1.438亿m3，为日调节水库;总装机容量为4×220MW。

2.2 泄水建筑物基本情况

(1) 光照水电站泄水建筑物设计有3个表孔和1个底孔，表孔承担宣泄洪水，每孔净宽16m，堰顶高程725m，设计最大泄流量9 857m3/s。

董箐水电站左岸溢洪道为开敞式，总长约1.3km，溢洪道堰顶高程468m，共设有4孔闸门，设计最大泄量为13 330m3/s。

3 降水及洪水调度分析

3.1 暴雨成因分析

台风虽然不是贵州省内暴雨的主要影响系统，但也有深入内陆的台风减弱后影响贵州省继而出现暴雨的个例。

2014年第15号台风“海鸥”于9月12日下午在菲律宾以东的西北太平洋洋面上生成；9月14日晚上7：00前后,登陆菲律宾吕宋岛东北部，登陆时中心附近风力达13级;9月16日9:00前后,在海南省文昌市翁田镇沿海登陆，12:00前后在广东省徐闻南部沿海再次登陆;9月16日晚上11:00前后,在越南北部广宁省沿海再次登陆，登陆后风力强度快速减弱;17日下午2:00,在云南省金平县境内减弱为热带低压，之后继续西行且减弱。

受台风“海鸥”外围影响,贵州省出现了一次强降水过程。从北盘江流域各雨量站小时雨强分析来看，此次降水过程的小时雨强都不大。以累计降水量最多的亦资孔雨量站为例，3h累计降水量未超过30mm，即未达到短时强降水标准；与对流性降水雨强的特征有明显区别，此次暴雨的形成与降水持续时间长有很大关系。

此次台风“海鸥”的路径,基本上是在向偏西的方向移动。在台风风力减弱后，其北部的冷锋云系清晰，移动缓慢，所以造成了贵州省西部地区持续的降水过程。

3.2 流域降水分析

受台风“海鸥”的影响，北盘江流域内普降暴雨到大暴雨。主要表现特征如下。

(1) 强降水持续时间长，9月16日23:00～18日22:00，北盘江流域连续48h内发生不间断强降水过程;光照水电站以上流域48h累计面雨达144.7mm，董箐区间累计面雨达100.5mm，这是建库以来最大的持续降水，且单站日最大降水量达155.0mm(中寨站)。

(2) 强降水覆盖范围广，流域内的50个雨量站中,有39个测站17日的降水量达到了暴雨级别，其中21个测站降水量达到了大暴雨级别。

3.3 洪水及调度情况分析

受本次强降水天气过程的影响，光照水电站水库的入库流量自17日0:00起涨，起涨库水位对应为736.62m，随着降水时间的持续，9月18日10:00，入库流量达到了洪峰流量,为4 184m3/s；下游的董箐水电站水库自9月17日15:00起涨，9月20日21:00，出现了洪峰流量,为3 346m3/s。光照水库1d和3d的洪峰流量分别为3.00亿、7.16亿m3。

库坝中心结合天气预报情况，积极与电网调度部门沟通，开展梯级水库调度。

在降水前，光照水电站12～16日的日均发电量保持在1 000万kW·h左右，水库水位维持在737.00m左右；17日,为了消落董箐水电站的发水库的水位，将光照水电站的发电量调减至500万kW·h，18日9:00开始保持满发，18日23:00光照水电站水库水位上涨至743.52m，水库开闸提前预泄，累计溢洪水量达2.55亿m3。董箐水电站16日开始加大出力，17日后均保持满发消落水位，使水位自487.76m降至涨洪前的485.10m；随着雨强的加大，9月18日22:00,董箐水库水位上涨至488.03m，提前开闸泄洪，最大泄洪流量达2 283m3/s;19日22:00，董箐水电站累计溢洪水量达3.04亿m3。

4 “9·18”洪水调度思考

4.1 常规台风影响的降水区域与降水量

2010～2014年,对我国产生影响的台风有120场，其中,对北盘江流域有明显降水影响的台风有：

(1) 2010年第2号台风康森和第3号台风灿都;

(2) 2011年第17号台风纳沙;

(3) 2012年第13号台风启德;

(4) 2014年第9号台风威马逊;

(5) 2014年第15号台风海鸥。

历次台风对北盘江流域产生的降水量大小如表1所列。

比较而言，往年台风登陆后风力会迅速减弱，且其外围云系对纬度更低及更靠近路径的光照水电站以下流域影响较大，产生的降水量多为中等;2014年，强台风“威马逊”对流域内造成的降水量也小于40mm，而台风“海鸥”带来的降水则表现为持续时间长、强度大，影响程度远远超出预期。

4.2 台风“海鸥”与“威马逊”的路径及强度比较

(1) 2014年9月16～19日，长波冷槽引导冷空气南下。从500hPa环流的变化图分析可以看出：9月16日8:00,高纬度东脊西槽型，长波冷槽位于内蒙古至河套到川北一带，中低纬带状副高已经开始东退，副高受长波冷槽和强台风影响东退出贵州省，台风中心位于副高南侧海南东北部，受强盛的副高南侧偏东气流影响，台风路径偏西；到了9月17日8:00,长波槽南下到河套～四川一带，造成的显著降温区位于青海中东部地区；副高西伸加强控制贵州省中东部，台风“海鸥”减弱为热带低压并快速向西北方向移动，贵州省西南部处于台风系统外围；9月18日，台风迅速减弱并西移，副高再次西伸加强，控制贵州省中东部；9月19日,长波冷槽引导冷空气南下影响贵州的过程基本结束。

(2) 台风海鸥带来了充足的水汽条件。结合强降水期间的水汽通量散度变化情况可以看出，9月17日8：00～18日2:00,贵州省水汽通量条件很好，即水汽输送强度较强；同时，水汽沿着东南方向输送，与台风登陆后的移动路径一致，为此次降水输送了较好的暖湿水汽供应。

4.3 台风“海鸥”致2座水库弃水风险分析

对北盘江流域后汛期水库调度情况展开了分析。分析表明,9月中下旬，正值该流域的后汛期，按照水库调度图，考虑到流域中长期降水预报为正常略少，以及后汛期主要水库将逐步抬高运行水位,以保障枯水季节的供水,因此,此时各梯级水库水位均处于合理控制范围。

当流域发生80mm以内的强降水时，光照水电站的水库水位可为董箐水库错峰调节,若光照水库一直保持满负荷运行，消落水位，那么董箐水库可应对30mm或略多于区间流域的降水。但实际上，台风“海鸥”为光照水电站水库以上流域带来的累计降水达到了160.9mm，产流量达10.44亿m3，由于光照水电站龙头水库无力消纳，因而产生了一定量的弃水。