珊溪水利枢纽工程“苏迪罗”台风水库调度

2018-07-11张松策

水电站机电技术 2018年6期

谢珏，张松策

（1. 浙江珊溪经济发展有限责任公司，浙江温州 325000；2. 瑞安市水利局，浙江瑞安 325200）

1 工程概况

珊溪水利枢纽工程包括珊溪水库、赵山渡水库和引水渠系工程三部分，是飞云江上的控制性枢纽工程，工程以灌溉和供水为主，兼有发电、防洪以及改善下游滨海平原河网水质等综合效益。

珊溪水库2001年建成投入运行，是流域控制性大Ⅰ型工程，坝址以上流域面积1 529 km2，占飞云江流域面积的47%，河长92.4 km，水库的总库容18.26亿m3，正常蓄水位142.0 m，相应库容12.91亿m3，兴利库容6.96亿m3，防洪库容2.12亿m3，系多年调节水库。

赵山渡水库位于珊溪水库下游34 km处，坝址控制流域面积2 302 km2，水库正常蓄水位22 m，正常蓄水位相应库容为2 785万m3，总库容3414万m3，调节库容427万m3。

赵山渡引水渠系承担为温州市等城镇提供工业和生活用水的任务。引水渠由总干渠、北干渠、南干渠等组成，渠系总长度62.84 km，设计引水流量36 m3/s。

除上述飞云江干流珊溪水利枢纽工程外，支流主要水利水电工程为：

（1）三插溪水电站

三插溪水电站坝址位于泰顺县黄桥乡石章坑村附近，集水面积267.5 km2，主河长39.2 km，河道比降14.7‰。电站厂房在下游坑口村附近，坝址厂址区间集水面积26.2 km2，下游属珊溪水库淹没区。

三插溪水电站于1993年12月动工兴建，1998年5月蓄水，8月份发电。水力枢纽为混凝土面板堆石坝和岸边式正槽溢洪道，坝顶全长186 m，坝顶高程346.4 m，最大坝高88.8 m，水库正常蓄水位340 m，发电死水位305 m，溢洪道共有4孔，溢流堰总净宽40 m，堰顶高程333 m。

水库为不完全年调节，正常蓄水位340 m，相应库面面积1.32 km2，相应库容3 770万m3，总库容4 661万m3。

电站装机2台，总装机容量44 MV，多年平均发电量1.03亿kW·h，年利用小时数为2 341 h。电站采用50年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核。

（2）高岭头二级水电站

高岭头二级水电站位于文成县小溪苍头坑附近，坝址控制流域面积92 km2，主流长19.76 km，厂址至高岭头一级坝址区间面积34 km2，主流长16.07 km。

高岭头二级水电站于1999年8月份建成发电。枢纽为混凝土双曲拱坝和表孔滑雪道式溢洪道，坝顶中心弧长143.8 m，坝顶高程329.8 m，最大坝高78.8 m，坝底厚度13.0 m，水库正常蓄水位327.0 m，校核洪水位329.61 m，死水位302 m，溢洪道共有4孔，溢流段净宽32 m，堰顶高程321.5 m。

水库为不完全年调节，正常蓄水位327 m，相应库面面积0.692 km2，相应库容1 492万m3，总库容1 682 万 m3。

电站装机2台，总装机容量25 MV，多年平均发电量5473万kW·h，年利用小时数为2 190 h。电站采用50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。

（3）百丈漈一级水电站

百丈漈一级水电站位于泗溪中游，距文成县20 km，坝址位于东经 120°01′，北纬 27°51′的百丈漈瀑布上游280 m处，控制流域面积88.6 km2，主河道长度20.25 km，河道坡度5.3‰。

百丈漈一级水电站于1958年动工兴建，1960年建成。水力枢纽为粘土心墙坝和河床式明渠及马蹄形隧洞溢洪道，坝顶全长358 m，坝顶高程636.79 m，最大坝高38.7 m，水库正常蓄水位630.09 m，发电死水位613.59 m，溢洪道泄洪闸共有3孔，溢洪道顶高程625.59 m。

水库为不完全多年调节，正常蓄水位时相应库容3 333万m3，调节库容2 988万m3。

电站装机2台，总装机容量25 MV，多年平均发电量7 776万kW·h，年利用小时数为3 110 h。加固改造后，电站为100年一遇洪水设计，2000年一遇洪水校核。

飞云江干流各控制断面集水面积见表1。

表1 飞云江干流各控制断面集水面积

2 调度方式和主要过程

2.1 调度权限

浙江珊溪经济发展有限责任公司为枢纽防汛管理单位，具体负责实施防汛抗旱、枢纽调度工作。珊溪水库防洪调度由温州市人民政府防汛防旱指挥部负责，市防指成立飞云江调度专家组。珊溪水库由市防指下达洪水调度令，珊溪公司具体操作；赵山渡水库无防洪库容，按照来多少泄多少的方式操作，闸门操作结果报市防指。

2.2 洪水调度原则

依据浙江省人民政府防汛防台抗旱指挥部《关于核准珊溪水库2015年度控制运用计划的批复》浙水管[2015]26号文，调度原则如下：

（1）珊溪水库

控制起调水位：根据气象预报和当时水库水位分析，通过预泄降低起调水位。控制20年一遇洪水不超过145.82 m。

库水位低于145.82 m时，以不影响珊溪电站发电为前提，根据上、下游防洪情势，控制赵山渡断面流量不大于4 200 m3/s。

库水位超过145.82 m、低于148.04 m时，水库按5 400 m3/s流量控制下泄。

库水位超过148.04 m时，溢洪道全开泄洪；库水位超过150.18 m（200年一遇洪水位）时，泄洪洞参与泄洪，机组停止发电。

（2）赵山渡水库

当峃口水文站位置入库洪水流量小于2 500 m3/s时，控制闸门结合入库流量下泄，维持水库水位不超过22 m。

当峃口水文站位置入库洪水流量大于2 500 m3/s时，控制闸门结合入库流量下泄，水库水位逐步降至21.5 m。

当入库流量大于12 468 m3/s（洪水位21.5 m相应的水闸泄量）时，16孔闸门全开泄洪。

洪水期，当下游水位大于16.5 m（相当于20年一遇洪水）时，电站水头小于5 m，停止发电。

根据气象预报上游将出现强降雨时，水库应及时泄洪；发现工程存在安全隐患，应采取有效措施予以消除，并降低水位运行，确保工程安全。

2.3 调度主要过程

（1）珊溪水库

洪水前期为减少下游的防洪压力，避免下游群众遭受洪水损失，珊溪水库充分发挥了大型水库拦蓄洪水的能力，水库水位从132.90 m（8日8时）上涨到 142.85 m（11日 3时），拦蓄洪水 3.20亿 m3；洪水后期在珊溪到马屿区间洪水已经过去，不会给下游造成损失的前提下，为减少上游库区淹没，11日8时开闸泄洪，最大泄洪流量860 m3/s，总泄洪水量2 700 万 m3。

今年珊溪水库运行水位较低，本次洪水前珊溪水库水位为132.90 m，距正常水位142.04 m还有兴利库容2.92亿m3。为了腾出更多的库容拦蓄洪水，珊溪公司从8月6日申请机组满负荷发电，于6日19∶00开始珊溪电厂4台机组并网发电。7日11∶00，珊溪公司向各生产单位下发“关于做好防御台风的安全检查工作通知”；7日16∶00，向沿江主要乡镇、瑞安和文成防指发送“关于做好珊溪水库和赵山渡水库开闸泄洪工作的函”，提请各单位做好泄洪预警和人员、设备撤离安全地带的准备工作。7日上午，珊溪公司启动防汛防台应急工作预案，公司全体员工到位到岗；按“预案”部署工作，分四组赴一线加强现场参与防汛防台工作。

8月9日0∶00，流域平均小时降雨高达35 mm，此时珊溪水库入库流量达6 000 m3/s，赵山渡水库流量达4 000 m3/s，珊溪下游强降雨仍在持续，峃口以下沿江农房、道路严重受灾，文成县双桂社区房屋倒塌造成人员伤亡，为减少下游沿江群众遭受较大伤亡和财产损失，珊溪水库0：30时停止发电，错峰调度，为救灾提供有力条件。8月9日14∶00，经洪水预报和调洪演算，珊溪至马屿区间流量已逐步减少，马屿潮位消退至3.55 m，预计马屿潮水从18∶00开始退潮，考虑到珊溪水量传播到马屿要5 h左右，因此根据温汛指调[2015]05号调度令，申请电厂机组逐步投入运行，以降低库水位。

8月11日8∶00，珊溪公司按市防指调度令开闸泄洪，开启3孔闸门以450 m3/s下泄，9∶00下泄流量加大到 660 m3/s，10∶00 下泄流量加大到 860 m3/s，预计18∶00珊溪水库水位回落至汛限水位142.04 m以下。

（2）赵山渡水库

赵山渡水库是珊溪水库的反调节水库，没有防洪库容，洪水期水库遵循来多少放多少的原则。为了克服赵山渡水库无调洪能力，并最大限度减少洪水对马屿高潮位的影响，在洪水到来前，利用发电提前降低水库水位运行。

8月8日12∶00，赵山渡开闸泄洪，尽最大可能为后期的洪峰创造储蓄消能的能力。8月9日2∶15，达最大下泄流量4 468 m3/s，开启13孔闸，小于最大入库流量4 700 m3/s。2∶57，赵山渡水库下游56省道大华村段百姓被困，以及高楼绿岛指挥部施工人员被困，接市防办指令，“要求减少500 m3/s，10 min后又电话令，继续减少流量1 000 m3/s”，我公司在实际操作过程中，因赵山渡水库水位快速突破汛限水位22.0 m，被迫恢复原来泄量，这次闸门操作使得赵山渡水位达到本次洪水过程最高水位22.10 m（9日6∶00）。截止 11 日 12∶00，赵山渡共泄 3.1 亿 m3。同时，本次泄洪遇马屿高潮位的顶托，马屿断面水位一直保持高水位状态，为减缓马屿断面水位上涨幅度，洪水过程中根据区间降雨和入库流量变化情况，根据水库运控计划来多少泄多少的原则，赵山渡水库尽可能控制下泄流量，为下游防汛抢险争取了时间。

3 洪水分析

3.1 洪水前水库运行情况

本次洪水前珊溪水库水位132.90 m（8月8日8∶00），库容 9.64 亿 m3，距正常水位 142.04 m 留有兴利库容2.92亿m3，加上142.04 m至批准的今年20年一遇防洪水位145.82 m防洪库容1.41亿m3，总拦蓄库容达4.33亿m3。

3.2 降雨情况

今年第13号台风“苏迪罗”7月23日20∶00生成，能量逐步加强，于8月8日4∶40在台湾省花莲县秀林乡沿海登陆，后穿过台湾海峡于9日22∶10在福建省莆田市秀屿再次登陆。受其影响，飞云江流域从8月7日7∶00开始降雨，降雨过程持续到10日7∶00，过程雨量珊溪水库面平均366.4 mm，珊溪至赵山渡区间面平均406.5 mm，最大单站雨量外垟647 mm，具体降雨过程时空分布如表2：

表2 第13号台风“苏迪罗”流域降雨统计表单位：mm

3.3 洪水过程及频率

本次洪水过程珊溪水库入库洪峰流量6 004 m3/s，一日最大洪量2.62亿m3，三日最大洪量4.86亿m3，珊溪水库入库洪水为10年一遇。

本次洪水过程赵山渡水库入库洪峰流量4 700 m3/s，一日最大洪量2.08亿m3，最大三日洪量2.55亿m3。扣除珊溪水库发电流量和水量，本次洪水过程珊溪至赵山渡区间洪峰流量为4 450 m3/s，一日最大洪量1.99亿m3，三日最大洪量2.11亿m3，本次珊溪-赵山渡区间洪水为20年一遇。

珊溪枢纽13号台风期间洪水特征值表见表3，飞云江流域断面设计洪水成果表见表4。

表3 珊溪枢纽13号台风期间洪水特征值表

珊溪水库洪水过程线见图1。赵山渡水库洪水过程线见图2。峃口断面洪水过程线见图3。

3.4 防洪效益

在本次台风形成的洪水过程中，珊溪水利枢纽工程充分体现了珊溪水库的调洪功能，最大程度的发挥了珊溪工程对洪水的拦蓄和削峰作用，极大地减轻了飞云江下游沿岸的洪水损失，为夺取抗台防洪的胜利做出了巨大的贡献。

图2 台风“苏迪罗”赵山渡水库洪水过程线

图3 台风“苏迪罗”峃口断面洪水过程线

受台风“苏迪罗”影响飞云江流域普降暴雨，区间降雨量比上游更大，为减轻下游的防洪压力，洪水过程中珊溪水库将上游的洪水完全拦蓄，没有泄洪，期间共拦蓄洪水3.2亿m3，极大地减小了下游的洪峰流量。根据演算结果，本次洪水影响情况与没有珊溪枢纽工程天然河道受淹对比分析，具体见飞云江干流现状水利计算成果表5，珊溪水库下游断面洪水计算成果表6。

表5 飞云江干流现状水利计算成果表（无珊溪水库的天然河道）

表6 珊溪水库下游断面洪水计算成果表（无珊溪水库的天然河道）

根据飞云江干流（珊溪水利枢纽）洪水调度方案，可知珊溪水库下游防洪重点断面防洪减灾效益如下：

（1）峃口

根据地形资料，峃口镇靠近飞云江区域的大部分地面高程约为32.4～33.8 m；但峃口桥右岸附近局部区域地面高程较低，约为29.2 m。

由表6可知，本次洪水经珊溪水库拦蓄以后，峃口断面的洪峰流量仅为2 280 m3/s，该流量为珊溪-峃口区间洪水，为区间10年一遇洪水。通过调洪演算，若没有珊溪水库对洪水的拦蓄和削峰，峃口断面洪峰流量将会达到7 920 m3/s，峃口大桥附近的最高水位将达34.40 m（本次洪水实际最高水位28.53 m），消减水位5.87 m。天然河道状况下，峃口镇靠近飞云江区域的大部分地区将受淹。

（2）龙湖和高楼

根据地形资料，龙湖镇靠近飞云江部分的地面高程约为13.90 m，而寨寮溪度假村的地坪高程较低，约为11.6 m；高楼临近飞云江部分地面高程约为10.50 m。高楼靠近飞云江部分地面高程约为10.50 m，该水位低于2年一遇的设计洪水位。可见，在现状工况下，经珊溪水库洪水调节后，高楼的防洪标准仍不足2年一遇。

由表6可知，本次及洪水经珊溪水库拦蓄以后，赵山渡断面的洪峰流量仅为4 700 m3/s，珊溪-赵山渡区间洪水洪峰流量仅为4 450 m3/s，为区间约20年一遇洪水。通过调洪演算，若没有珊溪水库对洪水的拦蓄和削峰，高楼断面洪峰流量将会达到 10 200 m3/s，相应高楼镇附近的最高水位将达16.17 m（本次洪水实际最高水位13.60 m），消减水位2.57 m。天然河道状况下，龙湖和高楼镇靠近飞云江区域的大部分地区将受淹。

（3）马屿镇

根据地形资料，马屿镇分布于飞云江左岸，靠近飞云江部分的地面高程约为6.20 m，马屿平原大部分的地面高程为5.7～6.2 m，但平原内靠近下游的局部区域农田的地面高程较低，约为3.5～4 m。

由表6可知，本次及洪水经珊溪水库拦蓄以后，马屿断面的洪峰流量仅为4 360 m3/s，该流量为珊溪-马屿区间洪水，相当于区间8年一遇洪水。通过调洪演算，若没有珊溪水库对洪水的拦蓄和削峰，马屿断面洪峰流量将会达到9 380 m3/s，远远超过马屿断面20年一遇的安全泄量标准。马屿水文站附近的最高潮位将达7.2 m左右（本次洪水实际最高潮位4.99 m），消减水位2.21 m。天然河道状况下，马屿平原大部分地区将严重受淹。

4 结论及建议

4.1 结论

按照《珊溪水利枢纽防汛防台抗旱管理办法》、《珊溪水利枢纽工程放水预警方案》、《公司防汛防台应急工作预案》的要求，各生产单位做好各自的防汛防台工作。内部加强与各现场单位的联系，及时获得现场的一手资料、一手信息，以做出准确判断，调整方案。对外加强与上级部门、沿江乡镇、气象部门的联系，确保抗台工作开展顺利，必要时争取上级防汛部门的理解和支持。并加强防汛宣传、引导工作，提高库区和沿江群众的防汛防台意识和对我公司防汛工作的支持。在保证水库上下游、左右岸的防汛安全、发挥社会防洪效益的前提下，最大程度地拦蓄洪水，提高公司的经济效益。