澧水流域洪水特性和水库的防洪作用

黎 玮，谭攀辉

（1. 长沙理工大学，湖南 长沙 410011；2. 洞庭湖水环境治理与生态修复湖南省重点实验室，湖南 长沙 410007）

1 流域概况

澧水为洞庭湖四大水系之一，位于湖南省西北部，西、南以武陵山与沅水为界，北以湘鄂丛山与清水江分流，东临洞庭湖，南北窄而东西长，地势为西北高、东南低。流域发源于湖南省桑植县杉木界，流经桑植、永定、慈利、石门、澧县、津市等县（市、区），于澧县小渡口进入西洞庭湖，干流全长390 km，流域面积18 583 km2。流域面积大于1 000 km2的支流有溇水、渫水、道水和涔水，分别于慈利、三江口、道河口和小渡口汇入干流，除道水在右岸汇入外，其余均在左岸汇入。澧水流域涉及湖南省张家界市的桑植、永定、武陵源、慈利和常德市的石门、临澧、澧县、津市等县（市、区）的全部或大部分，以及湘西自治州的永顺、龙山和常德市的武陵、湖北省鹤峰、五峰等13 个县（市、区）。澧水干流沿岸主要分布有张家界市城区和桑植、慈利、石门、澧县、津市等县县城或城区。流域内总人口417.9 万人，其中湖南省390.4 万人，农业人口352.2万人。其中湖南省327.2 万人，湖南省境内耕地面积250 730 hm2，其中水田172 370 hm2、旱土78 360 hm2。澧水流域概况见图1。

图1 澧水流域示意图

澧水为典型的雨洪河流，中、上游同属长江中游以鹤峰、五峰为代表的暴雨区，其特点是暴雨强度大、面积广，而流域内坡度陡、集流快，洪水过程陡涨陡落。澧水下游地势平坦，尾闾河道淤积，水系紊乱，河滩高而堤垸低，各种因素组合在一起，导致澧水洪灾频繁。建国以来，几乎年年都有洪涝灾害，其中，有13 年防洪大堤决口，累积受灾人口204 万人，受灾农田161 万亩，人民的生命财产遭受过重大伤亡和损失。

澧水流域已建成的具有防洪功能的水库主要有江垭和皂市水库。江垭水库位于澧水一级支流溇水中游，控制流域面积3 711 km2，占溇水流域面积的73.5%。水库1995 年7 月主体工程开工，1998 年10 月下闸蓄水，1999 年底完成全部建设任务。水库正常蓄水位236 m，汛期防洪限制水位210.6 m，总库容17.45 亿m3，调节库容11.65 亿m3，防洪库容7.4亿m3。皂市水库位于澧水一级支流渫水下游，控制流域面积3 000 km2，占渫水流域面积的93.7%。水库2003 年12 月开工，2009 年12月主体工程完工。水库正常蓄水位140 m，汛期防洪限制水位125 m，总库容14.4 亿m3，调节库容8.38亿m3，防洪库容7.83 亿m3。

2 洪水特性

2.1 洪水特性

澧水流域洪水多发生于4～9 月，洪水涨落时间2～4 天，多数为单峰，少数呈复峰。澧水流域出口控制站石门站历年最大洪峰流量为19 900 m3/s（1998 年7 月23 日），最大72 h 洪量33.29 亿m3；一级支流溇水出口控制站长潭河站历年最大洪峰流量为7 050 m3/s（1981年6 月27 日），最大72 h 洪量9.04 亿m3；一级支流渫水出口控制站皂市站历年最大洪峰流量为7 130 m3/s（1980 年8 月2 日），最大72 h 洪量8.21 亿m3；干流中上游控制站张家界站历年最大洪峰流量为10 600 m3/s（1998 年7 月22 日），最大72 h 洪量14.29 亿m3。各站年最大流量多出现在5～9 月，较大洪水则出现在6～8 月。澧水流域洪水出现频繁，1950～2016 年，石门站洪峰流量超过12 000 m3/s 的有16 年，每4 年出现1次，其中1980 年达5 次之多；超过14 000 m3/s 的有11 年，每6 年出现1 次。

2.2 洪水组成及遭遇

澧水的洪水由澧水干流和支流溇水、渫水及区间洪水组成。由于暴雨成因、暴雨中心所在位置、暴雨走向和雨量时空分布不同，以及澧水地形地势和干、支流分布情况，洪水传播等因素作用，澧水的洪水形成来源各不相同。依据澧水各控制站实测资料分析，形成澧水洪水有三种具有代表性的组合情况：1980 年8 月和1991 年6 月暴雨中心分布在溇水、渫水中上游，以溇、渫二水洪水为主要来源；1954 年6 月及1998 年7 月暴雨中心在干流中上游，澧水洪水主要由干流洪水组成；1964 年6 月全流域普降大雨，干、支流来水较均匀而形成澧水洪水。统计数据详见表1。从表中数据可以看出，1964 年洪量比例与各站占澧水流域面积比重大致相当，1954 年、1998 年干流上游张家界洪量比例明显大于面积比，1980 年、1991 年则溇、渫二水比例大于面积比。

表1 典型年澧水干支流洪水地区组成情况

2.3 河段允许泄量

采用实测水文资料，点绘各河段的水位流量关系曲线，当本河段的水位流量关系受下游水位顶托时，则建立以下游同时水位为参数的水位流量关系曲线。根据各河段的堤防设计水位，确定各允许泄量分别为：三江口河段12 000 m3/s、津市至石龟山河段11 500 m3/s、石龟山至南嘴河段12 000 m3/s、安乡至南嘴河段12 000 m3/s。

3 澧水流域防洪规划

3.1 流域防洪整体布局

根据澧水流域及松澧地区的防洪工程现状和澧水流域的洪水特性，在《澧水流域规划》和《澧水流域防洪规划》中，提出了澧水流域防洪规划的总体布局为：在实施病险水库处险加固、张家界市及桑植县、慈利县、石门县、澧县、津市市、临澧县等城市防洪工程、沿河低岸农田保护、澧水尾闾和松澧地区堤防加固、河道整治等综合治理的基础上，近期兴建江垭、皂市、宜冲桥3座水库，远景兴建新街、凉水口、江坪河、黄虎港等龙头水库。

3.2 防洪水库规划

澧水流域规划中防洪水库包括近期在澧水支流溇水兴建江垭水库、支流渫水兴建皂市水库、干流上兴建宜冲桥水库，共计防洪库容17.7 亿m3，经水库调蓄后，20 年一遇洪水可紧张渡过，也不再分洪，50 年一遇洪水需动用现有分洪区约1.0 亿m3，能较好地解决松澧地区的防洪问题，能降低沿河各处水位0.49～3.9 m，对现有大堤防洪保安极为有利。远景主要解决松澧地区50 年一遇的洪水及沿河的城市防洪校核标准的洪水威胁，在近期规划的基础上，配合三峡建库和松滋口建闸控制，在澧水干支流兴建凉水口、新街、贺龙（加高）、鱼潭、花岩、江坪河、黄虎港等龙头水库，以从根本上解决松澧地区的防洪及澧水沿河的防洪问题。其中江垭、皂市和宜冲桥水库的防洪库容分别为7.4 亿m3、7.8 亿m3和2.3 亿m3，干支流总防洪库容25.66 亿m3。

4 典型年江垭、皂市水库拦蓄洪水效果分析

4.1 现行调度运用方案

根据湖南省防汛抗旱指挥部2006 年下达的大型水库汛期运用方案，江垭、皂市水库汛期水位控制运用方案详见表2。

表2 江垭、皂市水库汛期水位控制分期运用方案表

4.2 拦蓄洪水效果

根据澧水流域近年的雨、水情和水库运行实际情况，选取2011 年、2013 年和2016 年三年作为典型年对江垭、皂市水库拦蓄洪水的作用进行分析，计算数据详见表3。从表中数据可以看出：①江垭水库三场洪水消减洪峰流量4 671～5 390 m3/s，占比91.8%～92.8%，调蓄水量2.29～5.59 亿m3；②皂市水库两场洪水消减洪峰流量3 409～4 693 m3/s，占比92.0%～93.7%，调蓄水量1.57～1.94 亿m3；③由于近年已经出现的还只是小量级的洪水，均在10 年一遇洪峰流量（江垭5 870 m3/s、皂市6 120 m3/s）或5 年一遇洪峰流量以下（江垭4 700 m3/s、皂市4 930 m3/s）而且拦蓄前库水位较低（如江垭水库2011 年），所以调蓄水量远没有达到水库防洪库容而防洪效果非常明显，同时调蓄期的水库下泄流量也没有达到调度方案规定的泄洪流量。

表3 典型年澧水干支流洪水地区组成情况

5 结论与建议

根据澧水流域的暴雨洪水特点、现有水利工程现状及存在的问题，为从根本上解决澧水流域及其尾闾和松澧地区的防洪问题，在澧水干、支流兴建防洪水库控制各主要暴雨区为最为有效的防洪措施。从江垭、皂市水库2011 年、2013 年和2016 年拦蓄洪水中发挥的作用也能看出其强大的防洪保安功效。建议各级水行政主管部门尽快开展已列入规划的各防洪水库的前期工作，以利工程尽快上马、尽快受益。