彭水水电站基于下游防洪安全现状的削峰调度研究

朱颖

（重庆大唐国际彭水水电开发有限公司，重庆409600）

由于彭水水库下游防护对象彭水县城的堤防建设实际防洪能力低于规划标准，根据下游防洪安全现状，以彭水水文站水位不超过228m、235m 作为控制条件反推彭水下泄流量，结合批准的防洪任务和调度方式，拟定基于下游防洪安全现状的削峰调度原则，可在确保库区防护对象和大坝安全的前提下，在实际防洪调度中尽量减轻下游彭水县城的防洪压力。

表1 彭水电站下泄流量分析结果（H 彭水水文站≤228m）

1 彭水水电站概况

乌江是长江上游右岸的最大支流，发源于贵州省威宁县的三岔河，横穿贵州省腹地，自东北部出贵州进入重庆市境内，于涪陵区汇入长江。乌江流域面积87920km2，干流全长1037km，总落差2124m，多年平均流量1690m3/s，多年平均径流量534 亿m3。

彭水水电站位于乌江干流下游，为乌江干流开发的第十个梯级，梯级下游电站为乌江银盘电站。彭水电站距重庆市的直线距离约170km，电站总装机容量1750MW，安装5 台单机容量350MW的混流式水轮发电机组，设计年发电量63.51 亿kW.h，承担重庆电网的调峰、调频和事故备用任务，是重庆电网的骨干支撑电源。电站枢纽工程以发电为主，兼顾航运、防洪及其它综合利用效益。电站正常蓄水位293m，防洪限制水位287m，总库容为14.65 亿m3，其中调节库容5.18 亿m3，预留防洪库容2.32 亿m3,与上游的构皮滩、思林、沙沱等大型防洪水库联合运用，可配合三峡水库对长江中下游防洪，同时也可减轻对乌江下游的防汛压力。

2 防洪任务及调度方式

2.1 防洪任务

根据批复的彭水水电站水库调度规程，彭水水电站防洪任务为确保枢纽自身防洪安全；遇20 年一遇入库洪水时，在满足库区沿河县城防护要求的前提下，不增加下游彭水县城防护负担；配合三峡水库承担长江中下游防洪任务。

2.2 调度方式

根据批复的彭水水电站水库调度规程，彭水水电站防洪调度方式为：当不需要彭水水电站配合三峡水库为长江中下游承担防洪任务时，当入库洪水不大于20 年一遇时，下泄流量按不超过19900m3/s 控泄，一般情况下控制库水位不超过288.85m；当入库洪水大于20 年一遇或库水位达到288.85m时，按出入库水量基本平衡调。当长江中下游有防洪需要时，彭水水电站配合三峡水库为长江中下游承担防洪任务。当库水位达到293.0m之后，按保枢纽安全方式调度。当发挥防洪作用与保护枢纽工程安全有矛盾时，服从枢纽建筑物安全进行调度。

3 上下游防洪对象防洪现状及问题

彭水水库承担长江中下游防洪任务，库区重要防护对象为贵州省沿河县城，坝下有彭水县城，两县城规划防洪标准均为20 年一遇洪水。

3.1 上下游防洪对象防洪现状

沿河县城主要街道高程在312-315m，在此高程范围内，人口和房屋密集，是库区重要防护对象，故沿河县城按312m 防洪标准控制，彭水水库遭遇20 年一遇标准洪水（19900m3/s），以沿河县城洪水位不超过312m 控制，经回水水面线反算，坝前最高洪水位应不超过288.85m。彭水县城防汛工程措施是修建防洪堤等工程，防洪堤工程堤顶高程为235m，为10 年一遇洪水防洪标准，对应流量17200m3/s；采用非工程措施后，彭水县城防汛标准可达到20 年一遇洪水，相应水位为240m，对应流量19900m3/s。

表2 彭水电站下泄流量分析结果（H 彭水水文站≤235m）

3.2 存在问题

2020 年汛前彭水水电公司组织相关专业技术人员对彭水大坝下游至彭水县城区域河道两岸边坡、岸坡垦荒耕种、民用房屋等建筑物进行了巡视检查和河道行洪能力评估调查。巡视河道两岸边坡及护岸总体情况良好，未见垮塌及滑坡等异常情况，沿江建筑物主要位于右岸，在彭水水电站出库流量达14400m3/s（5 年一遇洪水）时，大坝下游至彭水县城河道内多处建筑物将处于电站泄洪淹没区范围，同时由于彭水县城所建堤防未完全闭合，堤防后仍有大量民房和车库，高程普遍在228m 左右，发生5 年一遇洪水标准（出库流量达14400m3/s）时彭水县城滨江路局部路段存在被淹没风险。

根据投产以来最大一次（2014 年7 月16 日）洪水过程工况，当泄洪流量达到15000m3/s 时，彭水县城滨江路（路面高程235m）部分低洼地带开始进水形成内涝，高于15000m3/s 流量，滨江路局部将被淹没。

4 基于下游防洪安全现状的削峰调度研究

彭水水库库区防洪保护对象为沿河县城，下游防洪保护对象为彭水县城。沿河县城按312m防洪标准控制，彭水水库库水位不高时，中小洪水对沿河县城防洪影响不大。

根据长江委水文上游局编制的《重庆乌江彭水水电站大坝下游行洪能力复核报告》结论，以彭水水文站水位不超过228m、235m作为控制条件，反推彭水下泄流量，分析过流能力。给定计算条件如下：彭水水库至银盘水库区间来水分别取流量100m3/s（多年平均）、500m3/s、1000m3/s、2000m3/s、5000m3/s。银盘坝前水位分别取210.5m、211.0m、211.5m、212.0m、212.5m、213.0m。

4.1 彭水水文站水位不超过228m控制分析

由表1 可知，若限制下游彭水站水位不超过228m，银盘入库洪峰流量为10700-11700m3/s 时，彭水至银盘区间不同来水情况下彭水水库应控制的下泄流量为：当彭水水库至银盘水库区间来水为100m3/s 时，彭水下泄流量为10600-10800m3/s；当彭水水库至银盘水库区间来水为500m3/s 时，彭水下泄流量为10400-10600m3/s；当彭水水库至银盘水库区间来水为1000m3/s时，彭水下泄流量为10100-10300m3/s；当彭水水库至银盘水库区间来水为2000m3/s 时，彭水下泄流量为9590-9760m3/s；当彭水水库至银盘水库区间来水为5000m3/s 时，彭水下泄流量为5860-6040m3/s。

4.2 彭水水文站水位不超过235m控制分析

由表2 可知，若限制下游彭水站水位不超过235m，银盘入库洪峰流量为16100-16900m3/s 时，彭水至银盘区间不同来水情况下彭水水库应控制的下泄流量为：当彭水水库至银盘水库区间来水为100m3/s 时，彭水下泄流量为16600-16800m3/s；当彭水水库至银盘水库区间来水为500m3/s 时，彭水下泄流量为16100-16300m3/s；当彭水水库至银盘水库区间来水为1000m3/s时，彭水下泄流量为15500-15800m3/s；当彭水水库至银盘水库区间来水为2000m3/s 时，彭水下泄流量为14400-14700m3/s；当彭水水库至银盘水库区间来水为5000m3/s 时，彭水下泄流量为11100-11400m3/s。

4.3 基于下游防洪安全现状的削峰调度原则

彭水水库在开展基于下游防洪安全现状的削峰调度时，在确保库区防护对象和大坝安全的前提下，应充分利用水库防洪库容，尽量减轻下游彭水县城的防洪压力。主要遵循以下原则：

4.3.1 当预报彭水水库入库流量不足2 年一遇洪水时（流量10190m3/s），应尽量控制彭水出库流量满足彭水水文站水位不超228m，以保证彭水县城的防洪薄弱区域不被淹，当彭水出库流量增加将导致彭水水文站水位接近228m 时，应及时通知彭水县水利局做好预警应对措施。

4.3.2 当预报彭水水库入库流量大于2 年一遇洪水（流量10190m3/s）不足10 年一遇洪水（流量17188m3/s）时，应尽量控制彭水水文站水位不超235m，尽量减少彭水县城的防洪压力。

4.3.3 当预报彭水水库入库流量大于10 年一遇洪水（流量17188m3/s）时，按彭水水电站水库调度规程执行。

结束语

以彭水水文站水位不超过228m 和235m 控制的分析成果均为推算成果，在实际调度过程中应根据实际情况进行修正。按照批准的防洪任务和调度方式，结合拟定的基于下游防洪安全现状的削峰调度原则，根据水库预报入库洪水流量过程、实时库水位，利用水库的调蓄作用和控制能力，开展削峰调度，可在确保库区防护对象和大坝安全的前提下，尽量减轻下游彭水县城的防洪压力，为防汛减灾工作做出贡献。