拉洛水利枢纽防洪调度方式分析

杨军，周克发，张文东

（1.西藏自治区拉洛水利枢纽及灌区管理局，拉萨 851414；2.水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，南京 210029；3.福州大学土木工程学院，福州 350108）

1 工程概况

拉洛水利枢纽及配套灌区工程位于西藏自治区日喀则市西部、雅鲁藏布江以南萨迦县及日喀则市桑珠孜区，是雅鲁藏布江右岸一级支流夏布曲干流上的控制性工程，工程包括拉洛水利枢纽工程和配套灌区工程。枢纽位于高程4 300.00 m的高寒缺氧地区，坝址区位于夏布曲干流距拉洛乡下游约6 km的峡谷进口河段，工程防洪标准为100 年一遇洪水设计、2000年一遇洪水校核。拉洛水利枢纽为年调节水库，水库总库容2.965×108m3，其中设计洪水位4 298.95 m，相应最大下泄流量349 m3/s；校核洪水位4 302.34 m，相应最大下泄流量581.05 m3/s。主汛期限制水位4 296.00 m；防洪高水位4 298.00 m，死水位4 287.00 m，正常蓄水位4 298.00 m，兴利库容1.306×108m3，控制集水面积为3 366 km2。拉洛水利枢纽主要水工建筑物由大坝、泄洪发电隧洞、溢洪道、拉洛电站、鱼道、德罗引水发电系统组成[1]，枢纽工程为Ⅱ等，主要水工建筑物级别为2 级，配套灌区设计灌溉面积30 260 m2。

2 防洪调度

拉洛水利枢纽是一座以灌溉为主，兼顾供水、发电和防洪，并促进改善区域生态环境的大（2）型年调节水库，主要调度任务的主次关系为防洪调度、灌溉调度、供水调度、发电调度、生态用水调度。本文主要讨论拉洛水利枢纽防洪调度相应的调度方式。具体内容如下所述。

2.1 防洪调度任务

拉洛水利枢纽承担下游防洪任务，其调度目标是根据预报和实时的水、雨、工情，按照拟定的防洪调度方式，有计划地对洪水进行控制、调节，确保枢纽工程主要建筑物安全，并避免或减轻下游洪水灾害。在主汛期7 月1 日～9 月20 日，设置防洪限制水位4 296.00 m，防洪高水位4 298.00 m，防洪库容2.750×107m3；9 月21 日～12 月31 日以拦蓄洪水的方式开始蓄水，蓄满后维持正常蓄水位4 298.00 m；1～6 月在控制枢纽上游水位不超过正常蓄水位4 298.00 m，但不低于死水位4 287.00 m，并在6 月底将枢纽上游水位降至主汛期防洪限制水位4 296.00 m[2]。在满足防洪要求，确保枢纽工程安全和生态基流的前提下，最大限度地发挥枢纽的灌溉、供水、发电及生态改善等兴利综合效益。

2.2 泄水设施

拉洛水利枢纽泄水建筑物包括泄洪发电隧洞和开敞式溢洪道。泄洪发电隧洞进口底板高程4 265.00 m，出口工作闸门底坎高程4 255.00 m；溢洪道堰顶高程4 298.00 m。在汛期，视枢纽上游来水情况，决定是否开启泄洪发电隧洞出口工作闸门泄洪；当枢纽上游水位超过溢洪道堰顶高程4 298.00 m 时，溢洪道开始泄洪，泄洪发电隧洞出口工作闸门敞泄。

2.3 防洪调度原则

拉洛水利枢纽工程所在流域汛期为6 月1 日～9 月30 日，可分为汛期前（6 月1～30 日）、主汛期（7 月1 日～9 月20 日）、汛期末（9 月21～30 日）3 个时间段[3]，各时段调度原则示意图如图1 所示。

图1 拉洛水利枢纽汛期防洪调度示意图

1）主汛期7 月1 日～9 月20 日

当枢纽上游水位超过防洪限制水位4 296.00 m 并低于防洪高水位4 298.00 m 时，洪水调度采用泄洪发电隧洞泄洪；当枢纽上游水位超过防洪高水位4 298.00 m（溢洪道堰顶高程）时，洪水调度采用敞泄方式，泄水建筑物敞泄洪水（泄洪发电隧洞闸门全开泄洪，溢洪道开始泄洪），保障大坝安全。

2）汛期6 月1～30 日

当枢纽上游水位不超过正常蓄水位4 298.00 m 时，洪水调度根据入库洪水流量及洪量，尽量加大拉洛电站出力，充分发挥发电效益，控制枢纽上游水位6 月30 日前降至主汛期防洪限制水位4 296.00 m；若枢纽上游水位低于主汛期防洪限制水位4 296.00 m，可利用主汛前较丰来水，充蓄水至防洪限制水位4 296.00 m[4]。

当枢纽上游水位超过正常蓄水位4 298.00 m 时，洪水调度根据入库洪水流量及洪量，在尽量加大拉洛电站出力的前提下，泄洪发电隧洞闸门开启泄洪，并在将枢纽上游水位控制至正常蓄水位4 298.00 m 时关闭。

3）汛期9 月21～30 日

枢纽以拦蓄洪水的方式自主汛期防洪限制水位4 296.00 m开始蓄水；在保障下游生态基流和灌溉供水的前提下，余水充蓄水位至正常蓄水位4 298.00 m。枢纽蓄满后，当枢纽入库流量大于下游河道生态基流和配套灌区的灌溉及供水需求流量之和时，拉洛电站加大出力，维持正常蓄水位4 298.00 m 运用，即在保证灌溉及供水的前提下，尽量提高拉洛电站发电效益[5]。

防洪调度应在确保枢纽工程安全的前提下，最大限度地发挥枢纽对上、下游的防洪作用；根据洪水预报拟定流量和泄洪方式，减轻下游防洪压力，并尽量使下泄流量均匀。正常情况下防洪调度应在西藏自治区防汛抗旱指挥部领导下按上述原则统一调度，若天气预报大雨及以上时，则应提前错峰泄洪，减轻下游泄洪压力[6]。

2.4 防洪调度方式

拉洛水利枢纽的大坝下游设有吉定乡控制断面，用于判断水库下泄流量，其安全泄量不超过200 m3/s。拉洛水利枢纽根据上游洪水来量和下游控制断面流量共同决定蓄水或下泄，利用泄洪发电隧洞工作闸门不同开度和溢洪道的联合泄流能力控制下泄流量大小[7]。

2.4.1 主汛期（7 月1 日～9 月20 日）枢纽调度方式

当枢纽坝址洪水流量＜130 m3/s 时，且吉定乡控制断面洪水流量＜180 m3/s 时，按来水流量下泄。

在洪水上涨阶段，当枢纽坝址洪水流量≥130 m3/s 或同时刻吉定乡控制断面洪水流量≥180 m3/s 时，由于需要保证下游安全泄量不超过200 m3/s 时枢纽开始蓄水。蓄水原则为：当130 m3/s≤枢纽坝址洪水流量＜170 m3/s 时，枢纽蓄水流量为75 m3/s；当枢纽坝址洪水流量≥170 m3/s 时，枢纽蓄水流量为120 m3/s。

在洪水退水阶段，当枢纽坝址洪水流量＜130 m3/s，且吉定乡控制断面洪水来量＜180 m3/s 后，然后视大坝下游水情，保证下游安全泄量不超过200 m3/s 的前提下将枢纽上游水位逐步消落至防洪限制水位4 296.00 m。

当枢纽上游水位超过防洪高水位4 298.00 m 后，无法保证下游安全泄量，枢纽按“敞泄”方式工作，以保障大坝安全为主[8]。

2.4.2 汛期6 月1～30 日枢纽调度方式

6 月1 日前，若枢纽上游水位低于汛期限制水位4 296.00 m，视枢纽上游来水情况，汛期6 月1～30 日可利用较丰来水，可在7 月1 日前充蓄水至水位4 296.00 m。

6 月1 日前，若枢纽上游水位高于汛期限制水位4 296.00 m，视枢纽上游来水情况，汛期6 月1～30 日在尽量加大拉洛电站发电用水的前提下，控制枢纽上游水位7 月1 日前降至水位4 296.00 m，但若在汛期6 月1～30 日遭遇枯水期，要求枢纽上游水位消落至不低于死水位4 287.00 m[9]。

2.4.3 蓄供水期9 月21 日～次年5 月31 日枢纽调度方式

为确保枢纽蓄水，9 月下旬，枢纽以拦蓄洪水的方式自汛期限制水位4 296.00 m 开始蓄水；在保障大坝下游生态基流和灌溉供水的前提下，余水充蓄水位至正常蓄水位4 298.00 m。

枢纽蓄满后，当枢纽入库流量大于大坝下游河道生态基流和灌溉及供水流量之和时，拉洛电站加大出力，维持正常蓄水位4 298.00 m 运用，即在灌溉及供水保证正常供水的前提下，尽量提高拉洛电站发电效益；当枢纽入库流量小于大坝下游河道生态基流和灌溉及供水流量之和时，不足水量由枢纽供水，但要求枯水期枢纽上游水位消落不低于死水位4 287.00 m。

当遭遇设计枯水年及其以外年份，为保证灌溉对德罗引水发电系统渠首引水位的要求，灌溉用水量可适当减少[10]，但枯水期末枢纽上游水位不得低于4 283.50 m。

3 结语

水利工程防洪调度是拦蓄洪水，更是以保障下游人民生命财产安全为根本目标，减轻洪水影响的重要手段。拉洛水利枢纽制定的防洪调度配合下游建成的堤防工程，将下游重要乡镇和灌区的防洪标准提高到20 年一遇，对维持社会和谐稳定，经济稳步发展具有重要意义。但是，由于防洪调度需要在汛期来临之前将水位降至汛期限制水位，与灌溉、供水和发电这些充分利用水资源的兴利调度相悖。洪水发生的随机性和破坏性，导致设计防洪标准都会偏高，一旦洪水没有到来，或者水量不足以将水位补充至正常蓄水位，将会给接下来一年来的调度带来困难。因此，后续关于防洪调度的研究重点可以着重与洪水预报相结合，更加准确的洪水预报可以给予调度方式更多的自由，使得在汛期能够动态控制水位，而不再是一个固定的汛期限制水位，达到防洪与洪水资源相结合的目的。