拉洛水利樞紐防洪調度方式分析

楊軍，周克發，張文東

（1.西藏自治區拉洛水利樞紐及灌區管理局，拉薩 851414；2.水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院，南京 210029；3.福州大學土木工程學院，福州 350108）

1 工程概況

拉洛水利樞紐及配套灌區工程位于西藏自治區日喀則市西部、雅魯藏布江以南薩迦縣及日喀則市桑珠孜區，是雅魯藏布江右岸一級支流夏布曲干流上的控制性工程，工程包括拉洛水利樞紐工程和配套灌區工程。樞紐位于高程4 300.00 m的高寒缺氧地區，壩址區位于夏布曲干流距拉洛鄉下游約6 km的峽谷進口河段，工程防洪標準為100 年一遇洪水設計、2000年一遇洪水校核。拉洛水利樞紐為年調節水庫，水庫總庫容2.965×108m3，其中設計洪水位4 298.95 m，相應最大下泄流量349 m3/s；校核洪水位4 302.34 m，相應最大下泄流量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，興利庫容1.306×108m3，控制集水面積為3 366 km2。拉洛水利樞紐主要水工建筑物由大壩、泄洪發電隧洞、溢洪道、拉洛電站、魚道、德羅引水發電系統組成[1]，樞紐工程為Ⅱ等，主要水工建筑物級別為2 級，配套灌區設計灌溉面積30 260 m2。

2 防洪調度

拉洛水利樞紐是一座以灌溉為主，兼顧供水、發電和防洪，并促進改善區域生態環境的大（2）型年調節水庫，主要調度任務的主次關系為防洪調度、灌溉調度、供水調度、發電調度、生態用水調度。本文主要討論拉洛水利樞紐防洪調度相應的調度方式。具體內容如下所述。

2.1 防洪調度任務

拉洛水利樞紐承擔下游防洪任務，其調度目標是根據預報和實時的水、雨、工情，按照擬定的防洪調度方式，有計劃地對洪水進行控制、調節，確保樞紐工程主要建筑物安全，并避免或減輕下游洪水災害。在主汛期7 月1 日～9 月20 日，設置防洪限制水位4 296.00 m，防洪高水位4 298.00 m，防洪庫容2.750×107m3；9 月21 日～12 月31 日以攔蓄洪水的方式開始蓄水，蓄滿后維持正常蓄水位4 298.00 m；1～6 月在控制樞紐上游水位不超過正常蓄水位4 298.00 m，但不低于死水位4 287.00 m，并在6 月底將樞紐上游水位降至主汛期防洪限制水位4 296.00 m[2]。在滿足防洪要求，確保樞紐工程安全和生態基流的前提下，最大限度地發揮樞紐的灌溉、供水、發電及生態改善等興利綜合效益。

2.2 泄水設施

拉洛水利樞紐泄水建筑物包括泄洪發電隧洞和開敞式溢洪道。泄洪發電隧洞進口底板高程4 265.00 m，出口工作閘門底坎高程4 255.00 m；溢洪道堰頂高程4 298.00 m。在汛期，視樞紐上游來水情況，決定是否開啟泄洪發電隧洞出口工作閘門泄洪；當樞紐上游水位超過溢洪道堰頂高程4 298.00 m 時，溢洪道開始泄洪，泄洪發電隧洞出口工作閘門敞泄。

2.3 防洪調度原則

拉洛水利樞紐工程所在流域汛期為6 月1 日～9 月30 日，可分為汛期前（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 個時間段[3]，各時段調度原則示意圖如圖1 所示。

圖1 拉洛水利樞紐汛期防洪調度示意圖

1）主汛期7 月1 日～9 月20 日

當樞紐上游水位超過防洪限制水位4 296.00 m 并低于防洪高水位4 298.00 m 時，洪水調度采用泄洪發電隧洞泄洪；當樞紐上游水位超過防洪高水位4 298.00 m（溢洪道堰頂高程）時，洪水調度采用敞泄方式，泄水建筑物敞泄洪水（泄洪發電隧洞閘門全開泄洪，溢洪道開始泄洪），保障大壩安全。

2）汛期6 月1～30 日

當樞紐上游水位不超過正常蓄水位4 298.00 m 時，洪水調度根據入庫洪水流量及洪量，盡量加大拉洛電站出力，充分發揮發電效益，控制樞紐上游水位6 月30 日前降至主汛期防洪限制水位4 296.00 m；若樞紐上游水位低于主汛期防洪限制水位4 296.00 m，可利用主汛前較豐來水，充蓄水至防洪限制水位4 296.00 m[4]。

當樞紐上游水位超過正常蓄水位4 298.00 m 時，洪水調度根據入庫洪水流量及洪量，在盡量加大拉洛電站出力的前提下，泄洪發電隧洞閘門開啟泄洪，并在將樞紐上游水位控制至正常蓄水位4 298.00 m 時關閉。

3）汛期9 月21～30 日

樞紐以攔蓄洪水的方式自主汛期防洪限制水位4 296.00 m開始蓄水；在保障下游生態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。樞紐蓄滿后，當樞紐入庫流量大于下游河道生態基流和配套灌區的灌溉及供水需求流量之和時，拉洛電站加大出力，維持正常蓄水位4 298.00 m 運用，即在保證灌溉及供水的前提下，盡量提高拉洛電站發電效益[5]。

防洪調度應在確保樞紐工程安全的前提下，最大限度地發揮樞紐對上、下游的防洪作用；根據洪水預報擬定流量和泄洪方式，減輕下游防洪壓力，并盡量使下泄流量均勻。正常情況下防洪調度應在西藏自治區防汛抗旱指揮部領導下按上述原則統一調度，若天氣預報大雨及以上時，則應提前錯峰泄洪，減輕下游泄洪壓力[6]。

2.4 防洪調度方式

拉洛水利樞紐的大壩下游設有吉定鄉控制斷面，用于判斷水庫下泄流量，其安全泄量不超過200 m3/s。拉洛水利樞紐根據上游洪水來量和下游控制斷面流量共同決定蓄水或下泄，利用泄洪發電隧洞工作閘門不同開度和溢洪道的聯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）樞紐調度方式

當樞紐壩址洪水流量＜130 m3/s 時，且吉定鄉控制斷面洪水流量＜180 m3/s 時，按來水流量下泄。

在洪水上漲階段，當樞紐壩址洪水流量≥130 m3/s 或同時刻吉定鄉控制斷面洪水流量≥180 m3/s 時，由于需要保證下游安全泄量不超過200 m3/s 時樞紐開始蓄水。蓄水原則為：當130 m3/s≤樞紐壩址洪水流量＜170 m3/s 時，樞紐蓄水流量為75 m3/s；當樞紐壩址洪水流量≥170 m3/s 時，樞紐蓄水流量為120 m3/s。

在洪水退水階段，當樞紐壩址洪水流量＜130 m3/s，且吉定鄉控制斷面洪水來量＜180 m3/s 后，然后視大壩下游水情，保證下游安全泄量不超過200 m3/s 的前提下將樞紐上游水位逐步消落至防洪限制水位4 296.00 m。

當樞紐上游水位超過防洪高水位4 298.00 m 后，無法保證下游安全泄量，樞紐按“敞泄”方式工作，以保障大壩安全為主[8]。

2.4.2 汛期6 月1～30 日樞紐調度方式

6 月1 日前，若樞紐上游水位低于汛期限制水位4 296.00 m，視樞紐上游來水情況，汛期6 月1～30 日可利用較豐來水，可在7 月1 日前充蓄水至水位4 296.00 m。

6 月1 日前，若樞紐上游水位高于汛期限制水位4 296.00 m，視樞紐上游來水情況，汛期6 月1～30 日在盡量加大拉洛電站發電用水的前提下，控制樞紐上游水位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，要求樞紐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 日樞紐調度方式

為確保樞紐蓄水，9 月下旬，樞紐以攔蓄洪水的方式自汛期限制水位4 296.00 m 開始蓄水；在保障大壩下游生態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。

樞紐蓄滿后，當樞紐入庫流量大于大壩下游河道生態基流和灌溉及供水流量之和時，拉洛電站加大出力，維持正常蓄水位4 298.00 m 運用，即在灌溉及供水保證正常供水的前提下，盡量提高拉洛電站發電效益；當樞紐入庫流量小于大壩下游河道生態基流和灌溉及供水流量之和時，不足水量由樞紐供水，但要求枯水期樞紐上游水位消落不低于死水位4 287.00 m。

當遭遇設計枯水年及其以外年份，為保證灌溉對德羅引水發電系統渠首引水位的要求，灌溉用水量可適當減少[10]，但枯水期末樞紐上游水位不得低于4 283.50 m。

3 結語

水利工程防洪調度是攔蓄洪水，更是以保障下游人民生命財產安全為根本目標，減輕洪水影響的重要手段。拉洛水利樞紐制定的防洪調度配合下游建成的堤防工程，將下游重要鄉鎮和灌區的防洪標準提高到20 年一遇，對維持社會和諧穩定，經濟穩步發展具有重要意義。但是，由于防洪調度需要在汛期來臨之前將水位降至汛期限制水位，與灌溉、供水和發電這些充分利用水資源的興利調度相悖。洪水發生的隨機性和破壞性，導致設計防洪標準都會偏高，一旦洪水沒有到來，或者水量不足以將水位補充至正常蓄水位，將會給接下來一年來的調度帶來困難。因此，后續關于防洪調度的研究重點可以著重與洪水預報相結合，更加準確的洪水預報可以給予調度方式更多的自由，使得在汛期能夠動態控制水位，而不再是一個固定的汛期限制水位，達到防洪與洪水資源相結合的目的。