關于資水梯級電站防洪調度方案的思考

周有為，高章軍

（桃江縣應急管理局，湖南 益陽 413400）

近年來，國家防總、湖南省防指實現了對大型骨干水庫的精準調度，最大限度減輕了城市防洪的壓力。隨著流域內梯級電站的建成，庫區防洪的重要性日益凸顯。2021年5月，益陽市資水梯級電站聯合調度暨沿線防洪避災轉移演練在修山電站下游舉行。梯級電站防洪調度（簡稱梯調）很大程度上降低了梯級電站對行洪的影響，但調度方案值得進一步精準化。

1 梯調的主要措施

資水從安化敷溪口入境桃江縣，自西向東流經馬跡塘、武潭、乍埠、大栗港、沾溪、三堂街、修山、浮邱山、桃花江9個鄉鎮，東出益陽市區。縣內北岸長86.5 km，南岸102 km，總落差29.5 m。

資水中下游有柘溪水庫泄洪和安化暴雨中心匯流的雙重洪水壓力。近年來，柘溪以下資水干流修建了東坪、株溪口、馬跡塘、白竹洲、修山5座低水頭電站，這些電站調節庫容均在1 000萬m3以下，只具備日調節功能。洪水期間，各梯級的電站使得洪峰疊加，如果不提前泄洪，庫區很容易受淹。2015年以來，益陽市防汛抗旱指揮部出臺了《益陽市資水梯級電站聯合調度方案》，主要作法是通過行政指令要求電站在洪水入庫前按先下游后上游（開閘泄洪）的原則提前預泄。

地處梯調重點河段的桃江縣制定了《資水流域柘溪以下梯級水電站防汛聯合調度響應方案》，確定了分級分部門負責的梯調工作方案，明確了縣防指、梯級電站、鄉鎮、縣直部門的工作職責，主要體現在三個方面：

一是明確責任主體。縣防指在接到市防指梯調令后通過預警平臺將指令發送到電站、鄉鎮和有關縣直部門。電站執行市防指下達的調度指令，向市、縣防指報汛。

鄉（鎮）防指負責制定沿河低洼村、社區、企業、學校的轉移避災預案，對沿河船只登記造冊加強管理。接到泄洪指令后，相關責任人到崗到位，根據預案進行部署，通過多種預警方式迅速通知到位并組織有序轉移。

二是加強部門協作。縣融媒體中心通過“村村響”發布廣播通知，確保社會公眾在第一時間收到預警信息。縣交通運輸局負責渡口碼頭客運船只轉移避險，加強管理。針對可能失控的船只進行固錨，制定應急預案，一旦出事立即緊急處置。縣水文中心分析雨水情，適時作出洪水預報預警。

三是建立監督機制。縣水利局派出電站調度監督組，對沿河一線開展巡查，協助處理突發事件。縣應急管理局、縣科工局、縣庫區移民事務中心負責現場監管三個電站執行梯調令情況。

近年來，除2018年外，每年汛期市防指多次啟動梯調，及時消除了洪水可能帶來的損失。以2019年為例，柘溪先后2次泄洪。市防指對安化縣東坪電站、株溪口電站啟動2輪梯調，對桃江縣先后啟動8輪梯調（柘溪泄洪時同步啟動2輪，柘溪未泄洪的情況下6輪），為歷年來最多的一年。

2 開展梯調的必要

安化境內自上而下有三級電站：柘溪、東坪、株溪口。桃江縣也是三級電站：馬跡塘電站地處上游第一級，建于1980年代，白竹洲居中、修山在下。白竹洲距離馬跡塘、修山的距離分別是19.6 km、23.4 km。資水梯級電站示意圖見圖1。

圖1 資水梯級電站示意圖

柘溪作為益陽境內的龍頭水庫，當下游出現暴雨時，具有調節功能的柘溪水庫在確保自身安全的前提下可以為下游攔洪錯峰。馬跡塘、修山、白竹洲可視作一組電站，馬跡塘（庫容8 800萬m3）為龍頭，其位置類似柘溪水庫，迎接洪水時只需考慮自身庫區安全，而不必考慮對上級電站的頂托。

電站區間內洪水疊加作用使得上下游防洪形勢出現了變化。較為典型的“2014.7.16”洪水，桃江洪峰流量8 800 m3/s、水位42.93 m。相比1996年最高洪水位44.44 m（洪量11 500 m3/s），2014年洪水比1996年洪水在馬跡塘、白竹洲、修山電站庫區普遍偏高0.25～0.85 m，造成較大經濟損失，而修山以下16 km的桃江水文站卻低了1.51 m。同一條河，為什么不同時期出現如此大的水位差呢？答案是電站阻洪。

區間內只有馬跡塘電站時，不存在頂托，無需調度。梯級增加電站后，在泄洪過程中，相距不遠的上下游電站間互相影響，如果不按順序提前開閘泄洪，洪水導致庫區水位急劇抬升，損失難以預料。

3 幾點建議

桃江縣梯級電站均為低水頭徑流式電站，較大洪水時不能發揮攔洪錯峰的減災效益。調度的目的是在洪水到來之前，降低庫水位，確保行洪暢通。從近年實際情況來看，梯調方案也存在一些商榷之處：

1）分清主次、區別對待。梯級電站的詬病是：下級庫區阻礙上級電站泄洪形成逐級受淹的連鎖效應。

資水下游洪水有兩個來源：一是柘溪泄洪、一是柘桃區間（集雨面積4 108 km2）安化暴雨區匯流，干支流多峰疊加，對庫區構成威脅。柘桃區間主要在柘溪-馬跡塘區間，集雨面積為3 531 km2（為柘桃區間面積的85%）,株溪口以下依次有麻溪、洢溪、善溪、沂溪等重要支流匯入資水，是區間洪水的主要來源。區間來水相對柘溪泄洪比較平緩，馬跡塘壩址下距株溪口60 km，二級電站之間落差達30 m,不存在頂托。當柘溪不泄洪或者停機時，進入馬跡塘的一般洪水流量在4 000 m3/s以下（馬跡塘電站安全泄量7 280 m3/s），梯調主要是應對區間洪水，安化兩級電站不參與梯調，只有桃江三級電站啟動聯調。

修山電站處于梯級末端，受上游多級電站泄洪影響，是預泄騰庫的第一個單位；白竹洲電站地處中段，對馬跡塘電站構成頂托。兩級電站間落差小于8 m，河床坡降小，修山、白竹洲是梯調重點。根據梯調經驗，當預測馬跡塘入庫洪水將超3 500 m3/s時啟動梯調。

以2020年7月27日洪水為例。7月26—27日早晨，柘桃區間普降暴雨100 mm，部分站超150 mm，水文部門預測進入馬跡塘流量將達3 500 m3/s。凌晨4時，柘溪出庫流量從1 500 m3/s降到700 m3/s，8時，柘溪機組全關，為下游錯峰。市防指及時啟動梯調，修山水電站從27日07時起，加大出庫流量至4 500 m3/s；白竹洲07時30分起，加大出庫流量至4 000 m3/s；馬跡塘08時30分起，加大出庫流量至3 800 m3/s。修山、白竹洲的開閘時間差僅30 min；白竹洲、馬跡塘的開閘時間差1 h，短時間內頻繁啟閉閘門導致水位變化太快，河水陡漲陡落，庫岸沖刷嚴重。

17時，桃江水文站出現洪峰41.35 m（超警2.15m），漲幅5.02 m，流量7 112 m3/s。為什么在柘溪水庫關閉的情況下，桃江還出現如此高的水位呢？主要是區間產流和三級電站騰庫產生的數千萬方水量傾泄所致。也就是說當啟動梯調時，桃江洪量大于修山入庫洪量，修山入庫洪量大于馬跡塘（白竹洲）的入庫洪量。

建議：①最大程度發揮馬跡塘水庫的攔洪作用，柘溪水庫不泄洪的情況下改三級聯調為二級聯調，減輕下游防洪壓力。②延長修山、白竹洲兩級電站開閘的時間差，減少泄洪造成的庫岸沖刷。③如果馬跡塘入庫流量從3 500 m3/s繼續增加，當流量達到4 500 m3/s且持續增大時，對馬跡塘水庫啟動梯調。

2）優化梯調時間。2021年4月1日凌晨，3條停靠在沾溪鎮河段的船舶被水沖到修山電站發電進水口，影響電站正常生產。夜晚是船舶安全事故的高發時期，白天啟動梯調有利于有關責任人采取應對措施，深夜或者凌晨啟動梯調則給沿河鄉鎮、縣直單位和當事人造成一定工作困難，也容易導致安全事故發生。建議優化方案，盡量在白天啟動梯調，避免夜晚泄洪引發安全事故。