浙江浙能華光潭水力發(fā)電有限公司 汪 涵

2019年9號(hào)臺(tái)風(fēng)“利奇馬”期間，華光潭水庫(kù)出現(xiàn)了24h 最大降雨量，洪峰流量最大，洪水位最高、泄洪流量最大、棄水量最多的歷史之最。結(jié)合多年水文資料，分析由臺(tái)風(fēng)引起的暴雨、洪水特性以及本次洪水調(diào)度情況。華光潭水庫(kù)通過(guò)科學(xué)合理調(diào)度，配備先進(jìn)的應(yīng)急設(shè)備，有效地保障了下游人民財(cái)產(chǎn)的安全，最大程度發(fā)揮了水庫(kù)的防洪減災(zāi)效益?？偨Y(jié)本次洪水調(diào)度過(guò)程的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)今后優(yōu)化洪水調(diào)度規(guī)則有著重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

1 概況

華光潭一級(jí)水電站位于浙江省臨安區(qū)分水江干流昌化江上游的巨溪，為華光潭梯級(jí)水電站工程中的第一級(jí)電站，壩址距臨安區(qū)約87km，距杭州市140km。工程以發(fā)電為主，兼顧防洪任務(wù)。電站總裝機(jī)容量60MW（2×30MW），設(shè)計(jì)多年平均發(fā)電量1.2705億kW·h，年利用小時(shí)2117h。工程等別為三等，大壩按2級(jí)建筑物設(shè)計(jì)[1]。

壩址以上集雨面積266.1km2，占總流域面積的74%，壩頂高程449.85m，多年平均徑流量2.98億m3。水庫(kù)為年調(diào)節(jié)水庫(kù)，總庫(kù)容8260萬(wàn)m3。水庫(kù)正常蓄水位444.00m，防洪限制水位442m，一級(jí)水庫(kù)按50年一遇洪水設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)洪水位447.29m，大壩按500年一遇洪水校核、相應(yīng)校核洪水位449.78 m，發(fā)電死水位414.00m[2]。華光潭二級(jí)水電站為日調(diào)節(jié)水庫(kù)，暫不做討論。

2019年第9號(hào)臺(tái)風(fēng)“利奇馬”于8月4日14時(shí)在菲律賓東部海域上空生成，生成后向西偏北方向移動(dòng)，逐漸逼近東南沿海，強(qiáng)度逐漸加強(qiáng)。10日1：45臺(tái)風(fēng)“利奇馬”正面登陸浙江省溫嶺市沿海，登陸時(shí)級(jí)別為超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，中心附近最大風(fēng)力16級(jí)（52m/s），并于當(dāng)日22時(shí)離開(kāi)浙江，降為9級(jí)熱帶風(fēng)暴[3]。

9#臺(tái)風(fēng)“利奇馬”是建國(guó)以來(lái)最大三次臺(tái)風(fēng)之一，其強(qiáng)度強(qiáng)、范圍廣、雨量大、影響時(shí)間久，主要有2個(gè)特點(diǎn)：一是登陸強(qiáng)度強(qiáng)，二是風(fēng)雨強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間久。按全域面雨量衡量，本次臺(tái)風(fēng)為2000年以來(lái)影響臨安最強(qiáng)的臺(tái)風(fēng)，直接造成臨安西部山區(qū)遭遇歷史上最大短時(shí)局地強(qiáng)暴雨，過(guò)境杭州時(shí)持續(xù)保持10級(jí)強(qiáng)熱帶風(fēng)暴強(qiáng)度[4]。

2 水雨情分析

2.1 降雨的時(shí)空分布

受臺(tái)風(fēng)外圍云系影響，9日12時(shí)華光潭流域新橋站開(kāi)始出現(xiàn)降雨。3小時(shí)后降雨量覆蓋范圍由東向西逐漸增大。10日受臺(tái)風(fēng)過(guò)境影響雨強(qiáng)逐漸增加，強(qiáng)降雨過(guò)程覆蓋全流域，10日14時(shí)至16時(shí)中梅、島石、新橋降水強(qiáng)度較大，10日17時(shí)至19時(shí)暴雨中心由流域西面移至東面，龍井、一級(jí)壩、一級(jí)尾水降水強(qiáng)度較大。10日19時(shí)伴隨著臺(tái)風(fēng)移出杭州并強(qiáng)度緩慢減弱，降雨影響基本結(jié)束，全流域普降小雨。

2.2 暴雨的特點(diǎn)

華光潭水庫(kù)位于昌化江支流昌北溪上，是本次臺(tái)風(fēng)臨安區(qū)最大的降水區(qū)，也是杭州市最大的降水區(qū)。本次暴雨有如下特點(diǎn)：

降雨短歷時(shí)暴雨大。此次降雨主要集中在8月9日15時(shí)至11日9時(shí)，總歷時(shí)43h。所有站點(diǎn)最大12h降雨量占最大24h 降雨量的比重均達(dá)到70%以上；降雨總量大，超歷史極值。華光潭庫(kù)區(qū)5處雨量站3日累計(jì)降雨均超過(guò)300mm，其中中梅站雨量達(dá)到了441mm。過(guò)程累計(jì)面雨量高達(dá)361.4mm，最大24h（1d）面雨量308.3mm（8月9日20時(shí)～10日19時(shí)），各站最大24h（1d）降雨量均大于特大暴雨的等級(jí)（250mm），為華光潭水庫(kù)歷史最大短歷時(shí)降雨。

降雨強(qiáng)度大。1小時(shí)最大降雨量71mm（島石站），3小時(shí)最大降雨量142mm（中梅站），6小時(shí)最大降雨量216mm（中梅站），12小時(shí)最大降雨量298mm（中梅站），24小時(shí)最大降雨量386mm（中梅站）；降雨空間分布較均勻。庫(kù)區(qū)面雨量361.4mm，島石站雨量331mm，新橋站雨量316mm，中梅站雨量441mm，龍井站雨量342mm，一級(jí)大壩站雨量416mm，一級(jí)尾水298mm。華光潭水庫(kù)降雨情況見(jiàn)圖1、表1、表2。

圖1 華光潭庫(kù)區(qū)面雨量過(guò)程圖

表1 華光潭各雨量站短歷時(shí)暴雨量統(tǒng)計(jì)表

3 相關(guān)分析

3.1 洪水過(guò)程分析

此次降雨入庫(kù)徑流量為6845萬(wàn)m3，華光潭一級(jí)水庫(kù)8月9日23時(shí)開(kāi)始起漲，起漲水位431.63m，至10日19:18一級(jí)水位漲至最高為445.88m，水位漲幅14.25m，漲率為0.7m/h。一級(jí)水庫(kù)入庫(kù)洪水過(guò)程由8月9日20時(shí)的44.7m3/s 起漲，至10日16時(shí)27分達(dá)到2312.92m3/s 洪峰流量。入庫(kù)流量超過(guò)1000m3/s 的一共有5個(gè)小時(shí)（8月10日15時(shí)～19時(shí)）。

一級(jí)水庫(kù)最大下泄流量為1200m3/s，比入庫(kù)洪峰晚3個(gè)小時(shí)，削峰率48.1%。總?cè)霂?kù)水量6845萬(wàn)m3，總出庫(kù)水量3591萬(wàn)m3（包含泄洪量2736萬(wàn)m3），最大24小時(shí)入庫(kù)水量為5529萬(wàn)m3（10日6時(shí)至11日6時(shí)）。

3.2 降雨及洪水頻率分析

華光潭水庫(kù)最大24h 面雨量308.3mm，超過(guò)2012年234.6mm，為歷史最大24h 面雨量，略低于100a一遇。一級(jí)水庫(kù)此次洪峰流量為2312.92m3/s，超過(guò)2012年洪峰流量1082.72m3/s，為建庫(kù)以來(lái)歷史最大洪峰流量，略高于50a 一遇設(shè)計(jì)洪峰流量。最高洪水位445.88m（10日19:18），超過(guò)2011年的445.74m（6月30日0:03），為建庫(kù)以來(lái)歷史最高水位，較防洪高水位（446.92m）低1.04m，比50a 一遇設(shè)計(jì)洪水位（447.29m）低1.41m。根據(jù)重現(xiàn)期綜合考慮，確定為特大洪水。

表3 “利奇馬期間”華光潭洪水情況與不同頻率洪水比較表

3.3 洪水調(diào)度

8月10日15:20華光潭庫(kù)區(qū)降雨累計(jì)136.6mm（10日8:00至15:20）， 一級(jí)水庫(kù)入庫(kù)流量達(dá)1500m3/s，出庫(kù)流量（發(fā)電）為36m3/s，水位上漲至438.9m，且?guī)靺^(qū)降雨強(qiáng)度不斷加大，水位上漲迅猛，根據(jù)預(yù)報(bào)結(jié)果顯示，如不泄洪，預(yù)計(jì)19時(shí)左右一級(jí)庫(kù)水位會(huì)超過(guò)防洪高水位446.92m，且氣象預(yù)報(bào)庫(kù)區(qū)未來(lái)3小時(shí)仍有強(qiáng)降雨，15:27向防辦申請(qǐng)一級(jí)水庫(kù)17時(shí)開(kāi)閘泄洪；15:50一級(jí)水位達(dá)439.69m且上漲快，入庫(kù)流量高達(dá)2000m3/s 并持續(xù)增大，庫(kù)區(qū)降雨持續(xù)，形式十分嚴(yán)峻，遂再次向防辦申請(qǐng)一級(jí)水庫(kù)16:30提前開(kāi)閘泄洪。16:40收到防辦調(diào)度令，允許一級(jí)水庫(kù)17時(shí)開(kāi)閘泄洪，下泄流量不大于500m3/s。8月10日17時(shí)一級(jí)水庫(kù)1、2、3號(hào)閘門開(kāi)啟3m，開(kāi)閘水位443.36m、超汛限1.36m、下泄流量480m3/s。

17:12水位漲至443.84m，一級(jí)水庫(kù)入庫(kù)流量16:27已達(dá)2312.92m3/s 洪峰流量，超50年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量，出庫(kù)流量為480m3/s（包含發(fā)電流量），預(yù)計(jì)17:30一級(jí)庫(kù)水位將達(dá)到水庫(kù)征地水位445m，18:15達(dá)到防洪高水位446.92m，申請(qǐng)17:30加大一級(jí)水庫(kù)下泄流量。17:59收到防辦調(diào)度令，18:15下泄流量加大至994m3/s（不大于1000m3/s）。

18:51一級(jí)庫(kù)水位445.78m，超正常蓄水位1.78m，超征地水位0.78m，入庫(kù)流量1700m3/s，庫(kù)區(qū)面雨量220mm，預(yù)計(jì)19:40達(dá)到防洪高水位446.92m，申請(qǐng)19:30加大下泄流量，出庫(kù)不大于1500m3/s。19:19收到防辦調(diào)令，要求19:20起一級(jí)出庫(kù)流量不大于1300m3/s。19:30加大到最大下泄流量1200m3/s 后，為減輕水庫(kù)下游防汛壓力，在臨安防汛辦的指揮下逐步關(guān)小閘門，因分水江防汛形勢(shì)嚴(yán)峻，華光潭電站一級(jí)水庫(kù)于11日16:46關(guān)閉閘門。關(guān)閘時(shí)水位444.86m，超汛限2.86m。

3.4 調(diào)度分析

3.4.1 前期預(yù)泄情況

根據(jù)氣象預(yù)報(bào)，臨安將受臺(tái)風(fēng)影響，公司根據(jù)上級(jí)要求提早開(kāi)展預(yù)泄工作。華光潭水庫(kù)提前通過(guò)24小時(shí)滿負(fù)荷發(fā)電形式及時(shí)降低庫(kù)水位（8月9日22時(shí)庫(kù)水位降至431.63m，低于汛限水位12.37m，共騰出庫(kù)容3789萬(wàn)m3，起漲水位比汛限水位低12.37m，比移民水位低15.29m），有效降低了后期的防洪壓力。

3.4.2 一級(jí)水庫(kù)提前加大下泄的原因

15:20水庫(kù)庫(kù)區(qū)面雨量136.6mm（10日8:00至15:20），一級(jí)庫(kù)水位438.9m，入庫(kù)流量1500m3/s，出庫(kù)流量（發(fā)電）為36m3/s，洪水預(yù)報(bào)結(jié)果顯示：如不泄洪，預(yù)計(jì)19時(shí)左右一級(jí)庫(kù)水位將超防洪高水位446.92m，且氣象預(yù)報(bào)庫(kù)區(qū)未來(lái)3小時(shí)仍有強(qiáng)降雨，故華光潭水庫(kù)17時(shí)開(kāi)閘泄洪，下泄流量不大于500m3/s。同時(shí)，水庫(kù)利用洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)分三種情況進(jìn)行了分析：

方案一：按照控運(yùn)計(jì)劃（在水位達(dá)到446.92明天之前，保持500m3/s 下泄，其后按照保壩調(diào)度下泄），若不考慮未來(lái)降雨，預(yù)計(jì)18:15分水位將上漲至446.92m，此時(shí)保壩下泄流量將達(dá)1700m3/s。

方案二：若不考慮未來(lái)降雨，18時(shí)下泄流量加大至1000m3/s，19:20加大到1300m3/s，最高水位到445.90m 左右，低于移民高程。

方案三：按照控運(yùn)計(jì)劃（在水位達(dá)到446.92m之前，保持500m3/s 下泄，其后按照保壩調(diào)度下泄。）考慮氣象預(yù)報(bào)未來(lái)3小時(shí)降雨仍有100～150mm，預(yù)計(jì)22時(shí)水庫(kù)最高水位會(huì)達(dá)到451.35m，有漫壩可能（水庫(kù)壩頂高程449.85m，加防浪墻451.05m）。

經(jīng)過(guò)對(duì)三個(gè)方案的綜合比對(duì)，并考慮上游因暴雨引發(fā)的山洪、山體滑坡和泥石流導(dǎo)致交通、移動(dòng)通訊和電力都已中斷，災(zāi)情十分嚴(yán)重，汛情危急。我們會(huì)商后決定采用方案二，這樣最大下泄最小，對(duì)下游危害最小，又不影響水庫(kù)工程安全。

4 結(jié)語(yǔ)

本次抗擊臺(tái)風(fēng)洪水期間，華光潭水電站及時(shí)預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)、提前預(yù)泄，在臨安水利水電局和上級(jí)主管單位的領(lǐng)導(dǎo)下，公司防汛領(lǐng)導(dǎo)小組正確決策下，各部門通力合作、同心同德，在攔蓄洪水、削峰和錯(cuò)峰方面效果顯著，取得了良好的防洪效果。

公司領(lǐng)導(dǎo)及各部門在思想上高度重視，舉措上周密部署，責(zé)任上嚴(yán)格落實(shí)，迅速進(jìn)入臨戰(zhàn)狀態(tài)，堅(jiān)決摒棄“麻痹、僥幸、懈怠”心理，全力以赴迎接“利奇馬”?？古_(tái)期間各部門通力合作，各司其責(zé)，上下一條心，也是本次抗臺(tái)順利的重要條件。

雨前創(chuàng)造條件提前預(yù)泄；初期根據(jù)預(yù)測(cè)精準(zhǔn)預(yù)泄，中期以下游安全為目標(biāo)，盡可能發(fā)揮調(diào)蓄作用；后期堅(jiān)持調(diào)度原則，保證大壩安全為主進(jìn)行泄洪。華光潭一級(jí)電站前期通過(guò)預(yù)泄，水庫(kù)水位比正常蓄水位低12.38m，增加了約3000萬(wàn)m3的調(diào)蓄庫(kù)容。

公司每年組織的防汛防臺(tái)應(yīng)急演練為本次抗臺(tái)風(fēng)發(fā)揮了積極的作用，公司各部門在本次防臺(tái)風(fēng)工作異常緊急的情況下，仍臨危不亂、有條不紊地開(kāi)展各項(xiàng)工作，如：洪水驟漲、閘門異常、機(jī)組異動(dòng)，道路阻塞，應(yīng)急搶險(xiǎn)等。

配備先進(jìn)的應(yīng)急設(shè)施，確保水庫(kù)在極端的氣候條件下能夠正常運(yùn)行，本次臺(tái)風(fēng)暴雨引發(fā)的山洪、山體滑坡和泥石流導(dǎo)致華光潭一級(jí)電站上壩道路沖毀，交通、通訊和電力中斷，上游洪水來(lái)勢(shì)洶洶，情況危急。所幸的是，公司在2015年配備了兩臺(tái)衛(wèi)星電話，才能把指揮部的信號(hào)傳到壩上，保證了洪水期間泄洪閘門的正常啟閉。水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)GPRS 數(shù)據(jù)傳輸也因移動(dòng)信號(hào)中斷，同時(shí)失去數(shù)據(jù)，超短波數(shù)據(jù)采集工作正常，及時(shí)傳輸水雨情數(shù)據(jù)，為防洪調(diào)度提供決策依據(jù)，同時(shí)也為臨安、杭州防汛指揮機(jī)構(gòu)提供實(shí)時(shí)水雨情變化，得到了上級(jí)單位的高度評(píng)價(jià)。

華光潭電站以發(fā)電為主、兼顧防洪，始終堅(jiān)持把人民群眾的防洪安全放在第一位，體現(xiàn)了國(guó)有企業(yè)的重要社會(huì)責(zé)任。本次臺(tái)風(fēng)期間攔蓄上游洪水3465萬(wàn)m3，大大減輕了下游的防洪壓力，最大限度的發(fā)揮了水庫(kù)攔蓄洪水的作用。