溢库率是大型水库对下游的防洪指标.doc

“溢库率”是大型水库对下游的防洪指标李毅斌原陕西省电力公司(现退休)(陕西西安环城东路号邮编)liyibin@摘要:水库装满,被迫泄放的洪水流量就是入库洪峰流量或更大,超过下游防洪能力,水库下游就即刻发生洪水灾害,本文称这种情况为“溢库”,发生“溢库”的概率为“溢库率”,认为“溢库率”才是水库对其下游防洪的保证指标。只要未溢库,水库入库洪水对下游就不应为患,以水库的削峰能力或洪水频率作为其抗洪能力的指标是不确切且不全面的;以溢库率作为对大型水库防洪能力的指标比较准确。本文对“溢库率”提出了理论计算方法,并以三峡水库为例,作了定量示例演算;文中提出了控制“预警蓄水量”以提高水库削峰能力的概念。关键词:溢库率,预警蓄水量,防洪指标,削峰能力,,它正在发挥它的效益。许多论述都强调它的首要建设目标是防洪,典型的说明是:它的“防洪效益可使荆江大堤的防洪标准从目前的约十年一遇提高到百年一遇”。“三峡水库是季调节水库,不能拦蓄一次洪水过程的全部洪水,能采用‘削峰滞蓄’的方式起到巨大的防洪作用,拦蓄入库洪水流量中超过下游安全的部分,每次洪峰过后,将水库水位下泄至防洪限制水位,以迎接下一次洪峰到来”。对荆江的具体防洪效果[]如表。三峡调蓄不同频率洪水对应的水库最高水位表枝城控制流量()洪水频率水库蓄洪量(亿³)水库蓄水位()(二十年一遇)(百年一遇)(千年一遇)上述“荆江大堤的防洪标准从目前的约十年一遇提高到百年一遇”确切含义是什么?表中的“洪水频率”的含义是什么?是指入库的还是出库的?是洪峰流量还是洪水总量?和上述说法是什么关系?三峡水库现有对荆江和城陵矶地区的洪水补偿调度方式[],跟上列各说法如何关联?笔者一知半解地自我提出以上问题,并在学****浏览有关文献以自寻答案的过程中形成了一个尚未见于经典的概念:以“溢库率”作为水库对其下游防洪的保证指标较确切,以削峰能力或洪水频率作指标是不准确,甚或是错误的。从而尝试对“溢库率”提出了初步的理论计算方法,并以三峡水库为例,作了定量示例演算。.几个基本观点和假定为了后文中讨论方便,先一般性地说明以下针对大型水库调洪问题的观点和假定。“洪水频率”作为水库下游洪水为患的指标缺乏定义首先有必要强调,这里谈论的全部都是大型水库下游的防洪,不涉及水库上游及本身(如水工建筑、设施、泄洪能力等)的防洪问题。在没有水库作洪水调节的条件下,所谓防洪标准“百年一遇”就是指具有抵抗“百年一遇”洪峰流量的能力,这是没有疑义的;但在有水库作洪水调节的条件下,只谈入库的洪峰流量,而不谈其持续时间,也就是不计洪峰的总洪水量,也不谈在调度上能提供的抗洪库容大小,则对水库下游是否形成水灾没有确切关系。现设任一虚拟水库为例,参考图,该图夸张地用水力学上常用的差积法表示出库流量和流过水量的关系作说明。图中,曲线的每一点的斜率代表该点入库流量和出库流量之差(即水平轴方向为排洪流量),排洪流量保持为下游可以接受的最大流量。例如图中点的斜率为°=,另取一个绘图比例因子ρ=³秒,则表示该点存库流量为ρ•°=³秒,假设它是年一遇,若该流量维持时间Δα=秒,则库存水量将增加Δα=Δα•ρ•°=亿³。图中点的含意类同,该点的洪水差流量为³秒,假设它是年一遇。图中标明,在点,虽然洪峰流量很大,它只是给库内增加了亿³的存水,水库的排放流量并未在该洪峰区间有改变,故未在下游造成水患,因此可以说下游并无感觉。在点,洪峰流量差很小,持续时间为Δβ=秒,水库满了,为了保坝和迎接可能到来的未知新洪峰,在水库频临满溢之前,必需大量增加排洪流量以避免溢库,于是下游发生水灾了。能否说此水库能控制年一遇但不能控制年一遇的洪峰?同理,可以毫不夸张地说,即使长江三峡上游下来的是千年一遇的洪峰,在一定条件下,三峡水库也可以独力抗御;即使是年一遇的洪峰,在一定条件下,也足以对三峡水库下游形成洪灾。我们当然既不能因此说三峡水库能独力抗御年一遇的洪水,也不能因此说它无力抗御年一遇的洪水。现在三峡大坝对下游的防洪效益,似乎更多强调的是它的削峰能力。例如,某宣讲三峡工程的文件就强调说:三峡水库可削洪峰万至万,但削峰持续时间长短及可用防洪库容则未提及,这样的“百年一遇洪水”之类防洪指标和削峰能力对水库下游的防洪问题没有意义。《三峡工程与可持续发展》(长江水利委员会编)在对荆江洪水补偿调度方式中指出:“遇百年以下的洪水,三峡工程按控制枝城流量不大于与宜昌∽枝城区间进行补偿调度”,“遇百年至千年一遇洪水,控制枝城最大流量不超过,并采取分洪措施控制沙市水位不超过”。这里“百年以下”和“百年至千年一遇”,显然是指水库上游的“洪水”频率,这个“洪水”,指的是什么,各年的洪峰流量?洪峰水量?洪水总量?分期洪水总量?这些“量”在历史长河中的概率分