大坝加高3m后，近期内如何选定江垭单库防洪时的超蓄防洪调度方案？湖南省水电院受澧水公司的委托，于2002年8月编印了《江垭水库超蓄防洪调度研究报告》，该报告的主要内容与结论意见简述如下。

1.基本条件

近年内，皂市、宜冲桥水库建成之前，江垭单库防洪调度原则不变，即汛限水位210.6m，预留防洪库容7.4亿m3，大坝加高后，利用236～239m之间的1.15亿m3超蓄防洪库容，以削减三江口站的洪峰流量。由于三江口站洪水的组成与遭遇比较复杂，在历次防洪规划与江垭初设防洪调度演算中，均曾采用频率法与典型年法两种洪水过程。其中频率法洪水有1957年和1980年两个代表年份。典型年法洪水包括有3种情况：1964年和1983年的全流域洪水；1953年、1954年和1998年的干流洪水；1980年、1991年以支流溇水、渫水为主的洪水。江垭和三江口两站的洪峰流量和72h，168h洪量列于表6-4。

表6-4　江垭、三江口各频率洪水的洪峰流量、洪量成果表

2.固定泄量与错峰调度的研究比较

通过大量的防洪调度演算，对固定泄量调度与错峰调度两种方式作了比较，最终仍然选定固定泄量为基本调度方式。

根据江垭初设及《澧水流域规划报告》，江垭水库固定下泄的流量分别为1500m3/s、1700m3/s。大坝加高以后，目前仍不考虑皂市、宜冲桥的联合防洪调度，只有江垭一库为三江口调洪。经计算，即使江垭水库泄量1700m3/s，对于江垭P=2%用典型洪水组成法的1964年、1980年、1983年、1991年的典型洪水和用同频率组成法的1980年洪水，江垭水库均无需动用超蓄防洪库容。因此对固定泄量调度方案考虑P=2%洪水在三江口退水期江垭水库加大泄量，以减少不必要的蓄水，腾空库容，争取P=2%的洪水不动用超蓄防洪库容。据此拟定江垭水库210.6～236m防洪调度方案改变为：①三江口涨水期。江垭入库流量小于1500m3/s、1700m3/s时，来多少泄多少；江垭入库流量大于1500m3/s、1700m3/s时，江垭分别控泄1500m3/s、1700m3/s。②三江口退水期。江垭水库加大泄量，其确定原则是：根据三江口预报8h后的洪水，当三江口小于12000m3/s时，江垭加大泄量，但应满足三江口流量不超过12000m3/s。

按固定泄量与错峰防洪两种调度方式，对各年份的江垭P=2%洪水过程进行调洪演算，其成果分别列于表6-5、表6-6。

表6-5　江垭水库固定泄量调洪成果表（P=2%）

表6-6　江垭水库错峰调洪成果表（P=2%）

分析表6-5可知，采用固定泄量方式，涨水期采用1500m3/s控泄时，其退水期流量与涨水期流量的差值，大于涨水期采用1700 m3/s控泄时的差值，因此本次设计采用涨水期控泄1700 m3/s。当典型年法洪水以溇水、渫水为主（1980年和1991年）时，江垭退水段下泄的流量最大。由于1991年典型年洪水退水段需控泄3250 m3/s，大于中孔在水位236m的泄流能力（中孔236m的泄流能力为2471 m3/s），若不开启表孔，水位必将超过236m。从洪水资料看，典型年法1991年洪水的72h洪量11.43亿m3、168h洪量20.57亿m3，超过设计洪量2.97亿m3，为所有洪水中最大。综合考虑，将典型年法1991年洪水作为特殊情况，允许该洪水P=2%时动用超蓄防洪库容。

因此，固定泄量在水位210.6～236m的调度方式以典型年法1980年洪水为基础确定：

1）在三江口涨水期，江垭入库流量小于1700 m3/s时，来多少泄多少；江垭入库流量大于1700 m3/s时，江垭控泄1700 m3/s；

2）在三江口退水期（考虑三江口预报8h），为减少不必要的蓄水，预泄空库，江垭可以加大下泄，其泄量为2250 m3/s。

分析表6-6可知，采用错峰调度时，用典型洪水组成法的1964年、1980年、1983年3年典型洪水及同频率法的1957年、1980年各个年份的50年一遇洪水，江垭水库库水位均达到了236m，若允许其超蓄，经计算其库水位均达到了239m，即均动用了超蓄防洪库容；其中典型年组成法洪水1980年下泄量为5013 m3/s，1964年、1983年及同频率法1980年洪水均在4000 m3/s以上。因此，错峰调度方案的最大下泄量很大，若不动用超蓄防洪库容，实际对防洪不利，闸门操作也很不方便。

表6-8注2推荐的236～239m防洪调度方式为江垭水库控泄2900 m3/s，错峰调度时（当库水位在236～239m时）也就控泄2900m3/s，允许利用超蓄。据此对江垭P=2%、P=1%洪水作了调洪演算，其特征成果摘列于表6-7。

表6-7　P=2%、P=1%控泄2900 m3/s时错峰调度调洪成果表(www.daowen.com)

注　典型年法组成1953年、1954年、1998年洪水坝前最高水位均未达到236m，故未列出。

由表6-7可知，当P=2%最大下泄流量控制为2900m3/s时，坝前最高水位在236.1～237.6m之间；P=1%的坝前最高水位均达到239m，最大下泄流量除1983年、1957年外，均在5000 m3/s以上。

综上所述，若采用错峰调度，将频繁使用236～239m之间的超蓄防洪库容，对库区管理不利，而且水库的最大下泄流量较大，需要开启表孔与中孔一起泄洪，闸门启闭操作频繁。因此，236m及以下的防洪调洪仍采用固定下泄方式。从调洪演算表中可看出，其固定泄量可考虑定为2250 m3/s。

3.推荐的近期超蓄防洪调度方式

大坝设计校核洪水标准不变，正常蓄水位、库区征地移民回水位、防洪限制水位不变，近期内在皂市、宜冲桥两座水库尚未建成之时，江垭水库236m～239m之间1.15亿m3超蓄防洪库容，暂仅考虑超过50年一遇洪水频率条件下使用；水库淹没移民范围不受影响，P=1%～2%洪水超蓄到239m时，增加的临时淹没，使用一次，赔偿一次。

由于选定的236m及以下的防洪调度方式为固定下泄，因此超蓄防洪调度方式也只考虑固定下泄。其拟定原则为：江垭发生P=1%～2%的洪水时，在236m以下时采用确定的210.6～236m时的防洪调度方式，当水库水位达到236m后，动用超蓄防洪库容，水库固定泄量拦蓄100年一遇洪水，水位达到239m。

根据固定泄量与错峰调度的研究比较，建议210.6～236m采用固定泄量调洪方式。按此对江垭P=1%各年份的洪水进行调洪计算，当水库水位达到236m后，动用超蓄防洪库容，使水库拦洪蓄水至239m。调洪试算成果见表6-8。

表6-8　江垭水库调洪试算成果表（P=1%）

注　1.典型年法的1953年、1954年、1998年P=1%洪水236～239m 控制下泄流均小于1700 m3/s，1991年为特殊情况，只计算水库超蓄防洪调度对该洪水的防洪效益，故以上4年洪水未列出下泄流量。
2.对236～239m 100年一遇洪水各方案调洪演算结果，其中控制泄量2900 m3/s为各年份中控制泄量的最大值，因此设计确定236～239m的防洪调度方式为控制泄量2900 m3/s。

当库水位为236～239m时，水库固定下泄流量由2250 m3/s增大到2900 m3/s；当库水位超过239m时，水库敞泄。

4.各年份频率洪水江垭水库动用的防洪库容与洪水位

根据上述分析确定的江垭水库超蓄防洪调度方式，对各年份的频率洪水（P=2%、P=1%）进行调洪计算，对210.6m以上动用的水库防洪库容和相应洪水位列于表6-9。

表6-9　各年份的频率洪水调洪成果表

5.水库特征指标

根据上述，100年一遇洪水的超蓄调洪方式（不考虑中孔闸门被迫关闸情况），对不同频率设计洪水的调洪演算结果为：江垭水库P=0.02%校核洪峰流量15700m3/s时，最大下泄11450 m3/s，坝前最高洪水位为241.9m；P=0.2%设计洪峰流量12200 m3/s时，最大下泄9460 m3/s，相应库水位为239.2m；P=2%入库洪峰8470 m3/s时，最大下泄流量为2250 m3/s。

另外，为保证将来会有更多的防洪调度方式的大坝安全，考虑了当下游防洪抢险有特殊情况，要求江垭水库更严格地控制下泄流量，或是中孔闸门因为意外事故不能开启，只有4个表孔敞开泄洪时，江垭水库P=0.2%设计洪水最大下泄量相应减少，水库洪水位相应抬高到239.8m和241.6m。校核洪峰流量15700 m3/s时，最大下泄流量减少到9940m3/s和9966 m3/s，校核洪水位升高达244.1m和244.7m，相应总库容为19.1亿m3，并已按此核算（加固）大坝安全，符合原初设采用国家规范的安全标准。这是江垭大坝加高之后取得的最重要的成果。