(一)水库超蓄与民垸分洪的比较
江垭水库正常高水位236m到设定超高蓄洪水位239m,超蓄库容1.15亿m3,可将100年洪峰9580 m3/s削减到下泄1700~2900 m3/s,这种超蓄防洪效益是可以通过洪水演算量化确认的。江垭大坝加高3m后,通过多种调洪演算,保证大坝安全的5000年一遇校核洪水位由240.85m升高到244.7m,总库容由17.4亿m3增大到19.1亿m3,净增超蓄拦洪水量1.7亿m3,或者说在236m(库容15.7亿m3)以上至244.7m之间有超高拦洪水量3.4亿m3。在大坝同等保安前提下,这个1.7亿m3和3.4亿m3滞洪库容,也可以适当利用来对付超过防洪设计标准的更大洪水,为下游发挥削峰、错峰的防洪减灾作用。这种潜在的防洪功能是明显存在的,很多无防洪要求的水库,在正常蓄水位以上的超蓄滞洪库容往往对下游发挥很好的防洪减灾作用,这已是所有不设防洪库容的水库均有超高拦洪作用的实际存在,也是所有水库大坝在正常蓄水位以上均应有适当超高的重要经验。它不仅增加大坝防洪安全余度,也为下游防洪减灾储存了潜在功能,但是很少用调洪演算来定量确认其防洪效益。
上述两种防洪效益,可以用下游平原民垸分洪来作比较。在江垭防洪保护区内,规划有澧南、西洲、官垸和九垸4个蓄洪垸,选择其中蓄洪容积与江垭水库超蓄效应大致相当的澧南垸作比较。澧南垸可分蓄洪量2亿m3,运用1次,需动迁人口2.2万人,淹没农田2.1万亩,加上房屋等直接经济损失和汛后恢复代价,共计约3.8亿元(按1998年价格估计)。而利用江垭水库236m临时超高蓄水到239m,库区按P=1%洪水回水线,需临时动迁807人,淹没耕地1051亩(其中水田621亩)、园林地637亩,直接经济损失和汛后恢复约计1370万元。由此可见,水库超蓄与民垸分洪的经济损失代价比例是1370∶38000,即1∶28,比值悬殊,效益显著。而且,民垸破堤分洪,进洪排洪无控制,分洪效果很难适时、适量,而水库超蓄,运用闸门控制,灵活方便、准确可靠。
(二)江垭水库超蓄对三江口的防洪效益
根据对实测洪水、频率法洪水、典型年法洪水以及1935年特大洪水进行调洪计算及洪水演算结果,以江垭建库前后两种情况,对三江口洪峰流量的削减及洪水位的降低,来表示江垭水库超蓄对澧水下游的防洪作用,简述如下。
1.对三江口10年次实测洪水的防洪作用
根据三江口50多年以来发生的大洪水年份,共选择10年次实测洪水过程,利用江垭水库超蓄调洪和洪水演进计算。江垭水库超蓄调洪10年次中,能削减三江口洪峰流量为116~3882 m3/s,三江口最高洪水位能降低0.05~1.60m。调洪成果列于表6-10。
表6-10 三江口10次实测洪水江垭水库超蓄调洪成果表
2.江垭与三江口发生同频洪水时的防洪作用
根据选定的防洪调度方式和三江口发生1%、2%、5%3种频率设计洪水进行调洪和洪水演进计算,其成果列于表6-11。
表6-11 江垭建库前后对三江口同频率设计洪水调洪演算成果表(www.daowen.com)
由表6-11可知,发生100年一遇洪水时,将三江口洪峰流量25500m3/s削减到19904~20009 m3/s,约相当于三江口30年一遇洪水,洪峰流量削减值为5491~5596 m3/s,水位降低1.34~1.37m。发生50年一遇洪水时,将三江口洪峰流量22800 m3/s削减到17861~18036 m3/s,约相当于三江口15年一遇洪水,洪峰流量削减4939~4764 m3/s,水位降低1.31~1.36m。发生20年一遇洪水时,将三江口洪峰流量19200 m3/s削减到15509~15664 m3/s,相当于三江口不到10年一遇洪水,洪峰流量削减值在3536~3691 m3/s,水位降低1.26~1.32m。由此可见,利用江垭水库超蓄防洪,对削减三江口站同频率洪峰流量和洪水位的作用是十分明显的。
3.对三江口典型年法洪水的防洪作用
根据选定的防洪调度方式,对采用典型年法1%、2%、5%三种频率洪水进行调洪和洪水演进计算,其成果列于表6-12。
表6-12 江垭超蓄对三江口典型年法洪水调洪成果表
续表
由表6-12知,当发生100年一遇洪水时,可削减三江口洪峰流量为341~7662 m3/s,洪水位降低0.08~2.29m;发生50年一遇洪水时,削减三江口洪峰流量104~6570 m3/s,洪水位降低0.02~2.11m;发生20年一遇洪水时,削减三江口洪峰流量96~4998 m3/s,洪水位降低0.11~2.00m。
4.对1935年特大洪水的防洪减灾作用
1935年洪水是历史上的特大洪水,属全流域性洪水,三江口最大洪峰流量为30300 m3/s,其重现期约为280年一遇。干流、溇水、渫水洪峰组成各占1/3,所以江垭水库超蓄对1935年洪水能起到较大的防洪减灾作用。江垭超蓄防洪调度,能将三江口1935年洪水的洪峰流量从30300 m3/s削减至25335 m3/s,削减洪峰值为4965 m3/s,能将三江口280年一遇的洪水削减到约100年一遇。其防洪减灾的效益是十分可贵的。
综上所述,江垭大坝加高3m后,利用防洪库容增大到8.55亿m3,对三江口站各种类型、各种频率的洪水进行防洪调度和洪水演算,超蓄防洪作用是十分显著的。但是,江垭一库,只能控制支流溇水洪水,对于1953年、1954年、1998年等各年主要来自干流的洪水,作用有限。它不可能完全控制三江口洪水,必须继续建成皂市、宜冲桥水库,实行3库联合优化调度,才能完整地控制澧水三江口的各种组成洪水过程。当第二期防洪工程——松滋口建闸、松澧洪道整治之后,淞澧地区防洪标准才能达到50年一遇,那时,江垭大坝加高的宏观综合效益,以及可持续发展的长远目标,才能逐步实现。
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