第４２卷第６期 ２ ０ １ １年３月 人 民 长 江 Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ Ｖｏ１．４２．Ｎｏ．６ Ｍａｒ．． ２０１１ 文章编号：１００１—４１７９（２０１１）０６—００３５—０３ 受水利工程影响的乌江流域洪水预报方法浅析 熊金和，郭丽娟，同 斌，童梅花 （长江水利委员会水文江上游水文水资源勘测局，重庆４０００１４） 摘要：乌江流域是我国重要的水电能源基地之一，流域内已建或在建有多座梯级水电站。这些水电工程的建 设，改变了流域的局部水文特性，导致洪水传播时间和降雨的产汇流时间缩短，给流域的水文预报增加了困 难。鉴于此，在分析流域暴雨洪水特性和原有洪水预报方案的基础上，深入研究了流域内各主要水电站对洪 水预报的影响，针对实际情况调整预报方法，并找出预报的难点和疑点。通过对２０ｌ０年７月９日乌江洪水预 报实践表明，调整后的预报方案能够取得较为满意的预报结果。 关 键 词：洪水预报；水文特性；洪水传播时间；水电站；乌江流域 中图法分类号：Ｐ３３８ 文献标志码：Ａ １流域自然地理概况 乌江古称延江，又称黔江，是川江南岸最大的支 量大，洪水过程历时较长。洪水过程线以复峰和双峰 居多，占７８％，双峰中以主峰在后，复峰中以主峰位置 居中和靠后居多，单峰占２２％。洪峰主要由ｌ ｄ暴雨 造成。 表１ 乌江流域主要水电站特征值 流，集水面积８７ ９２０ ｋｍ ，河长约１ ０３０ ｋｍ，天然落差 约２ １２０ ｍ。 乌江水系呈羽状分布，河网密度较大，有名的一级 支流５８条。其中，流域面积大于３００ ｋｍ 的有４２条， 大于１ ０００ ｋｍ 的有１６条，主要有湘江、清水江、濯水 河、洪渡河、郁江、芙蓉江。 乌江流域水利工程较多，已建和在建水电站有：洪 家渡、乌江渡、构皮滩、思林、沙沱、大河口、彭水、银盘、 江口等电站。乌江流域主要水电站特征值见表１。 乌江流域主要水电站和水文站分布图见图１。 ２暴雨洪水特性 乌江流域暴雨区较多，干流主要在构皮滩至彭水 区问，支流主要暴雨区为右岸唐岩河和左岸芙蓉江流 域。暴雨出现次数较多，且强度较大，洪水具有汇流时 间短、陡涨陡落、洪量集中等山溪性河流的特性。 注：“ ”表示构皮滩电站６，７月汛限水位为６２６．２４ ｉｎ，８月为６２８．１２ ｉｎ。 ３洪水预报方案 乌江干支流水电站众多，在日常预报当中，通常选 取构皮滩水文站为乌江流域的上边界控制站，武隆水 文站为出口控制站，乌江流域洪水预报方案中有８个 降雨主要集中在５～１０月，以６月中旬～７月中 旬出现面积广、强度大的暴雨机会最多。年最大洪峰 流量主要发生在６，７月，其次为５，８，９月，１０月很少 出现。在６，７月份发生的洪水不仅次数多，而且峰高 收稿１３期：２０１１—０１—１３ 河段，其中，河道预报采用的是合成流量预报方法，降 作者简介：熊金和，男，工程师，主要从事水文预报、水文分析计算．Ｙ－作。Ｅ—ｍａｉｌ：ｓｙｘｉｏｎｇｊｈ＠ｃｊｈ．ｃｏｒｎ．ＣＩ１ ３６ 人 民 长 江 播时间大大缩短，但由于思林水电 站蓄水能力差，汛期出现较大涨水 时，基本上是来多少水放多少水， 达到出入库平衡，在开展思南水文 站的洪水预报工作时可结合构皮 滩和思林电站的调度及区间降雨。 沙沱为在建水电站，对思南一 沿河的洪水预报方案影响较小。 大河口水电站位于乌江右岸 的阿蓬江下段，集水面积４ ６１９ ｋｍ ，基本控制了阿蓬江的来水，上 游不远处有濯河坝水文站，但报汛 流量偏大，不能满足预报需求，现 该流域只有降雨径流预报方案。 彭水水电站是乌江下游大型 电站，水库库容较大，于２００８年蓄 水发电。彭水水库蓄水后，洪渡河 上的江滨水文站上迁至沙坝，改名 为沙坝水文站；沿河水文站成了彭 水水电站库区站，其报汛流量存在 较大出入，直接影响了该站及彭水 图１ 乌江流域主要水电站和水文站分布示意 入库流量预报成果，现沿河站的流 表２乌江区流量预报方案特征值统计 量预报通常是采用沙沱坝址流量预报与区问合成而 来。彭水入库流量由沿河、大河口水电站、沙坝、区间 ４部分组成。郁江流域控制站为保家楼水文站，上游 在建或已建的水电站较多，如羊头铺、新建溪、忠路、木 坝河、乌泥坝、观音桥等水电站，库容均较小，基本无蓄 水能力，该流域有降雨径流预报方寨。 银盘为在建水电站，目前对武隆站预报影响较小。 江口水电站位于乌江左岸的芙蓉江上，距乌江汇 河口仅２ ｋｍ，控制了芙蓉江的来水，上游有长坝水文 站，其流量能较好地反映上游来水。 ４水利工程及其对预报的影响 构皮滩水电站是乌江流域装机最大水电站，为年 ５ 预报方法调整 随着乌江流域梯级水电站开发已形成规模，原有 的天然河道预报方式已不能满足乌江流域洪水预报作 调节水库，蓄水能力强，于２００９年蓄水发电，受其影 响，上游站点至构皮滩的洪水传播时间大大缩短；湘江 鲤鱼塘水文站成为库区站，并取消了流量报汛。在开 业要求，同时由于电站的蓄水发电，原天然河道洪水传 播时间和降雨产汇流时间已大大缩短，因此，要做好乌 展构皮滩水电站入库流量预报工作中，如无明显降雨， 湘江可作为区间考虑，如出现较大降雨可采用方案中 江流域的预报，除了需要掌握乌江流域梯级水电站水 库的运行及调度计划外，还需要修编洪水预报方案。 只有掌握梯级电站水库的运行和调度计划，才能提高 预报精度，延长预见期。修编洪水预报方案的主要工 作是重新率定水库形成后上下游站点的河道传播时间 和降雨预报方案中的单位线，提高预报精度。 （１）水库形成后上下游站点的河道传播时间。水 降雨径流预报方案推算湘江来水。干流和清水河来水 分别依据乌江渡和格里桥水电站发电调度计划推求。 思林水电站库容较小，是日调节水库，蓄水能力较 差，于２００９年蓄水发电。该电站蓄水发电后对思南水 文站的预报方案有较大的影响，构皮滩一思南洪水传 第６期 熊金和，等：受水利工程影响的乌江流域洪水预报方法浅析 ３７ 库形成后，回水线大大延长，上下游站的传播时间缩 使武隆站的预报难以把握。 （３）水位流量关系线变化的影响。受水电站、水 库蓄水影响，沿河、武隆（三峡蓄水后）站的水位流量 关系发生变化，报汛流量有时不能真实反映情况，尤其 武隆站每次测流后，都会修订报汛关系线，频繁的修线 使预报员有时来不及响应，造成误差偏大。 短，分为天然河道传播时间和水库中的传播时间，临界 点受坝前水位影响。 （２）降雨预报方案。水库形成后，上下游站点集 水区域不变，ＡＰＩ中Ｐ～Ｐａ～Ｒ三变量可沿用原方案 中的数值，由于降雨产汇流时问缩短，汇流预报采用的 谢尔曼单位线需要进行调整，修订后的单位线峰值出 现时间更早，量值更大。 ７ 预报实践 以２０１０年７月９日乌江的洪水为例，受降水及上 游水电站放水影响，２０１０年７月９日，乌江武隆水位 开始起涨，同时，郁江保家楼水位站有较大的涨水过 程，洪峰流量达到２ １００ ｉｎ ／ｓ，对彭水水文站的顶托影 （３）乌江武隆水文站洪水预报。武隆水文站流量 由彭水水文站、保家楼水文站、江口水电站及区间４部 分组成，彭水水文站来水主要受彭水电站调度影响。 故彭水水电站、江口水电站的调度对乌江出口控制 站——武隆站的预报有较大的影响，是武隆站洪峰流 响非常明显。在作武隆的洪峰预报时，若直接用彭水 站的流量与其他区间来水合成，势必造成武隆预报洪 量的重要组成部分。彭水水电站的出库洪水到武隆的 传播时间只有６～７ ｈ，芙蓉江江口水电站出库洪水至 武隆只有２—３ ｈ，预见期很短。要做好武隆站２４ ｈ预 见期预报，需要动态掌握乌江干支流主要水电站的调 峰流量虚高。此时，根据推算的彭水水电站入库流量 和了解到的其调度信息，预报员采用彭水水电站下泄 流量与保家楼、江口水电站下泄流量和区间降水综合 分析，发布武隆站的洪峰预报，预计１０日２：Ｏ０武隆洪 峰流量将达到１５ ０００ ｉｎ ／ｓ，水位将达到１９３．３３ ｉｎ。实 测洪峰水位为１９３．４３ ｉｎ，超保证水位０．４３ ｉｎ，流量为 １５ １００ ｉｎ ／ｓ。归纳本次乌江武隆站成功预报原因，一 是较好地掌握了上游水电站的调度情况；二是对流域 内的降雨产流做出了精确的预测。 度信息，进而完成武隆站的洪水预报。当流域发生较 大洪水时，还需要根据调整后的预报方法分别作出主 要水电站的入库流量预报，据此模拟该电站的调度预 报，再层层下推，最后求得武隆站预报过程。 ６预报难点和疑点 （１）水电站的运行影响。彭水、江口水电站的出 库流量直接影响武隆站的预报成果，且洪水传播时间 分别只有６～７ ｈ和２～３ ｈ，预见期极短。芙蓉江是暴 雨区，推算出的径流过程与实际情况往往不尽相同，而 两电站均没有足够预见期的调度计划，模拟的出库过 程难免有偏差，从而导致武隆站的预报偏差。 ８结语 乌江流域梯级水库的建设，改变了乌江原有的天 然河道特性，要做好乌江的洪水预报，首先，要加强与 水电站的合作，动态掌握各水电站的调度情况；其次， 要不断摸索受水利工程影响后的流域水文特性，进一 步完善预报方案；最后，要收集更多的流域水文资料， 摸索新的预报方法，不断提高洪水预报精度，延长预报 预见期。 （编辑：赵风超） （２）郁江保家楼的顶托影响。郁江保家楼站流量 超过５００ ｉｎ ／ｓ时，即对彭水站的流量有顶托影响，造 成该站流量虚高，导致武隆站预报时的现实校正虚高， Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｆｌｏｏｄ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｗｕｊｉａｎｇ Ｒｉｖｅｒ Ｂａｓｉｎ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｐｒｏｊｅｃｔｓ ＸＩＯＮＧ Ｊｉｎｈｅ，ＧＵＯ Ｌｉｊｕａｎ，ＴＯＮＧ Ｂｉｎ，ＴＯＮＧ Ｍｅｉｈｕａ （Ｔｈｅ Ｕｐｐｅｒ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ Ｓｕｒｖｅｙ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｃｈａｎｇｆｉａｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００１４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｍａｎｙ ｃａｓｃａｄｅ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｉｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｒ ｂｅｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｉｎ Ｗｕｊｉａｎｇ Ｒｉｖｅｒ ｗａｔｅｒｓｈｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｅｎｅｒｇｙ ｂａｓｅｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ．Ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎｓ ｃｈａｎｇｅｄ ｔｈｅ ｌｏｃａｌ ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｂａｓｉｎ，ａｎｄ ｓｈｏｒｔｅｎｅｄ ｔｈｅ ｄｕｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｒｖａｌ ｆｌｏｏｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｒｕｎｏｆｆ ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｃｏｎｆｌｕｅｎｃｅ．ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ． ｂａｓｉｎ ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ｉｓ ｍｏｒｅ ｄｉｉｃｕｌｆｔ．Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｉｓ，ｗｅ ｆｕｒｔｈｅｒ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎｓ ｏｎ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｂａｓｉｎ ｆｌｏｏｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｆｌｏｏｄ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ．Ｂｙ ａｄ— ｊｕｓｔｉｎｇ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｗｅ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｆｏｒｅｃａｓｔｅｄ ｔｈｅ ｆｌｏｏｄ ｏｆ Ｗｕｊｉａｎｇ Ｒｉｖｅｒ Ｏｎ Ｊｕｌｙ ９ｔｈ， ２０１０． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｆｌｏｏｄ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ；ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｆｌｏｏｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｔｉｍｅ；ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ；Ｗｕｊｉａｎｇ Ｒｉｖｅｒ Ｂａｓｉｎ
