三峡工程应对突发洪水危机的过程研究——以三峡工程2020年防洪为例
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Vol.39 No.42021年4月
中国资源综合利用
China Resources Comprehensive Utilization ©应用研究
三峡工程应对突发洪水危机的过程研究
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—以三峡工程2020年防洪为例贾昆明
(武汉大学政治与公共管理学院,武汉430000)
摘要:长江中下游地区自古以来就是洪涝灾害多发地。
特别是1998年,长江流域特大洪水对我国社会造成
了重大损失,是典型的突发性社会公共危机。
三峡工程建成后,其吩洪效益究竟如何受到了很多人的质疑。
本文以三峡工程应对2020年长江突发洪水危机的过程为例,通过实证分析,对三峡工程的防■洪效益进行研 究,证明三峡工程拥有足够应对突发洪水危机的能力。
关键词:三峡工程;防洪;危机;效益
中图分类号:TV213.4 文献标识码:A 文章编号:1008-9500(2021)04-0056-04
DOI:10.3969/jjssn.l008-9500.202L04.015
Study on the Process of Three Gorges Project Dealing With Sudden Flood Crisis
------Taking Flood Control of the Three Gorges Project in 2020 as an Example
JIA Kunming
(School of politics and public administration, Wuhan University, Wuhan 430000, China)
Abstract: The middle and lower reaches of the Yangtze River have been flood prone areas since ancient times. Especially in 1998, the extraordinary flood in the Yangtze River Basin caused great losses to our society, which was a typical sudden social public crisis. After the completion of the Three Gorges Project, its flood control benefits have been questioned by many people. In this paper, taking the Three Gorges project to deal with the Yangtze River flood crisis in 2020 as an
example, through empirical analysis, the flood control benefits of the Three Gorges Project are studied, and it is proved that
the Three Gorges project has enough ability to deal with the sudden flood crisis.
Keywords: Three Gorges Project; flood control; crisis; benefit
2020年汛期,长江流域频繁降水,总降水量超
过1998年的累计降水量,居历史第二,长江沿线许
多地方相继发生严重的洪涝灾害,造成长江防汛救灾 形势非常严峻。
习近平总书记高度重视防汛工作并多
次作出重要指示,强调”防汛救灾关系人民生命财产 安全,关系粮食安全、经济安全、社会安全、国家安全”,
为全面做好防汛和抗洪工作提供了根本指导。
面对突 如其来的特大洪水危机,三峡工程提前落实防御措施、
科学实施联合调度、防范化解安全风险,成功应对了 十二场次入库30 000 m 3/s 以上的洪水,其中含5场编
号洪水,监测到的最大洪峰(见图1)达到75 000 m 3/s ,
为三峡水库建库以来最高,为保障长江安澜提供了坚
实保障。
图1三峡工程全力迎战建库以来最大洪峰
收稿日期:2021-02-05
作者简介:贾昆明(1991-),男,湖北宜昌人,政工师,硕士,研究方向:公共经济管理与社会保障。
第4期贾昆明:三峡工程应对突发洪水危机的过程研究。
应用研究
1三峡工程防洪能力概述
荆江是长江在荆州河段的别称,俗话说万里长江、险在荆江,荆江两岸的江岸平原和洞庭湖周边地区工农业非常发达,人口有1500万。
在修建三峡工程之前,长江荆江河段的防洪能力基本可以到达到57000m%。
1998年,长江流域曾发生了特大洪水,监测到的三峡工程(尚未建成)洪水流量最高达63300m%,超过了荆江的防洪安全标准,给我国社会经济发展带来了巨大的损失。
三峡工程于2006年建成,2011年进行水库蓄水,汛限水位为145m,正常蓄水位为175m,总库容为393亿nA防洪库容为221.5亿通过水库调洪可削减27000~33000m3/s的洪峰流量,这个调蓄能力能够使下游的荆江河段足够抵御百年一遇的特大洪水。
2010年和2012年,三峡工程洪水入库流量最高超过70000m3/s,均超过了1998年发生的特大洪水的洪峰流量。
但有了三峡工程的调蓄拦洪,长江下游荆江河段洪水位完全被控制在安全范围内。
2三峡工程的防洪手段
三峡工程主要有两个防洪手段,一是错峰,二是削峰。
2.1错峰
长江中下游洪水主要由中下游的鄱阳湖水系、洞庭湖水系和上游的金沙江、岷江、嘉陵江组成,从历史水灾情况来看,长江上游的洪水是中下游形成洪水的主要来源叫形成于长江上游的洪水是要往下游泄洪的,但如果长江上、中、下游同时形成洪水,两者叠加后就很可能形成超过下游保证水位的大洪水。
因此,通过三峡工程拦蓄,在长江上中下游同时形成洪水时,利用三峡大坝的防洪库容,减少下泄流量,使中上游洪峰错开,避免洪水叠加,使得整个洪水过程更平滑,减轻中下游防洪压力叫即为错峰。
2.2削峰
洪水并不必然造成洪灾,只有当洪水流量大并超过河道安全下泄流量时才需要三峡工程拦蓄[3-51,人们称之为削峰。
例如,荆江河段的安全下泄流量为60000~68000m3/s,1998年发生特大洪灾时,假设当时有了三峡工程,就可以将长江河道内20000m3/s 的洪水通过“削峰”留在上游水库中,使洪水流量降至43000m%后进行下泄。
这样洪水通过削峰,就能完全满足荆江河段的防洪需求,不会造成洪灾。
3三峡工程应对2020年突发洪水危机的过程
3.1消落水位,提前腾出防汛库容
2020年初,长江流域尚未有特大洪水预警。
根据长江水文局数据,2020年5月,整个长江流域累积降水量仅为112mm,较多年平均值少至少10%。
不仅长江干流如此,各支流、洞庭湖、鄱阳湖水系降水量都较历史降水量大幅减少,其中汉江水量少了40%,嘉陵江、长江干流少20%~30%。
但三峡工程没有放松警惕,根据往年经验及今年水文气象预测,预测今年6-9月汛期气候形势会变得复杂,很有可能发生区域性暴雨洪水,防洪形势严峻。
正是因为有了准确预判,三峡工程才没有贪图多发电创收,而是提前泄洪消落水位,腾出了防洪库容。
据调查,2019年12月5日,三峡水位还是正常蓄水位(174.79m),满负荷发电。
但从2019年12月至2020年5月底,全国上下乃至全世界都处在万众一心抗疫的过程中,三峡工程悄悄地进行水位消落。
2020年4月19日08:00,三峡水库水位消落至160m;5月8日20:00,消落至155m;5月31日17:00,消落至150m;6月8日17:00,消落至防洪限制水位145m,共消落水位29.8m,比规程要求提前2d腾出防洪库容221.5亿m3,为汛期有力抗洪做好准备。
此时,三峡工程入库流量为11100m3/s,出库流量为18400m%。
3.2削峰,成功应对1号洪水危机
2020年6月8日前后,长江中下游地区进入梅雨季节,我国南方地区迎来进入汛期以来的强降雨过程。
据了解,长江流域平均降水量达到346.9mm,已经超过1998年的331.9mm,成为1961年以来同期第二多。
强降雨之后,长江上游以及乌江、三峡河段、洞庭湖水系等区域明显涨水,三峡工程的入库流量上涨迅速,截至7月2日14:00,三峡工程入库流量最高涨至53000m3/s,被编号为2020年长江第1号洪水。
按照水利部长江水利委员会调度令,从6月29H 起,三峡工程水库下泄流量就控制在日均35000m3/s,最大拦蓄1号洪水18000m3/s流量,削峰率高达30%,共有16亿的水量被拦蓄在水库中,确保了长江中下游的防洪安全,避免了荆江河段水位超安全警戒线。
但削峰是需要使用库容的,1号洪水过境当日,三峡工程上游水位最高涨至149.37m o
©应用研究中国资源综合利用第4期
截至7月4日08:00,三峡工程入库流量已退至31000m3/s,1号洪水安然通过三峡大坝。
3.3错峰,缓解下游防洪危机
1号洪水刚通过,长江上游雨势稍缓,长江中下游紧接着引来了一轮集中强降雨。
7月4-7日,长江中下游干流沿线累计降雨100mm以上的覆盖面积达到117.4万kn?。
经过几天的持续降雨,长江中下游干流及两湖地区汛期形势紧张,长江中下游的莲花塘、监利、九江、大通站及鄱阳湖湖口站、洞庭湖七里山水位均超过了警戒水位。
为减轻长江中下游地区防洪压力,从7月6日22:00起,三峡工程下泄流量连踩“刹车”,当日从35000n?/s减少至31000m3/s;7月9日,降至28000m%;7月10H,降至25000m%;7月11日12:00,降至19000m3/s o5d内,三峡工程出库流量减幅达到16000m3/s,相当于减少下泄11.5个武汉东湖水量。
截至7月13日08:00,梯级水库累计拦洪50.6亿m3o
由于地理位置原因,三峡工程的拦蓄显然并不能挡住远在千里之外的鄱阳“五河合成流量”,以至于鄱阳湖地区水位暴涨甚至溃坝。
但三峡工程的拦蓄有效缓解长江中下游防洪压力,有力保障了长江中下游地区防洪安全。
拦洪错峰后,7月13日,宜昌水位持续下降至45.76m,较两日前下降了约1.8m,城陵矶站没有超过保证水位,长江中下游干流水位逐步回落,防洪压力逐步缓解。
与此同时,截至7月13日11:00,三峡工程上游水位为153.76m,预留173亿n?可用防洪库容,约占80%的总防洪库容,等待应对下一波洪水危机。
3.4削峰,成功应对2号洪水危机
7月14日起,长江全流域迎来新一轮强降雨,导致长江第2号洪水形成。
三峡工程入库流量从7月15日20:00的28100m3/s快速上涨。
至7月17日10:00,入库流量涨至50000m%;7月17日20:00,涨到55000m3/s;7月18日08:00,继续上涨至61000m3/s,接近1998年最大洪峰63300m'/s。
本轮洪水洪峰持续时长为18ho如果三峡工程不削峰,任由超过60000m3/s的洪峰直冲下游,汇合当时清江10000m3/s洪峰、洞庭湖25000m%洪峰,武汉流量就要超过90000m%,超过1954年特大洪水,后果不堪设想。
三峡工程迎难而上,通过削峰,将出库洪水控制在35900m3/s,努力拦下了超过一半的2号洪水水量。
截至7月19日14:00,三峡水库水位已上涨至163.88m,距离175m的正常蓄水位还有11.12m的距离。
截至7月21日&00,三峡工程的入库流量退至30000m%,2号洪水洪峰已安然通过三峡大坝。
本轮洪水中三峡枢纽工程共拦蓄107亿m3/s水量,最大削峰率高达46.7%o
3.5削峰,成功应对3号洪水危机
2号洪水危机过去后,三峡工程开始有序腾出库容。
7月18日起,三峡工程在确保长江中下游防洪安全的前提下连续9次调整下泄流量。
截至7月25日12:00,三峡工程上游水位逐渐降至158.56m,预留出141.08亿m%防洪库容,做好迎战新一轮洪水危机的准备。
紧接着,长江上游流域的涪江、乌江、岷沱江、嘉陵江和三峡河段等发生了强降雨。
7月26H,三峡工程上游来水流量从36000m3/s,快速上涨至50000m3/s,形成第3号洪水。
7月27H,三峡工程迎来60000m3/s 的洪峰。
三峡工程发挥削峰拦蓄作用,按照38000m3/s 控制下泄流量,最大拦蓄流量为22000m3/s o
7月29H,洪水流量已退至34000m3/s,3号洪水顺利通过了三峡大坝,三峡工程上游水位最高涨至163.36m。
通过三峡工程削峰,无须启动城陵矶附近蓄滞洪区,就可以避免长江上游洪水与洞庭湖洪水叠加,减轻长江中下游防洪压力。
本轮洪水中,三峡工程有效拦蓄超过35亿点,水量相当于近30个武汉东湖。
3.6削峰,成功应对4号洪水危机
7月29日至8月14H,三峡工程有序腾库,连续15d出库流量大于入库流量,上游水位从163.36m 一直降至153.09m,预留出177.5亿n?防洪库容,占总防洪库容的80%,为迎战新一轮洪水做足准备。
受近期金沙江下游、岷沱江、嘉陵江流域持续性强降雨过程影响,三峡枢纽入库流量从8月12日08:00的24000n?/s快速上涨。
8月14日10:00,入库流量达50000m%;8月]5日08:00,涨至62000m%,第4号洪水正式抵达三峡工程。
按照水利部长江水利委员会调度令,三峡工程控制下泄流量为41500m%,拦洪削峰率达33.1%。
3.7削峰,成功应对5号洪水危机
8月11-17H,长江上游强降雨持续,总降水量相当于6000个西湖。
嘉陵江、沱江、岷江三个流域“三
第4期贾昆明:三峡工程应对突发洪水危机的过程研究。
应用研究
洪齐发”,金沙江和雅奢江来水也有增加。
8月17日,三峡入库流量达51000m%,在第4号洪水洪峰刚过去2d后,在长江上游形成第5号洪水。
考虑后续入库洪峰,三峡工程将下泄流量从42000m3/s增至46000m3/s o8月19日,三峡入库流量涨至72500m%。
8月20日高达75000m3/s,第5号洪水洪峰正式抵达三峡工程。
这是自三峡工程建成以来遭遇的最大洪峰,时长达10h o
为应对5号洪水危机,减轻下游河道防洪压力,三峡大坝开启11个泄洪孔洞,按49200m3/s控制下泄流量。
8月23日,洪水流量回落至35000m3/s,第5号洪水顺利通过。
此时,三峡工程上游水位为166.85m,距离正常蓄水位还有8m多。
本次洪水过程,刷新了三峡工程建成以来的多项记录:最大洪峰、最大下泄流量、首次洪水橙色预警。
此前,三峡工程迎来7万量级以上的洪水仅有2场,分别为2010年70000m3/s和2012年的71200m3/s o 本轮洪水期间,三峡工程电站设备、泄洪设施、水工建筑物等均处于良好运行状态,经受住了建成以来最严峻的考验。
4三峡工程应对2020年突发洪水危机的效益分析
“蓄泄兼筹、以泄为主”是长江防洪度汛的基本方针。
因此,在中下游汛情危急的关键时期,三峡工程拦蓄上游来水,为中下游错峰;待下游控制站水位转退,三峡工程就必须适时调整下泄流量,为应对后续洪水腾出防洪库容。
但三峡工程不可能解决所有问题,它只是长江防洪工程的一部分,长江流域的防洪还是众多梯级水库一起努力的结果。
在2020年防汛最关键的时刻,雅窘江、金沙江水库群暂时拦蓄长江最上游的来水,以防“水上加水”。
岷江、涪江、嘉陵江水库群全力错峰,将洪峰尽量错开。
三峡水库位于长江中心,科学控制下泄流量,在避免增加重庆防洪压力的同时,保障中下游防洪安全。
据统计,长江上游水库群在2020年第4、5号洪水过程中累计最大拦蓄约为190亿点,相当于1350多个西湖,其中三峡水库拦蓄约108亿m3,其他水库拦蓄约82亿n?。
如果没有三峡工程以及长江水库群的联合调度,在同样量级洪水的情况下,长江流域将会变成另外_种状况。
据水文还原计算,如果没有上游水库的拦洪错峰,上游寸滩站将会发生约90年一遇的特大洪水,沙市洪峰水位将超过保证水位1.3m,莲花塘洪峰水位将超过保证水位0.8m o这就意味着荆江分洪区必须启用,分洪区内60万人口要转移,3万多公顷耕地以及6000多公顷水产养殖面积将被淹没。
5结语
防洪是兴建三峡工程的首要目的,也是三峡工程的首要功能。
三峡工程地理位置得天独厚,恰位于长江峡谷区的末端,使其能有效扼住上游洪水的“咽喉”,能够宜接控制荆江河段95%、武汉以上67%的洪水流量。
实践证明,三峡工程有足够的调控能力来应对突发洪水危机,在长江流域防洪体系中发挥着骨干力量,虽然不能给社会带来直接的经济效益,但其社会效益十分可观。
据了解,1998年洪灾给我国带来了1660亿元的经济损失,而三峡工程的总共造价也才1700多亿元。
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