溧阳市台风“烟花”期间水库调度分析——以沙河、大溪水库为例

蒋 彤，朱建铭，陆 取，毛学谦，李 丹

（1.溧阳市水利局，江苏 常州 213300；2.江苏省水文水资源勘测局常州分局，江苏 常州 213022）

2021年7月24日至28日，台风“烟花”大范围影响溧阳市，其中27日正面直击溧阳，台风中心横穿溧阳市南部。受台风强势影响，溧阳市普降大暴雨，局部特大暴雨，溧阳市境内各河道、水库、塘坝水位均出现大幅上涨。本文基于台风期间降水、流量等水文实测资料及水库实际调度资料，开展了水库暴雨洪水分析，分析了沙河水库、大溪水库调度效益，为优化沙河水库、大溪水库的联合调度提供参考。

1 溧阳市及沙河、大溪水库概况

溧阳市位于太湖流域湖西部南溪河上游，总面积1 536.0 km2，境内山丘平圩兼有，受地理位置和自然条件影响，洪涝灾害发生频繁，历史上为洪水走廊。汛期，上有客水（郎溪、高淳）压境，下受太湖高水位顶托，加上排洪出路不畅，稍遇暴雨，河水涨速较快，遇流域性暴雨，河水位则居高不下；遇旱，水源紧缺，补水困难。全市先后建有大型水库2座、中型水库4座、蓄能电站2座、小型水库60座及114座水文测站，为溧阳市兴利、防洪发挥了巨大作用。

沙河水库位于溧阳市南部丘陵山区，于1958年动工兴建，1961年建成，集水面积为148.5 km2，设计洪水位为23.00 m（吴淞基面），校核洪水位为24.42 m（同上）。大溪水库位于溧阳市西南部低丘陵山区，位于沙河水库下游，始建于1958年，集水面积为90.0 km2，设计洪水位为15.48 m（黄海基面），校核洪水位为15.98 m（同上）。此外，沙河水库上游建有1座抽水蓄能电站，当沙河水库水位过高时，进行配合调度，蓄水分洪。沙河、大溪2座水库由沙溪引河相互连通，并通过沙溪引河上游的上珠岗闸实现2座水库的联合调度，沙河水库、大溪水库基本情况详见表1。

表1 沙河、大溪水库基本情况对比

2 台风“烟花”对沙河、大溪水库的影响

2.1 台风特点

2021年第6号台风“烟花”（强台风级）7月18日2时在西北太平洋洋面上生成，于25日12时30分前后在浙江省舟山普陀沿海登陆，7月27日6时30分台风中心直击溧阳，9时30分左右台风中心转移至高淳境内，并停留了约10 h。溧阳市受台风“烟花”影响范围主要在区域的南部、西部的丘陵山区，也是沙河、大溪2座大型水库所属流域。台风“烟花”具有移动速度慢，滞留时间长，累计雨量大，影响范围广，降水强度大等特点［1］。

台风“烟花”带来的降雨具有持续时间长，累积雨量大，时空分布不均等特点。溧阳境内降雨分布总趋势为由南向北逐渐减弱，全市特大暴雨站点42处，大暴雨站点41处，暴雨站点13处，大雨站点2处。溧阳全市累计面平均降水量为301.4 mm，全市总面积的18%约276.5 km2降水量大于300 mm，全市总面积的13%约199.7 km2降水量大于200 mm。降雨时段主要集中在7月27日1时至28日6时，该时段降水量占总降水量的72%，降雨持续达29 h。

受台风影响最为严重区域位于溧阳市西南部的沙河水库、大溪水库流域，台风期间该区域平均降雨量315.2 mm，最大点暴雨量421.0 mm（天目湖镇石坝水库）。

台风期间沙河、大溪水库流域暴雨情况详见表2。

表2 台风期间沙河、大溪水库最大点雨量站点统计

2.2 洪水分析

台风“烟花”带来的暴雨导致溧阳市境内河、湖、库等水位暴涨，特别是位于暴雨中心的沙河、大溪2座大型水库。台风来临前，2座水库水位均在汛限水位以下，7月24日23时大溪水库受沙河水库开启上珠岗闸预降水位的影响，大溪水库坝上水位开始缓涨。随着台风逐渐靠近溧阳，降雨加剧，7月27日4时30分沙河水库坝上水位大幅上升，蓄水量短历时急聚增加，蓄水压力加大，27日11时沙河水库开启泄洪闸泄洪，14时大溪水库开启泄洪闸泄洪。

特别是台风中心穿过溧阳南部、西部丘陵山区后，移动至溧阳附近的高淳境内停留约10 h，仍持续对溧阳降雨产生影响，导致溧阳雨势未减反增。沙河、大溪2座水库水位持续上升，7月28日6时20分沙河水库坝上水位达到22.55 m，12时30分大溪水库坝上水位达到14.30 m。随着台风北上，雨势减弱，沙河、大溪在达到最高水位后旋即开始下降，7月30日8时大溪水库坝上水位降至汛限水位，30日23时50分沙河水库坝上水位降至汛限水位。台风期间2座水库的水位与降雨过程对照详见图1、图2。

图1 沙河水库水位与降雨过程

图2 大溪水库水位与降雨过程

3 水库调度原则及方案

3.1 调度原则

发生设计洪水时，沙河水库、大溪水库根据《沙河、大溪水库联合调度方案专题研究报告》实施联合调度［2-4］，其主要调度原则为：

（1）当沙河水库水位高于21.00 m，且大溪水库水位低于14.00 m时，优先由上珠岗闸向大溪水库泄洪，控制泄量不超过100 m3/s。

（2）当沙河水库水位高于21.00 m、低于21.50 m，且大溪水库水位高于14.00 m时，关闭上珠岗闸，主坝泄洪闸与泄洪隧洞控制总泄量不超过125.0 m3/s，其中泄洪隧洞控制泄量不超过30.0 m3/s。

（3）当沙河水库水位高于21.50 m、低于23.00 m，且大溪水库水位高于14.00 m时，主坝泄洪闸与泄洪隧洞控制总泄量不超过125.0 m3/s，其中泄洪隧洞控制泄量不超过30.0 m3/s，开启上珠岗闸向大溪水库分洪，泄量不超过100.0 m3/s。

（4）当沙河水库水位大于22.00 m时，沙河抽水蓄能电站应停止向沙河水库泄水发电，并开启下水库引水闸，充分利用上水库蓄水帮助沙河水库分洪。

（5）当沙河水库水位高于23.00 m、低于24.00 m，且大溪水库水位高于14.00 m时，主坝泄洪闸与泄洪隧洞控制总泄量不低于125.0 m3/s，其中泄洪隧洞控制泄量不超过30.0 m3/s，开启上珠岗闸向大溪水库分洪，泄量不超过100.0 m3/s。

（6）当沙河水库水位高于24.00 m、低于24.42 m，且大溪水库水位高于14.00 m时，主坝泄洪闸敞泄，上珠岗闸泄量不超过100.0 m3/s，泄洪隧洞控制泄量不超过30.0 m3/s。

（7）当沙河水库水位高于24.42 m时，按超标准洪水执行调度。

3.2 实际调度方案

台风期间，溧阳市依据沙河水库、大溪水库调度方案，及时开展调度泄洪，沙河、大溪水库调度指令具体内容详见表3、表4。

表3 沙河水库调度指令

表4 大溪水库调度指令

3.3 联合调度分析

3.3.1 预降水位，兼顾水资源全力腾出库容

台风来临前，溧阳市防汛防旱指挥部提前预降水位，沙河水库、大溪水库7月26日8时水位分别为20.58 m、13.05 m，均低于汛限水位以下运行。沙河抽水蓄能电站27日下午起停止泄水发电，将沙河水库约262万m3水量存储在蓄能电站。

3.3.2 水库联合调度，先向大溪泄洪，后联合泄洪

24日22时沙河水库、大溪水库实施联合调度，沙河水库开启上珠岗闸通过沙溪引河向大溪水库进行泄洪，实测流量19.7 m3/s。27日台风直击溧阳，位于台风移动路径的沙河水库水位上涨迅猛，为确保水库大坝安全度汛，必须加大泄洪流量。沙河水库于27日11时开启泄洪闸，泄洪流量85.0 m3/s，同时调整上珠港闸增大向大溪水库泄洪流量100.0 m3/s（27日23时）。沙河水库水位上涨速度仍较为迅速，27日23时沙河水库首次开启泄洪隧洞，最大泄洪流量20.0 m3/s，并继续加大主坝泄洪闸泄洪流量至105.0 m3/s。

大溪水库24日接收沙河泄洪后，水位开始缓慢上涨，台风入境后，水位上涨速度加快，为减缓上涨趋势，于27日14时开启泄洪闸，28日10时26分实测最大泄洪流量118.0 m3/s。

3.3.3 先上游、后下游水库逐次停止调度

随着台风北上，雨势减弱，水库水位回落，沙河水库于28日18时关闭泄洪洞，30日1时30分关闭上珠岗闸停止向大溪水库泄洪，31日13时50分关闭泄洪闸，全线停止泄洪。大溪水库水位缓慢下落，随着水位回落至汛限水位以下，8月2日22时5分，大溪水库关闭泄洪闸，全线停止泄洪。

3.4 联合调度效益分析

台风来临前，沙河、大溪水库水位分别为20.56 m、12.84 m，分别低于汛限水位0.44 m、1.16 m，预留库容分别为488万m3和1741万m3，沙河水库抽蓄能电站纳蓄库容262万m3，合计预留滞泄库容2 491万m3。充分的预留库容减少了水库防洪压力，减缓了沙河水库水位上涨1.62 m。

台风期间，沙河水库上游累计面平均降水量414.0 mm，大溪水库上游累计面平均降水量301.5 mm，按径流系数0.9计算，沙河、大溪水库入库流量分别为5 533万m3和2 442 m3，合计7 975万m3。台风期间沙河、大溪水库的最大入库流量合计约624 m3/s，此时通过沙河水库泄洪闸的出库流量为49 m3/s，通过大溪水库泄洪闸的出库流量为28 m3/s，水库削减洪峰流量约88%。

台风过后，经复核沙河水库通过沙溪引河向大溪水库总计分洪1 763万m3，通过泄洪闸和泄洪隧洞累计泄洪2 830万m3，大溪水库累计泄洪2 806万m3，加上前期预留滞泄库容2 491万m3，共计8 127万m3，与降雨径流关系推求结果接近。

根据上述分析过程，台风期间沙河、大溪水库拦截上游来水合计8 127万m3，合计弃水5 636万m3，通过预留滞泄库容蓄水2 491万m3，并通过错峰泄洪的方式大大削减了洪峰流量。由此可见，在此次台风造成的洪水应对中，沙河、大溪水库调度得力，防洪减灾效益得到充分发挥。

4 结语

受台风“烟花”影响，溧阳南部、西部丘陵山区普降大雨，局部大暴雨，造成了沙河、大溪2座大型水库水位迅猛上涨，对水库及下游造成巨大的防洪压力。本文通过沙河、大溪水库的联合调度分析可知，水库联合调度有效拦截上游洪水量8 127万m3，削减洪峰流量88%，具有良好的防洪效益。同时，为实现两大水库的精准调度、科学调度，建议防汛部门构建沙河—大溪数字孪生流域建设，结合水库作为水源地的水资源需求，优化与气象部门协商机制，提高洪水预报精度，实现水库防洪与水资源效益的统一。