解密三峡防洪:一场将洪水破坏力变成能源的魔术
2016-07-05 作者:谢泽、但棣瑶、邢晶

众所周知,三峡枢纽作为长江防洪体系的关键性骨干工程,守卫着长江中下游特别是荆江区域的度汛安全。可是作为一个现代化的枢纽工程,它是怎样将一场场惊心动魄的洪水化险为夷的,大众往往不甚了解。本报记者近日走进三峡枢纽运行中枢——三峡水利枢纽梯级调度通信中心(以下简称梯调中心),为您解密三峡枢纽是怎样实现防洪功能的。

背景:今年可能是个“98+”汛期

今年3月,气象水文部门预测,受史上最强厄尔尼诺现象影响,今年长江流域入汛早、汛情急,汛期发生全流域大洪水的可能性较大。针对严峻的防汛形势,三峡集团所属长江流域各梯级水库已提前消落到汛限水位,腾出防洪库容,时刻准备着迎战洪水来袭。

6月下旬以来,受长江上游流域强降水影响,三峡水库入库流量快速上涨,梯调中心密切关注气象水文情况,通过提前预报,加强与气象、水文部门会商,积极与长江防总和电网公司沟通协调,针对梯级水库开展优化调度,确保下游防洪安全,充分做好抵御“98+”洪水的准备。

预测:防洪始于千里之外

在很多人的想象中,三峡水库就是一个“水袋子”,将长江洪水装进“水袋子”里,确保下游安全。但这只是大坝防洪的最基本原理,长江洪水是在汛期内频繁出现的,不是将一场洪水装在水库里就万事大吉了。每一场洪水怎么“装”、怎么“放”,在三峡枢纽这里,是一个高科技含量的工作。

要想知道一场洪水怎么“装”,怎么“放”,首先必须掌握这场洪水的情况。三峡集团在长江上游从金沙江虎跳峡到三峡下游的葛洲坝下,以及岷江、嘉陵江、乌江等几乎所有干流、支流范围内建设了600多个水雨情遥测站,这些站点通过卫星、移动通讯等方式,实时将其所测到的所在地降雨和河流水文信息报送位于三峡坝区的梯调中心。与此同时,梯调中心收集来自气象、水文部门的水雨情信息,以及上游干支流上主要电站的水库调度信息,并结合三峡气象台对于近坝区雨情测报,通过精准的计算和分析,对洪水何时来、有多大、持续多久等情况作出准确预报。

因此可以说,三峡枢纽应对一场洪水,并不是兵来将挡水来土掩,而是运筹帷幄,决胜千里之外。

根据梯调中心从上述各渠道采集到的信息,6月17日到19日,长江上游区域多地发生强降雨,上游干流来水快速增加,三峡水库入库流量出现入梅以来首个快速上涨过程。

通过综合分析水雨情信息、气象预报以及各水库调度的情况,6月20日,梯调中心作出预测:本月27日前后将有一场洪峰流量达到每秒35000立方米的洪水过程通过三峡枢纽。

6月21日三峡入库流量开始增长,三峡水库入库流量达每秒30000立方米。随后出现消落,但三峡气象台预测近坝区间将出现强降雨,梯调中心作出判断,三峡入库流量将再次快速攀升。

与预测情况一致,6月23日到24日,乌江和三峡近坝区间出现大到暴雨,24日8时至20时12个小时内,三峡入库流量从每秒20000立方米快速上涨至每秒33000立方米。同时,梯调中心根据最新水雨情发布预报:此次洪水的洪峰将提前一日,于26日抵达三峡坝前。

6月26日8时,三峡水库入库流量达到每秒35000立方米,达到此次洪水流量峰值。

应对:不仅是驯服,还要能利用

准确预报了洪水,接下来,就到了见证奇迹的时刻了。

此次洪水最高峰值流量35000立方米,属于中小洪水。若是按大众朴素的“水袋子装水”理论,三峡水库将这次洪水装在水库里,也是装得下的,而且库容绰绰有余。全部来水装进水库,推高水库水位,也是有利于发电的。

但是,三峡首要任务是防洪,一切其他功能的实施都要服从防洪。在这一点上,国家防总、长江防总和三峡集团等相关单位思想高度统一。为确保随时可能出现的大洪水,三峡枢纽牺牲发电效益,将水位严控在汛限水位里。

严控汛限水位,就意味着要将洪水削峰后降低流量放掉。而这一过程,梯调中心将通过控制蓄、泄流量,以及和防总、电网等单位合作,在确保下游行洪的绝对安全下,实现中小洪水的资源化。

根据防总的调度要求,三峡枢纽需利用114.9米-146.5米间的水库容积来对这次洪水进行削峰处理。这1米半的库容容积仅十来亿立方米,梯调中心只有通过精确调度,才能既保证上游不突破汛限水位,又确保下泄流量不给下游带来防洪压力。

此次洪水过程中,20日至24日上午,三峡入库流量在每秒30000立方米以内,对下泄影响不大,下泄基本通过三峡电站机组。也就是说,洪水被削峰后,通过三峡机组,变成了电流。

24日开始,三峡入库流量快速上升,长江防总要求三峡下泄流量不超过每秒31000立方米。这是一个比较大的下泄量,梯调中心接到调令后,便开始编制调度计划。

三峡工程的中小洪水调度,是可以实现洪水资源化利用的。24日上午10时,梯调中心联系国家电力调度通信中心(以下简称国调中心),提出加大三峡电站发电出力的要求。国调中心积极响应,与各大区电网、省网联系,调整各级调度计划,为三峡电站争取消纳空间。

但根据国调中心反馈,近期受电网检修的影响,无法立刻达到梯调中心要求的出力。国调中心时刻与各检修单位保持密切联系,确保每完成一部分检修,就马上为三峡放出一部分出力。国调也将此安排与长江防总进行沟通,确保不影响防洪安全。

从24日16时开始,国调中心开始逐步增加三峡电站出力,三峡枢纽也逐步达到防总要求的每秒31000立方米的下泄流量。在此期间,三峡水库水位未突破汛限水位。

由于调度得当,此次洪水经过三峡期间,三峡枢纽顺利实现削峰目的。在防总、电网的支持配合下,此次洪水资源被三峡电站全部利用,未进行泄洪弃水,实现了100%利用,为电网迎峰度夏也作出了贡献。

6月27日,此次洪峰安全通过三峡枢纽,截至当日16时,沙市水位40米、城陵矶水位30米左右,均未超过警戒水位,三峡工程守卫的荆江河段安全无虞。