，

(四川省雅安水文水資源勘測局，四川 雅安，625000)

1　基本情況

1.1　流域概況

青衣江中上游地理位置介于青藏高原與四川盆地之間的過渡地帶，區(qū)內(nèi)山地面積占總面積的90%以上，極高山、高山、中山、低山、丘陵、河谷階地、淺丘、平壩等地貌種類齊全，流域地形大致以炳靈、滎經(jīng)、天全、靈關、大川一線為界，分東西兩大片。東面屬低山丘陵區(qū)，地勢平緩，海拔高程約600m～1100m，河谷呈“U”型，有寬闊的漫灘和階地，河道比降約1.8‰；出露地層多屬侏羅系及白堊系，地質構造較單一，以褶皺變動為主，河床覆蓋較淺，地震烈度Ⅵ-Ⅶ度。西面約占流域面積的60%，多為高山峽谷；人口稀疏，耕地較少，森林廣布，覆蓋良好，海拔高程一般在1000m以上，河谷多呈“V”型，漫灘階地極少，河道比降大于8‰；區(qū)內(nèi)出露地層多屬古生界，地質構造復雜，褶皺強烈，斷裂發(fā)育，地震烈度為Ⅶ-Ⅷ度。

青衣江屬岷江右岸的二級支流，飛仙關以上為上游，河長147km，控制集雨面積8750km2；飛仙關以下為中下游，河長142km，區(qū)間集雨面積4147km2。干流長總計289km，落差2844m，流域面積12897km2。

1.2　青衣江暴雨及洪水特性

青衣江在歷史上就是洪水多發(fā)、易發(fā)區(qū)域，洪水多由暴雨形成。青衣江中上游多以山地為主，該地域水系發(fā)育、河網(wǎng)密度大，具有豐富的洪水來源。雖然植被較好，但山地地形落差大致產(chǎn)流速度快，發(fā)達的水系、比降較大的山溪型河流使匯流速度很快，特別是飛仙關以上扇形水系極易洪水匯集。在降雨、植被、地形、地理位置、特殊的水系結構等各種因素共同作用下，青衣江洪水具有暴漲暴落、峰高量大、峰形尖瘦的特點。區(qū)內(nèi)氣候類型多為以亞熱帶氣候為基帶的山地氣候，年均降水量1700多mm，在內(nèi)地城市中名列第一，汛期降雨量占全年降雨量的80%以上，且具有夏多暴雨、秋多綿雨、夜雨偏多、地方性小氣候差異大的特點。

近30多年來，青衣江干流雖然未發(fā)生7000m3/s以上較大洪水，但受全球大尺度氣候異常及局部地形和水利水電工程等因素的影響，青衣江中上游點暴雨、局部暴雨呈現(xiàn)出量大、強度大、次數(shù)增多趨勢；支流或干流局部河段發(fā)生較大洪水趨勢增大，從近幾年實測水文資料看局部支流相繼發(fā)生超過10年、20年一遇洪水，中小洪水甚至出現(xiàn)復式洪峰的洪水情況。

根據(jù)年最大24h暴雨均值等值線圖、年最大3日暴雨均值等值線圖資料，青衣江中上游的寶興河下游、滎經(jīng)河、天全河中下游、隴西河、周公河、名山河、青衣江中游等位于暴雨區(qū)中心最高值區(qū)域，天全河中上游、寶興河中游、蘆山河中游位于暴雨區(qū)中心附近的高值區(qū)域，寶興河上游、蘆山河上游位于暴雨區(qū)邊緣，根據(jù)實測最大24h暴雨量分布圖資料，暴雨中心24h暴雨量普遍達300mm以上，暴雨中心個別點甚至達到500mm以上。

據(jù)青衣江干流控制性站多營坪水文站歷年洪水資料分析，洪水過程線多為單峰，洪水歷時一般2d～3d。年最大流量均出現(xiàn)在6～9月，尤以7、8兩月最頻繁。多營坪水文站(1955～2016年)歷年最大洪水在各月發(fā)生頻次見表1。

表1多營坪水文站(1955～2016年)年最大洪峰流量出現(xiàn)頻次

1.3　水利水電工程概況

青衣江中上游水利水電工程主要包括無調(diào)節(jié)能力的水電站，日調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié)的水電站，生活生產(chǎn)引水工程，農(nóng)田灌溉引水工程等。其中大小水電站上百個，電站中又以無調(diào)節(jié)和日調(diào)節(jié)的電站為主，具有年調(diào)節(jié)的電站有磽磧電站、瓦屋山電站。其中磽磧電站的水庫為青衣江源頭水庫，瓦屋山電站的水庫在青衣江支流周公河上。

2　水利水電工程對水文情報預報影響分析

2.1　枯水期和豐水期對徑流的影響分析

豐水期定為5～10月，枯水期定為11～次年4月。

對青衣江枯水期和豐水期徑流形成影響的主要為磽磧水電站、瓦屋山水電站，但日調(diào)節(jié)電站對徑流也有一定影響。由于磽磧、瓦屋山電站均在2008年才建成，建成后的年限太短，得出的均值不夠可靠，所以本文選用雨城電站來分析。雨城電站1996年建成，為青衣江干流上第一個攔河壩電站。表2、表3分別是雨城電站建成前后多營坪各月平均流量和最大流量對比情況。

表2雨城電站建成前后多營坪站各月平均流量對比情況　單位：m3/s

表3雨城電站建成前后多營坪站各月最大流量對比情況　單位：m3/s

從表2、表3統(tǒng)計情況可以看出，雨城電站建成后，枯水期月平均流量變小7.2%，豐水期月平均流量變小19%，而枯水期月最大流量卻變大26.5%，豐水期月最大流量變化不大。顯然電站建成前后對月均流量和枯水期最大流量影響較大，掌握這些特點，對枯水預測和汛期預測具有一定的參考價值。

2.2　對不同級別洪水的影響分析

水利工程對洪水具有一定的調(diào)節(jié)能力，為了清楚地掌握電站運行對不同級別的洪水產(chǎn)生的影響，應先了解電站的運行調(diào)度情況，以雨城電站為例，詳細情況見下表4。

表4雨城水電站汛期設計閘門調(diào)度運行方式

電站對不同級別的洪水的處理方式不一樣，對不同洪水的影響也就不一樣，現(xiàn)就不同級別的洪水分別探討。以下洪水過程均為多營坪水文站的實際觀測資料，該站為國家級重點水文站，距離雨城電站大壩下游300m左右，為雨城電站的出庫站，能真實反映電站的調(diào)節(jié)影響。

2.2.13000m3/s以下的一般洪水特點

圖1為建庫前后多營坪水文站3000m3/s以下流量的洪水過程對照圖。從圖中可以看出，建庫前洪水過程更為平穩(wěn)，退水過程較長，但是建庫之后在漲水過程中1500m3/s以下有人為調(diào)控影響，在退水過程中，明顯電站在開始蓄水，符合電站的運行方式，在這一過程中，電站的蓄水意圖明顯，并最終蓄水成功，但沒有對最大洪峰的峰量造成影響。在整個過程中洪峰量變化不大，退水過程加快。

圖1　建庫前后3000m3/s以下流量洪水過程對照

2.2.23000m3/s以上5000m3/s以下的較大洪水特點

圖2為建庫前后4000m3/s流量左右的洪水過程對照圖。從圖中可以看出，在退水過程中還有蓄水意圖，但是由于庫容不大，最終回歸天然狀態(tài)。在整個過程中電站有積極調(diào)峰、削峰、蓄水意圖，但最終限庫容和大壩安全，并沒有蓄水成功，有一定的削弱洪峰效果。

圖2　建庫前后4000m3/s流量左右洪水過程對照

2.2.35000m3/s以上的大洪水特點

圖3為建庫前后5000m3/s以上流量的大洪水過程對照圖。在這個洪水過程中，電站是全力保證大壩安全，完全回歸了天然洪水狀態(tài)，在退到1500m3/s左右才開始有蓄水意圖。

圖3　建庫前后5000m3/s以上流量大洪水過程對照

3　水利水電工程對洪水影響的水文預報分析及對策

3.1　合成流量預報法原理

對于有兩條以上的支流匯入的河段，在作洪水預報時，可用合成流量法完成預報。認為各上游控制站傳到下游控制站的流量是相互獨立，可以迭加，且不考慮干、支流洪水波之間的相互干擾。因此，同時到達下游控制站的各上游控制站流量加上區(qū)間降水流量(區(qū)間降水也可看成一條支流)應等于下控制站的流量，其關系式如下：

式中：Q下，t——下控制站流量(m3/s)；

Q上i，ti-τi——上控制站流量(m3/s)；

Q區(qū)間，t——區(qū)間流量(m3/s)；

n——干支流數(shù)；

t——傳播時間(h)。

在上述公式中t值的確定最為關鍵，要求必須考慮干、支流洪水波的干擾和流量大小，采用變動的傳播時間較為合適。為了簡便，也可以從歷年水文資料中選取合適的多次洪水求其平均傳播時間。對于區(qū)間雨量形成的徑流也可以通過歷年水文資料分析求出相關參數(shù)參與洪水預報，才符合水量平衡的基本原理，保證預報的準確性。

修建水利水電工程后的徑流，是天然狀況下受到人為調(diào)節(jié)的徑流，所以新的預報方案在原有預報方案的預報量的基礎上修訂人為調(diào)節(jié)量，即原有預報量減去入庫流量與出庫流量之差值。其預報公式變?yōu)椋?/p>

水文預報的對策主要就是確定人為調(diào)節(jié)量，并把人為調(diào)節(jié)量放到預報當中來，人為調(diào)節(jié)量包括時間上的調(diào)節(jié)和水量上的調(diào)節(jié)。

3.2　水利水電工程對洪水影響的水文預報對策

目前雨城水電站是青衣江干流上重要的第一個蓄水式電站，具有一定的調(diào)節(jié)能力。本文就選用雨城電站的出庫控制站多營坪水文站來分析說明。

多營坪水文站以上的來水主要是干流的寶興河，支流的天全河、蘆山河、滎經(jīng)河，再加上期間降水量。干流上有磽磧水電站為年調(diào)節(jié)電站，但在其下游有寶興水文站控制觀測洪水，所以在給多營坪水文站做短期預報時可以不考慮其影響，寶興水文站以下還有一些電站，為日調(diào)節(jié)和無調(diào)節(jié)電站，對洪水也有一定的調(diào)節(jié)能力，飛仙關電站正在修建中，各支流上也有相應的控制水文站，控制水文站到多營坪水文站之間有各類小電站。多營坪水文站的洪水預報結合建站后洪水過程特點與雨城電站的運行調(diào)度操作做出相應的對策如下：

(1)1500m3/s以下，電站以發(fā)電為主。這個級別的洪水預報，電站以發(fā)電為主，洪峰過后，盡量蓄水，水位很快降到低水位，在對下游預報時，漲水過程和洪峰與原有方案基本一致，退水過程因蓄水而加快。

(2)3000m3/s以下，建庫前洪水過程更為平穩(wěn)，退水過程較長，但是建庫之后在漲水過程中1500m3/s以下有人為調(diào)控影響。在整個過程中，洪峰量變化不大，退水過程加快。在預報洪峰時，應注意電站接到洪水預報時，可能提前放水，有一定的削峰作用，退水時有蓄水意圖，退水過程明顯加快。

(3)3000m3/s以上至5000m3/s以下洪水上漲過程與天然一致，退水時有蓄水意圖，退水過程加快。流量越大就越接近天然狀態(tài)，流量越小受電站控制越強，在作洪水預報時，根據(jù)上游的洪水大小，結合電站運行特點來決定其受影響程度。總的來說3000m3/s以上的流量漲水過程與天然狀況一致，退水過程加快，在徑流降到2000m3/s，電站隨時都有蓄水的意圖，結合上游來水量做出退水預報。

(4)5000m3/s以上洪水過程完全吻合天然徑流狀況。大洪水、特大洪水電站不做調(diào)節(jié)，完全回歸天然狀態(tài)。

(5)電站修建后在枯水期月平均徑流減少的情況下，反而最大月平均流量變大明顯。在枯水期由于徑流量較小，相對來說電站調(diào)節(jié)能力就更強，電站為獲得經(jīng)濟效益，并依照國家電網(wǎng)的調(diào)控，對枯水期徑流進行了很大程度的徑流調(diào)節(jié)。根據(jù)建站后枯水期水位過程線的多年收集資料，得出水位在5時至10時保持最低水位，10時至23時保持中水位，23時開始漲水，次日1時達到最高，5時又退至最低水位的有規(guī)律的鋸齒形變化。根據(jù)這一特點結合總體來水量的限制，可以準確預報枯水期徑流。

(6)年徑流、月平均流量在逐步變小。因為在各條重要河流上都有水文監(jiān)測點，所以這一現(xiàn)象不影響短期的水文預報，在中長期水文預報中，有一定指導意義。

根據(jù)平時的預報，還發(fā)現(xiàn)以下一些特點：①預報單位給電站作出大洪水預報之后，電站為安全會提前放水，造成下游洪水的提前到來；②梯級水庫形成后，回水線大大延長，縮短了水庫與水庫之間的距離，使得上下游之間的傳播時間縮短；③由于洪水變化大，致水文站水位流量關系發(fā)生變化，在做預報時不能反映流量的真實情況，降低預報精度。應該要求水文站在水位流量關系變化之后，盡快做出新的關系線，確保預報精度。

其他有調(diào)節(jié)能力的電站所在斷面的洪水預報，可以根據(jù)雨城電站建成后多營坪洪水的特點，結合電站自身水庫的庫容大小、電站的調(diào)節(jié)能力和運行方式來做出預報。梯級開發(fā)河段所在下游電站的洪水經(jīng)過多個上游電站調(diào)節(jié)后，以上的特點更加顯著。

4　結語與建議

修建水利水電工程后的徑流，是天然狀況下受到人為調(diào)節(jié)的徑流，所以新的預報方案在原有預報方案預報量的基礎上修訂人為調(diào)節(jié)量，即原有預報量減去入庫流量與出庫流量之差值。這種預報思路滿足水量平衡原理，可以用于實際水文預報中來。但是存在人為調(diào)節(jié)量確定難的問題，所以應在重要河段上有日調(diào)節(jié)能力的電站設立入庫、出庫水文站，并且加強對電站運行方式的了解與掌握，重點分析建站前后的洪水過程變化，并把分析成果用于實踐，在實際工作中檢驗，修訂預報方案，使之逐步完善。同時應加強同洪水調(diào)度者的聯(lián)系，特別是梯級開發(fā)的河流，非常有必要加強上下游之間的聯(lián)系，動態(tài)掌握各電站調(diào)度情況。適時滾動修訂預報，提高預報精度。隨著社會的發(fā)展，還有更多的水利工程修建，河流徑流狀況會有新的變化，所以要不斷地研究預報方案或者方式，以滿足新的預報要求。

建議防辦協(xié)調(diào)預報單位、各水電站組建水情信息和調(diào)度信息平臺，實現(xiàn)資源信息共享，聯(lián)合調(diào)度，精確預報，統(tǒng)一指揮，實現(xiàn)最大的經(jīng)濟效益，確保防洪安全；在重要河段上有日調(diào)節(jié)能力的電站設立入庫、出庫水文站，掌握電站入庫、出庫流量過程，以此提高預報精度。