1 引言

昆明主城由于受三面环山、南濒滇池、最大入滇池河道盘龙江穿城而过等特定地理位置，以及牛栏江—滇池补水工程、城市下垫面不断硬化、城市地形平缓、暴雨集中等因素的影响，城市洪涝灾害频发（自1950年至今平均1.8年发生一次严重洪涝灾害），是全国近年来洪涝灾害最严重的60个城市之一，城市防洪形势严峻[1]。其防洪系统概化图见图1。

图1 防洪系统概化图

Fig.1 Diagram of Flood Control System of KunMing

盘龙江为最大入滇池河道，上游城市边缘为松华坝大（2）型水库，水库以下河道呈南北向纵穿昆明主城，同时作为牛栏江—滇池补水工程的入湖通道，对昆明主城防洪安全及滇池水环境治理具有至关重要的作用。但现在条件下存在一些问题：（1）盘龙江城区段现状行洪能力较低。盘龙江城区段原设计标准为100年一遇，相应行洪能力为150m3/s，但经复核，盘龙江现状行洪能力仅为99.0m3/s（相当于30年一遇标准），行洪能力不达标，而目前通过综合整治使其行洪能力达标又不具备条件。2013年12月，牛栏江—滇池补水工程运行后，对滇池水环境治理起到了关键性作用，但盘龙江作为滇池补水的入湖通道，流域洪水

组成的边界条件发生了改变，在盘龙江现状行洪能力不足的情况下加入调水量增加了盘龙江及昆明主城的防洪压力。同时，随着城市的发展，盘龙江水库以下流域农田基本消失，原有的滞洪区亦不复存在，加之下垫面硬化后，同量级暴雨洪水增大，致使盘龙江防洪压力较大；（2）由于外流调水的加入，松华坝水库与盘龙江敷润桥水文站联合调度的边界条件发生变化，未建立现状条件下的联合调度方案，在发生洪水时，可能因调度不当而致使松华坝水库防洪效益不能充分发挥；因此，当盘龙江流域发生超10年一遇标准洪水时，若各工程调度不当，将产生人为灾害，危及昆明主城防洪安全[2]。

为确保昆明主城防洪安全、科学合理调度松华坝水库，使其防洪功能得到最大发挥，达到即保护下游昆明主城区防洪安全，又减少库区淹没损失，同时确保牛栏江—滇池补水工程的正常运行的目的，协调好松华坝水库调度、牛栏江—滇池补水和盘龙江的洪水调度关系对确保昆明主城防洪安全至关重要[3]。基于此，本文通过对盘龙江边界条件变化情况下的设计洪水进行分析，提出现状条件下的洪水调度方案，以避免因调度不当产生的人为灾害，充分发挥非工程措施对防灾减灾的效益。本文提出的调度方案已在昆明主城“2017.7.20”暴雨洪水中得到运用，并发挥了较好的减灾效益。

2 盘龙江现状条件下洪水组成情况分析

2.1 现状条件下洪水组成情况

在盘龙江干流昆明主城区设有敷润桥水文站，该站为盘龙江洪水调度的重要控制站。在牛栏江—滇池补水工程未运行前，该站洪水主要由松华坝水库下泄洪水及水库以下区间洪水组成；在2013年12月牛栏江—滇池补水工程（设计补水流量23.0m3/s）运行后，补水量主要通过盘龙江入滇池，尽管人为调控水量，但因输水线路长，即使泵站停止提水，需18小时左右才能做到断流，当盘龙江出现大洪水时，两者遭遇可能性大。因此，现状条件下盘龙江洪水主要由松华坝水库下泄洪水、区间洪水、牛栏江调水量组成。

2.2 盘龙江河道洪水分析

2.2.1 洪水标准

按照现代新昆明城市总体规划，根据《防洪标准》（GB 50201—2014）的规定，结合《昆明城市防洪总体规划（修编）》，盘龙江防洪标准应达到100年一遇以上，防洪能力不达标，而近期又无法对其进行整治提供行洪能力，故本方案主要分析现状条件下标准范围内设计洪水（10、20、30年一遇），确保标准范围内洪水调度安全。

2.2.2 洪水分析成果

（1）盘龙江控制断面设计洪水分析

鉴于盘龙江控制断面洪水由松华坝水库下泄与区间洪水、牛栏江—滇池工程调水量组成，其特性差异较大的情况，考虑分块分单元计算各部分洪水后再进行地区组合。

根据资料状况并结合现行规范要求，松华坝水库入库洪水依据上游小河水文站实测（1953～2016年）和调查历史洪水资料，以小河水文站为参证站，采用水文比拟法计算；松华坝以下至控制断面区间洪水根据松华坝、敷润桥站实测洪水系列计算区间洪水系列，采用频率法计算区间洪水。最后，将松华坝水库下泄洪水采用马斯京根法演算至敷润桥站，考虑牛栏江补水流量后进行洪水地区组合。

按照上述思路，对各部分洪水进行分析，考虑地区组合后得到敷润桥站设计洪水，具体成果见表1。

表1 盘龙江敷润桥站设计洪水组合成果表

Table1 Results of design flood combination of Furunqiao station in Panlong River

表1中洪水组合时，考虑水库至控制断面区间河槽具有一定调蓄能力，且河段规整，故组合时采用马斯京根法将下泄洪水过程演算至昆明站后与区间洪水进行组合；而牛栏江补水由于较为稳定，故直接进行同频叠加。洪水组合成果经与《昆明城市防洪总体规划（修编）》、盘龙江河道整治工程设计报告等相关成果相比，认为本次分析成果基本合理。

（2）盘龙江暴雨预警指标分析

根据表1洪水分析成果可知，当盘龙江流域发生20年一遇以上洪水时，敷润桥站组合洪峰已超过盘龙江安全泄量，将威胁到昆明主城的防洪安全，需提出预警，由相应部门对盘龙江流域内水利工程进行科学调度。从目前预警预报技术看，预警指标主要为水位及雨量，若以水位为预警指标，当盘龙江昆明站出现超警戒水位时发布预警信息再采取调度措施，预见期较短，来不及对松华坝水库及牛栏江补水工程调度方案进行调整，而采用雨量预警可结合短期或超短期气象预报，增长预见期，为松华坝水库及牛栏江补水工程调整运行调度方案争取有效时间。鉴于水库对洪水削峰作用明显，可为下游洪水调度提供有利条件，故本次主要分析松华坝水库以下区间雨量预警指标。

根据松华坝、敷润桥站实测暴雨洪水成果，分析受城市发展下垫面变化影响后的产、汇流参数，采用流量反算法确定水库以下区间不同频率洪水对应的时段暴雨量，作为相应的雨量预警指标。具体步骤：（1）根据松华坝、敷润桥站实测场次暴雨洪水，分析区间产汇流参数；（2）以松华坝、敷润桥站为参证站，分析设计点暴雨，考虑点面折算系数修订后得到松华坝水库以下区间设计面暴雨；（3）假定不同频率的设计暴雨过程，经产汇流计算区间设计洪水，当计算的区间洪水与上述分析的区间设计洪水相差在3%以内时，认为假定的设计暴雨过程即为设计洪水所对应的暴雨过程，即预警雨量。具体成果见表2。

表2 松华坝水库以下区间设计洪水相应暴雨成果表

Table2 Results of design flood corresponding rainstorm for the interval below reservoir

根据盘龙江松华坝、敷润桥站实测暴雨洪水资料分析，水库以下区间洪水主要由6小时暴雨产生，其汇流历时在2～3小时之间，而牛栏江—滇池补水工程前端干河泵站关机停水后，输水线路中水量尚需18小时左右才能完全消退，故两者遭遇的可能性较大。为保证牛栏江—滇池补水工程获得有效的调度时间，雨量预报应提前24小时发布预警，预报时段应包括1、3、6小时雨量，即当预测未来24小时内1、3、6小时雨量达到相应预警指标时，应立即发布雨量预警，便于牛栏江—滇池补水工程及时采取应急调度。

3 盘龙江现状条件下洪水调度方案研究

根据《昆明市城市防洪总体规划（修编）》对盘龙江现状行洪能力复核结果，盘龙江城区河道现状行洪能力仅为99.0m3/s（相当于30年一遇），当盘龙江流域发生30年一遇以上洪水时视为超标洪水，应采取应急抢险措施。鉴于此，本次主要研究盘龙江流域发生30一遇以下洪水多水源组合情况下的调度方案，为盘龙江现状行洪能力条件下的洪水调度及相关工程运行提供指导[5]。

本文主要研究松华坝水库下泄洪水、牛栏江补水量、区间洪水组合后以盘龙江安全泄量为控制，发挥松华坝水库最大调洪能力情况下的调度方案，对于30年一遇以上超现状标的洪水应采取应急抢险措施。

3.1 调度原则

当盘龙江流域发生10年一遇以下（含10年）洪水时，松华坝水库、牛栏江补水工程可按原设计调度方式进行正常调度。

当盘龙江流域发生20年一遇洪水时，在牛栏江补水工程正常运行的状况下，按盘龙江昆明站组合洪水不超安全泄量（99.0m3/s）进行控制，确定松华坝水库控制下泄过程，以松华坝水库控制下泄过程为边界条件对松华坝水库相应标准洪水进行调洪演算，若水库洪水位不超过防洪高水位，牛栏江补水工程可正常运行；若水库洪水位超过防洪高水位，则需保证松华坝水库大坝安全，松华坝水库自由下泄，同时牛栏江补水工程应立即停止调水。

当盘龙江流域发生30年一遇洪水时，即使牛栏江补水工程停止补水，松华坝水库下泄洪水与区间洪水组合后，昆明站洪峰流量仍然超过盘龙江安全泄量，故仍需对松华坝水库下泄洪水进行控制。

当盘龙江流域发生30年一遇以上洪水时，视为超现状标准洪水，应采立即取应急抢险措施。

3.2 松华坝水库控制下泄过程分析

(1)不同重现期洪水控制下泄过程对比分析

根据上述思路，在牛栏江补水工程正常运行状况下，盘龙江流域发生20～30年一遇洪水时，松华坝水库下泄洪水、松～昆区间洪水与牛栏江补水量组合后昆明站洪峰流量介于115～135m3/s之间，超过了盘龙江的安全泄量99.0m3/s，故需对松华坝水库下泄过程进行控制，发生30年一遇洪水时，牛栏江补水工程还应立即停止调水，确保昆明站洪水不超安全泄量。

根据昆明站洪水组成情况及盘龙江河道对洪水的调蓄能力，采用试算法确定松华坝水库的控制下泄过程，30年一遇洪水不考虑牛栏江补水流量，以昆明站组合洪峰流量不超过安全泄量为控制，采用马斯京根分段连续演算法反试算松华坝水库控制下泄过程。经试算，松～昆区间发生20、30年一遇洪水时对应的松华坝控制下泄过程如图2所示。

图2 盘龙江现状行洪能力条件下松华坝水库控制下过程成果

Fig.2 Results of control and discharge process of Songhuaba reservoir under the condition of the flood discharge capacity of Panlong River

(2)不同重现期洪水控制下泄最高水位对比分析

由于盘龙江流域发生20～30年一遇洪水时，对松华坝水库下泄流量进行了控制，为确保水库安全，需按上述分析的松华坝水库允许最大下泄流量进行控制，对松华坝水库相应标准洪水进行调洪计算，分析相应洪水位，判断水库运行是否安全。

根据水库现状泄洪设施、水库特性、入库洪水过程、控制下泄过程、库容曲线等边界条件，按水量平衡原理采用试算法对水库逐时段进行调洪计算，得到水库控制下泄流量条件下的水库特征值，结果见表4。

表3 松华坝水库洪水调节计算特征值成果表（控制下泄情况下）

Table3 Results of characteristic values of flood regulation calculation of Songhuaba Reservoir(Under the control of the discharge)

从表4计算结果看出，当松华坝水库按上述分析的控制下泄过程下泄时，20年一遇洪水位为1967.22m，30年一遇洪水位为1967.26m，均未超过防洪高水位1971.00m，大坝处于安全状态，表明可按上述分析的下泄过程为控制进行水库调度。

3.3 现状条件下盘龙江洪水调度方案拟定

由于盘龙江现状行洪能力不达标，而近期通过整治提高行洪能力的可能性较小，主汛期又为牛栏江补水工程的主要调水期，在此状况下，昆明主城及盘龙江汛期防洪压力较大，为确保昆明主城、盘龙江防洪安全，需科学合理调度松华坝水库及牛栏江补水工程，故根据上述洪水分析及水库调洪计算结果研究不同条件下的调度方案。

（1）当盘龙江流域发生10年一遇以下（含10年）洪水时，即盘龙江流域1、3、6小时雨量不大于50、70、85mm时，松华坝水库可按原设计调度方式进行调度，不需控制下泄过程，牛栏江补水工程可按设计补水流量23.0m3/s正常进行调水。

（2）当盘龙江流域发生20年一遇洪水时（区间洪峰流量达到75.6m3/s），即盘龙江流域1、3、6小时雨量达到60、85、100mm时，牛栏江补水工程可正常运行，但松华坝水库需控制下泄流量进行错峰，待区间洪水过后，松华坝水库再均匀下泄使库水位回落至汛限水位1963.50m。控制从第5个时段开始，需控制24个时段（具体控制下泄过程见表3），此条件下，库水位达到1967.22m，超过正常蓄水位（1965.50m）1.72m，超过原20年一遇设计洪水位（1966.80m）0.42m，但低于水库防洪高水位，水库大坝处于安全状态。

（3）当盘龙江流域发生30年一遇洪水时（区间洪峰流量达到86.9m3/s），即盘龙江流域1、3、6小时雨量达到70、100、120mm时，牛栏江补水立即采取应急调度措施，同时松华坝水库控制下泄流量进行错峰，待区间洪水过后，松华坝水库再均匀下泄使库水位回落至汛限水位1963.50m。控制从第5个时段开始，需控制10个时段（具体控制下泄过程见表3），此条件下，库水位达到1967.26m，超过正常蓄水位（1965.50m）1.76m，但低于水库防洪高水位，水库大坝处于安全状态。

（4）当盘龙江流域发生超过30年一遇洪水时，视为超现状标准洪水，应立即启动《昆明城市防洪应急抢险预案》，进入防洪抢险救灾状态。

（5）为提高调度方案的可操作性，以松～昆区间设计洪水相应暴雨作为预警指标，即当预报盘龙江流域未来时段雨量可能达到相应预警指标或实测时段雨量即将达到相应预警指标时，应发布调度指令按上述相应标准洪水调度方案进行调度。相应雨量预警指标见表5。

表5 盘龙江流域雨量预警指标成果表

Table5 Results of rainfall warning index in Panlong River basin

（6）为减小滇池变动回水对盘龙江洪水的顶托影响，滇池必须按《云南省滇池保护条例》规定的五级运行水位进行调度，确保汛期滇池水位控制在汛限水位1887.20m以下。当主汛期滇池流域发生较大暴雨洪水、水位突破1887.20m时，应调节海口闸、西园隧洞，加大滇池下泄流量，使滇池水位尽快回落到1887.20m；当主汛期滇池流域发生超标准洪水、水位突破1887.50m时，为确保主城防洪安全，海口闸、西园隧洞应全开，使滇池水位尽快回落至1887.50m，之后为减轻滇池下游城镇的防洪压力，调节海口闸、西园隧洞控制下泄流量，使滇池水位均匀回落至1887.20m。

4 结论

通过分析，得出如下结论：

（1）现状条件下，当盘龙江流域发生10年一遇以下（含10年）洪水时，松华坝水库可按原设计调度方式进行调度，牛栏江补水工程可按设计补水流量正常进行调水。

（2）当盘龙江流域发生20年一遇洪水时，牛栏江补水工程可按设计补水流量正常进行调水，但松华坝水库须控制下泄流量进行错峰，动用部分防洪库容，库水位将达到1967.22m。

（3）当盘龙江流域发生30年一遇洪水时，牛栏江补水工程应立即停止调水，同时松华坝水库须控制下泄流量进行错峰，动用部分防洪库容，库水位将达到1967.26m。

（4）按本文分析提出的洪水调度方案进行调度，可确保盘龙江流域发生30年一遇以下洪水时昆明主城的防洪安全，对昆明城市防洪调度具有重要指导意义。

由于本次只是针对频率洪水开展研究，针对发生相应量级的洪水并指导防洪调度具有现实意义，然而，未来每年发生的洪水过程是随机的，仅仅是频率洪水调度成果难以满足需要，鉴于此，应构建滇池流域洪水预报调度系统，在精准的实时洪水预报基础上，开展优化调度研究，将具有更大的现实意义。

Study on Flood Control Operation of Multi Water Source under The Current Condition of Main City of Kunming

CUI Songyun，XIAO Lin，DONG Shengming，LI Xianhong

(Kunming Branch of Yunnan Hydrology and Water Resources Bureau，Kunming 650051，Yunnan，China)

Abstract: The main city of Kunming is located in a special geographical position，which has the flood discharge of Songhuaba reservoir in the upper reaches，the flood discharge capacity of the middle reaches of the river，and the entry of the interbasin water transfer and the flood pushing of Dianchi in the lower reaches，the constantly changing of underlying surface with urban development ect，it’s lead to the abnormal severity of urban flood control pressure. In order to put forward the flood control scheme under the condition of current flood discharge capacity of the Panlong River，in this paper， the flood of the Panlong River，which runs through the main city of kunming，is analyzed under the condition of water diversion in the external watershed，and combined with existing problems，the rainfall warning index of the main protection object under the condition of safe discharge，is analyzed. It is expected to slow down the flood control pressure of the main city of Kunming by giving full play to the benefits of non-engineering measures，such as hydrometeorological monitoring，early warning，forecasting and flood dispatching，and to achieve scientific guidance of kunming urban flood dispatching，utmost reduce the purpose of urban flood disaster.

Key Words: interbasin water transfer；design flood；operation scheme；the main city of Kunming

参考文献：

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作者简介：崔松云（1977-），男，云南省水文水资源局昆明分局，高级程师，E-mail:csy126127@163.com。