浅谈故县水库在黄河2021年秋汛防洪体系中的作用.pdf

人民黄河YELLOWRIVER第45卷S12023年6月Vol.45，Sup.1Jun.，2023浅谈故县水库在黄河2021年秋汛防洪体系中的作用党涛，王春华（三门峡黄河明珠（集团）有限公司 故县水利枢纽管理局，河南 三门峡 472000）摘要：2021年故县水库遭遇历史罕见的春汛、夏汛、秋汛相连过程，降雨量、洪水量级、径流量、洪水次数、下泄量、洪水持续过程、闸门启闭、调度指令执行、枢纽安全考验、库水位、发电量等皆创历史纪录。在2021年黄河流域秋汛防御过程中，故县水库将2 430m3/s的洪峰削减至1 330 m3/s，削峰率45%，确保了下游黄河滩区人民的安全。故县水库通过削减黄河流域下游的洪峰流量，尽可能减少长水至洛阳河段滩区农田的淹没损失和伊洛河夹滩地区决堤分洪的概率，对减轻黄河下游洪水威胁起到了非常重要的作用。关键词：洪水特性；调度运用；故县水库中图分类号：TV122文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1000-1379.2023.S1.007收稿日期：2022-11-10作者简介：党涛（1983），男，河南三门峡人，助理工程师，研究方向为防汛E-mail：2021年故县水库遭遇历史罕见的春汛、夏汛、秋汛相连过程，降雨量、洪水量级、径流量、洪水次数、下泄量、洪水持续过程、闸门启闭、调度指令执行、枢纽安全考验、库水位、发电量等皆创历史纪录。笔者结合2021年黄河秋汛防御过程中的调度情况，浅谈故县水库在黄河防洪体系中的地位和作用。1洛河流域及故县水库概况洛河，古称洛水（或雒水），黄河右岸重要支流。洛河源出陕西省洛南县洛源镇黑章村的龙潭泉，流经六县（市），全长446.9 km，流域面积18 881 km2，其中坝址以上控制的流域面积为5 370 km2。故县水库坝址位于洛阳市洛宁县故县镇，库区跨三门峡市卢氏县和洛阳市洛宁县。水库总库容11.75亿m3，设计征地线长534.8 m（5 a一遇），设计移民线长544.2 m，防洪高水位548.00 m，设计洪水位548.55 m（千年一遇）1。小浪底水库建成后，对下游防洪威胁最大的是来自小浪底花园口间（以下简称小花间）的洪水，故县坝址以上洪水在小花间洪水中占有较大的比重。三门峡花园口间（以下简称三花间）3次实测大洪水中，故县坝址的洪峰流量占小花间洪峰流量的 18%左右，五日洪量占小花间的 19%左右。因此，故县水库对控制洛河的洪水、减轻黄河下游洪水威胁会起到较好的作用。故县水库与三门峡、小浪底、陆浑、河口村水库共同承担黄河下游的防洪任务，其防洪调度取决于三花间洪水的遭遇及组成特性。故县水库所承担的防洪任务主要有两项：一是削减洛河流域下游的洪峰流量，尽可能减少长水至洛阳河段滩区农田的淹没损失和伊洛河夹滩地区决堤分洪的概率，并将洛阳以下堤防的防洪标准由现状的15 a一遇提高到24 a一遇；二是削减黄河下游洪水的峰、量（超过艾山以下河道排洪能力10 000m3/s的洪量），提高下游大堤的防洪标准，同时尽可能减少滞洪区（东平湖和北金堤滞洪区）的分洪运用概率及分洪负担。故县水库调度在确保大坝安全的前提下，保证洛河下游防洪安全，充分发挥水库对黄河下游的防洪作用。当库水位在20 a一遇蓄洪水位543.20 m以下，担负洛河下游防洪；当库水位在548.00 m以下，担负黄河下游防洪；当库水位超过548.00 m，不再承担下游防洪任务，水库开闸泄洪，只保证水库大坝本身安全2。22021年黄河秋汛防御形势2.1黄河秋汛出现时间晚2021年黄河1号洪水自9月24日起涨，9月30日潼关水文站洪峰流量达到7 480 m3/s，10月7日潼关水文站再次出现8360 m3/s的洪峰，这是1979年以来的最大洪水。这场洪水发生时间非常晚，根据潼关水文站历史水文数据统计，自1943年9月洪水之后的近80 a，9月下旬及以后从未发生过如此大的洪水。干支流来水普遍较晚，总量偏大，是近80 a来同期最大洪水。2.2三花间支流同时出现创纪录洪水黄河南岸支流伊河、洛河自9月19日至10月1日连续发生 3 场洪水，其中陆浑水库最大入库洪峰 2 810 m3/s，是自1951年有实测资料的70 a来同期最大洪水，12 d总入库洪量3.8亿m3，是水库防洪库容的1.7倍。故县水库最大入库洪峰2 430 m3/s，是1964年10月洪水之后50余a来同期最大洪水，12 d总入库洪量超6亿m3，是水库防洪库容的1.7倍。黄河北岸支流沁河，9月26日15时洪峰流量达到了2 210m3/s，是自1953年有实测资料以来近70 a同期最大洪水，历史上发生在 9 月下旬及以后的洪水最大仅有 1 170 m3/s（1962年），此次沁河秋汛洪水突破了历史纪录近2倍。3故县水库2021年防洪调度过程3.12021年故县水库以上洛河雨水情2021年故县水库年降雨量1 124 mm，比多年平均降雨量680 mm多65%，年径流量20.79亿m3，比设计多年平均径流量12.8亿m3多63%，比水库运用以来多年平均径流量8.5亿m3多145%，创历史纪录。其中汛期降雨量853.5 mm，径流量17.97亿m3，特别是9月份降雨量达307.4 mm，是历史同期均值的2倍以上。3.22021年故县水库洪水特点故县水库2021年洪水特点突出表现为洪水发生早、洪水次数多、洪水量级大、持续时间长，春汛、夏汛、秋汛相连，各项水文指标皆突破建库以来历史纪录。洪水发生早：“4 24”洪水，为历史同期最大洪水，洪峰流量660 m3/s，创卢氏站水文纪录以来同期最大洪水。洪水次数多：全年共发生7次洪水，其中汛期6次，分别为7月23日2 610 m3/s、8月22日1 380 m3/s、9月1日2 280 m3/s、9月19日2 430 m3/s、9月25日1 420 m3/s、9月28日1 780 m3/s，创历史纪录。洪水量级大：水库建库以来历史第1、第2、第4大洪水都发生在今年，即“7 23”超前汛期5 a一遇洪水，为卢氏站1951年建站以来最大洪水，“9 19”和“9 1”都超后汛期20 a一遇洪水。持续时间长：从8月22日至10月1日，40 d 共遭遇5场较大洪水，洪水间隔时间短、持续时间长皆为历史罕见，自10月以来，水库长期维持高水位运用（超正常蓄水位），最高水位537.75 m，创历史纪录。3.32021年故县水库秋汛调度应对过程故县水库调度工作始终坚持以确保人民群众生命安全为底线，统筹考虑上下游防洪安全，严格服从黄河防汛安全大局，通过水库“预、拦、削、蓄”等一系列措施，充分发挥故县水库在黄河防汛中的地位和作用，确保上下游防洪安全。预：就是提前预泄，腾出防洪库容。“9 19”洪水之前，提前40 h预泄，预泄水量2 960万m3，有效降低蓄水位1.5 m，减少耕地淹没损失预计超33.33 hm2。“9 28”洪水来临之前，提前74 h预泄，预泄水量2.6亿m3，腾出防洪库容1.1亿m3。拦：就是拦洪错峰。为缓解黄河下游防洪压力，按照黄 13人 民 黄 河2023年S1表4防洪评价综合指数计算结果评价指标综合规划适应性防洪规划适应性河道整治规划适应性岸线规划适应性防洪防凌标准符合性技术要求符合性管理规定符合性桥墩中心线与河道中心线夹角（）桥墩阻水比（%）壅水高度（cm）壅水范围（km）汛期泄洪影响河床冲刷影响局部冲刷影响近岸流速增幅（%）渗流稳定影响抗滑稳定影响其他水利设施影响防汛抢险影响设防标准适应性梁底超高堤顶超高施工期防御措施第三人合法水事权益影响综合指数指标权重0.0390.0390.0680.0100.0700.0280.0280.0150.0600.0300.0300.0530.0940.0940.0080.0230.0230.0080.0470.0820.0470.0120.0470.047广乐道跨东场引河桥评价结果适应适应适应适应符合基本符合基本符合09.134.30.23基本无影响基本无影响基本无影响4.8基本无影响基本无影响有一定影响有一定影响适应满足基本满足适当有一定影响指标量化值111110.50.510.30.50.80.80.80.80.50.80.80.50.5110.510.5评价指数0.0390.0390.0680.0100.0700.0140.0140.0150.0180.0150.0240.0420.0750.0750.0040.0190.0190.0040.0240.0820.0470.0060.0470.0240.792荣华大桥评价结果基本适应不适应不适应不适应不符合基本符合不符合0822.775有较大影响有较大影响有较大影响470有一定影响有一定影响无影响有一定影响不适应不满足基本满足基本适当有一定影响指标量化值0.50.10.10.10.10.50.110.10.10.10.30.30.30.10.50.510.50.10.10.50.50.5评价指数0.0200.0040.0070.0010.0070.0140.0030.0150.0060.0030.0030.0160.0280.0280.0010.0120.0120.0080.0240.0080.0050.0060.0240.0240.2754结语本研究基于改进层次分析法建立了多指标的防洪评价指标体系，构建了综合指数评价模型，将防洪评价结果定量化，并应用于两座桥梁的防洪评价分析中。结果表明，广乐道桥防洪安全度较高，桥梁建设对防洪安全无影响，可实施；荣华大桥防洪安全度很低，对防洪安全影响很大，不可实施。该评价结果与原评价结论基本相符，初步验证了该指标体系的可靠性。该研究成果可作为跨河桥梁及涉河项目管理方对建设项目实施可行性判断的参考，但受人为因素和不同地域社会经济发展水平等多种因素制约，评价指标等级划分标准还难以准确量化，防洪评价指标体系有待进一步完善。参考文献：1 孙庆磊，周波，李超.跨河桥梁防洪影响评价指标体系及影响防治措施研究 J.水利科技与经济，2010，16（4）：432-435.2 夏运宝.涉河工程防洪安全评价指标体系及应用探讨 J.陕西水利，2018（6）：51-53，56.3 马农乐，蔡梅，陆志华，等.太湖流域两河跨河桥梁影响控制性技术指标分析 J.浙江水利科技，2016（2）：45-48.4 李玉平，朱琛，张璐璇，等.基于改进层次分析法的水环境生态安全评价与对策：以邢台市为例 J.北京大学学报（自然科学版），2019，55（2）：310-316.【责任编辑许立新】（上接第12页）河水利委员会调度指令，故县水库自10月6日22时关闭所有孔洞机组，进入拦洪错峰运用，水库最高滞洪水位537.75 m，滞洪时长490 h，为黄河3号洪水顺利入海，缓解黄河下游防汛压力做出应有贡献，充分发挥了故县水库在黄河“五库联调”防洪体系中的骨干水库作用。削：就是削峰减灾。在今年秋汛洪水防御过程中，水库积极发挥拦洪削峰作用，最大削峰率73.7%（“9 1”），根据洪水推演过程，如果没有故县水库拦洪削峰，“9 1”和“9 19”两次洪水下游洛宁、宜阳、黑石关河道都将超过保证流量，出现决堤风险，花园口也将出现超5 000 m3/s洪峰流量。蓄：就是蓄洪兴利。在保证防洪安全前提下，故县水利枢纽管理局积极利用水库拦蓄作用，通过超前研判、精细调度，统筹防洪兴利两手抓，有效拦蓄洪水，9月以前2次较大洪水基本无弃水发生，9月份以来一直维持高水位运行，洪峰过后维持高水头、小流量平稳下泄，预计全年发电量在2.5亿kW h左右，创历史纪录，创造了显著的社会经济效益。4结语在2021年黄河流域秋汛防御过程中，故县水库将2 430m3/s的洪峰削减至1 330 m3/s，削峰率45%，确保了下游黄河滩区人民的安全。故县水库通过削减本流域下游的洪峰流量，尽可能减少长水至洛阳河段滩区农田的淹没损失和伊洛河夹滩地区决堤分洪的概率，对减轻黄河下游洪水威胁起到了非常重要的作用。参考文献：1 郭建民.伊洛河志 M.北京：中国科学技术出版社，1995：10.2 邹铁华.洛河故县水库工程技术设计书 R.郑州：水利部黄委会勘测规划设计院，1994：20.【责任编辑张华岩】14