辽河干流主要水库工程防洪作用与防洪效果分析

曲凤垚，李 瑞

(1.四川省紫坪铺开发有限责任公司，四川 成都 610036；2.四川蜀尔技术咨询有限公司，四川 成都 610036)

1 流域概况

辽河发源于河北省七老图山脉之光头山，辽河上游有东、西辽河，西辽河主要支流有老哈河、西拉木伦河，西辽河流至福德店与发源于吉林省萨哈岭山的东辽河相汇，进入辽宁省境内，始称辽河，辽河干流系指东西辽河汇合处至入海口这一流域范围。

辽河流域总面积约21.96万km2，其中辽宁省境内的流域面积约为6.45万km2，占流域面积的29.45%。辽河全长1345 km，其中辽宁省境内福德店～河口干流河道长度538 km。

辽河新中国成立前在东辽河修建二龙山水库和柳河闹德海水库，新中国成立后在西辽河修建红山水库和清河的南城子水库、清河水库，柴河的柴河水库、泛河的榛子岭水库等。并自福德店以下至入海口沿河两岸建有大堤。辽河干流福德店以下的洪水来源主要为东部山区，辽河流域洪水防御主要靠东部山区的南城子、清河、柴河、榛子岭四座水库与福德店以下至入海口的辽河两岸大堤。在盘锦市境内注入渤海。

2 暴雨洪水以及产汇流特点

辽河上游红山水库位于老哈河上，二龙山水库位于东辽河辽源附近。从辽河上游洪水成因分析，福德店、通江口的洪水主要受东、西辽河来水的影响，福德店为辽河干流东、西辽河汇合后的第一个水文站，通江口站有左岸流域面积4797 km2的招苏抬河汇入，招苏抬河上游与东辽河相邻，雨区和产汇流条件接近。

下游清河口、铁岭、石佛寺站的洪水主要由东部山区清河、柴河、泛河来水产生，这几条支流均位于辽宁省东部山区，与浑河、太子河的降雨雨区和产汇流机理接近，山区暴雨洪水陡涨陡落。从辽河流域多年平均三日最大降雨量等值线图来看，降雨量以东侧山区为大，其次为东西两侧丘陵区，最小为西辽河地区。上述情况说明通江口以上的洪水要小于石佛寺附近的洪水，即使东西辽河发生大洪水的情况下，除水库滞洪削峰外，东辽河二龙山水库下270 km的低洼地区和老哈河红山水库以下的500多公里的平原风沙地区，对辽河洪峰洪量均有很大的削减作用。经过统计分析，通江口处的洪水70%以上来自福德店，其洪水主要由东西辽河组成；而石佛寺较大洪水绝大部分为通江口以下区域的洪水组成，且以东侧清河、柴河、泛河为主，只有1986年为通江口以上洪水组成。

东、西辽河发生洪水与下游石佛寺附近的洪水往往不同次，即使同时发生，当东、西辽河流经数百公里下泄至中下游时，不仅洪峰压低，而且时间滞后10 d左右，而辽河干流一次洪水历时一般约七天左右，因此，很难遭遇。表1列出了通江口站和石佛寺站的历史大洪水调查的顺位情况，表明东西辽河大洪水与辽河干流大洪水不同时发生，虽是1917年同为大水年，但通江口以上发生在7月24日，辽河河干流发生在8月8日左右。1986年通江口的洪水为自1935年以来该处实测洪水的第一位，而在石佛寺处的洪水量级并不很大，通江口至石佛寺之间的洪水所占比重也较小。而石佛寺处实测大洪水中的1951年、1953年、1995年等年份，通江口以上洪水所占比重则很小。可见，东、西辽河洪水与通江口至石佛寺之间的洪水基本不遭遇[1]。

表1 辽河通江口站与石佛寺站历史洪水顺位对比

辽河石佛寺以下先后有右侧支流秀水河、养息牧河、柳河相继汇入，闹德海水库是柳河上的控制性工程，上述三河集水面积虽大，但其境内多为丘陵、黄土沙丘，植被条件极差。辽河干流发生较大洪水时，由于地理位置和地形影响，其暴雨中心，笼罩范围多出现于石佛寺至通江口之间的左侧支流山区一带，故在石佛寺处形成较大洪水。而石佛寺以下的右侧支流地区则降雨量较少，产汇流条件较差，产生的洪水也较小，加之洪峰发生时间一般都先于石佛寺处的洪峰时间，故在石佛寺处洪水到来之前已先行下泄。可以认为，辽河石佛寺以上洪水与下游右侧支流洪水遭遇的可能性是很少的[2]。

3 福德店、通江口洪水

辽河上游福德店、通江口的洪水主要来源于东、西辽河和招苏抬河，西辽河支流老哈河上有大型水库红山水库，东辽河辽源附近有二龙山水库。两水库对于水库下游以及辽河干流的防洪作用还是很大的。

3.1 红山水库

红山水库洪水调度原则为：从汛限水位开始起调，主汛期汛限水位为433.57 m，当水库水位低于441.87 m时，控制泄流1000 m3/s，以确保西辽河干流防御50 a一遇洪水；当水库水位在441.87～442.50 m时，控制泄流2150 m3/s，以确保通辽市洪峰流量不高于现状100 a一遇洪水的组合洪峰流量；水库水位超过442.50 m时，敞泄以保证大坝安全。

西辽河50 a一遇规划标准洪水，以1954年洪水作为典型，老哈河红山水库入库洪峰流量为8350 m3/s，水库控制最大下泄流量1000 m3/s，加上下游区间的分洪、蓄滞洪区分洪滞洪措施，洪水演进至通辽水文站断面时洪峰流量衰减到1490 m3/s，设计洪水过程长6 d，洪水总量11.1亿m3，其中红山水库蓄水6.36亿m3，台河口枢纽、苏家堡枢纽和总办窝堡枢纽向旁侧水库和蓄滞洪区分洪2.73亿m3，河道泄量2.01亿m3。

通辽市100 a一遇规划标准洪水，红山水库控制最大下泄流量2150 m3/s，经下游区间的分洪演进组合，通辽水文站断面的洪峰流量为1910 m3/s，通辽以下在郑家屯位置接纳乌力吉木伦河洪水进入西辽河，演进至福德店位置洪峰流量为1980 m3/s。

3.2 二龙山水库

二龙山水库位于吉林省四平市东辽河上游，是一座以防洪、除涝、灌溉、供水为主，结合发电的综合性水库。二龙山水库洪水调度运行方式为：当二龙山水库入库流量不超过3200 m3/s(20 a一遇时)，水库按城子上站流量不超过660 m3/s控泄；当二龙山水库入库流量不超过4570 m3/s(50 a一遇时)，水库按城子上站流量不超过934 m3/s控泄；当二龙山水库入库流量超过4570 m3/s(50 a一遇时)，水库按确保大坝安全下泄。

东辽河50 a一遇规划标准洪水，以1986年洪水作为典型，二龙山水库入库洪峰流量为4570 m3/s，水库控制最大下泄流量612 m3/s，与区间洪水组合后演进至福德店断面洪峰流量为1980 m3/s，演进至福德店位置洪峰流量为2510 m3/s，设计洪水过程长7 d，洪水总量5.76亿m3，其中二龙山水库蓄水3.08亿m3，河道泄量2.68亿m3。

从红山水库、二龙山水库的洪水调度过程可以看出，东、西辽河上的两座水库，结合下游的蓄滞洪区分洪滞洪，防洪作用是非常明显的。

4 铁岭、石佛寺洪水

4.1 铁岭、石佛寺天然洪水组成

通江口至石佛寺之间左侧支流有已建成的南城子、清河、柴河、榛子岭四座水库。铁岭站的洪水主要由南城子、清河、柴河—铁岭区间与南城子、清河、柴河三座水库放流组成；石佛寺站的洪水主要由南城子、清河、柴河、榛子岭—石佛寺区间的洪水与南城子、清河、柴河、榛子岭四座水库的放流组成。

铁岭、石佛寺水文站的设计洪水地区组成，分别以铁岭、石佛寺作为控制站，将铁岭、石佛寺以上洪水分为二部分，即支流水库和各水库至控制站区间，组成方案按同频率法进行。过程线按洪峰、三日、七日洪量同控制放大。经分析，辽河铁岭、石佛寺洪水经支流水库调洪后放流与区间洪水组合，以同频率法中区间设计水库相应方案最为不利，故采用该成果。以1953年洪水为典型，天然条件下铁岭站与石佛寺站地区洪水组成成果见表2～表3[3-4]。

表2 铁岭站设计洪水地区组成成果(区间设计、水库相应)

表3 石佛寺站设计洪水地区组成成果表(区间设计、水库相应)

4.2 铁岭站、石佛寺站经各水库调洪后的组合洪水情况

对铁岭站来说，经水库洪水调节以后，以百年洪水为例，南城子水库入库洪峰为690 m3/s，出库组合洪峰为321 m3/s，清河水库入库洪峰为3950 m3/s，出库组合洪峰为222 m3/s，柴河水库入库洪峰为2050 m3/s，出库组合洪峰为256 m3/s，经过水库调节，铁岭站组合流量与天然洪峰流量成果如表4，从表中可以看出，三座水库的调洪削峰作用是很大的。

表4 铁岭站三水库调节后的组合洪峰流量(区间设计) m3·s-1

对石佛寺站来说，经水库洪水调节以后，以百年洪水为例，南城子水库入库洪峰为1390 m3/s，出库组合洪峰为289 m3/s，清河水库入库洪峰为4510 m3/s，出库组合洪峰为175 m3/s，柴河水库入库洪峰为2210 m3/s，出库组合洪峰为250 m3/s，榛子岭水库入库洪峰为930 m3/s，出库组合洪峰为6 m3/s，经过水库调节，石佛寺站组合流量与天然洪峰流量成果如表5，从表中可以看出，四座水库的调洪削峰作用是很巨大的[5]。

表5 石佛寺站经四水库调节的组合洪峰流量 m3·s-1

4.3 石佛寺水库的调洪削峰作用

石佛寺水库是辽河的大型平原滞洪水利枢纽工程，其主要任务为防洪。石佛寺水库设计标准100 a一遇，校核标准300 a一遇。水库的主要任务是解决辽河中下游地区防洪和工农业供水，并作为‘南水北调’工程的反调节水库。根据其任务石佛寺水库分两期建设。石佛寺水库一期工程按纯滞洪方案修建，可以将下游防洪标准由目前的30 a一遇提高到100 a一遇，能防御新中国成立以来最大的1951年、1953年大洪水。运用原则：石佛寺水库以下辽河堤防现状安全泄量为5000～5500 m3/s，当石佛寺水库坝址发生超过下游堤防安全泄量5500 m3/s的洪水时，水库控制放流不超过5500 m3/s，当石佛寺水库坝址发生超过100 a一遇洪水，洪峰流量大于6990 m3/s时，水库按不大于入库洪峰流量控制，即石佛寺水库一期工程只调蓄5500～6990 m3/s之间的洪水，以满足下游河道100 a一遇防洪标准要求。

石佛寺水库设计情况下入库洪峰流量与出库洪峰流量对比成果，见表6。200 a一遇、100 a一遇石佛寺水库入库出库洪水过程对比如图1～图2。

表6 石佛寺水库设计情况下入库与出库洪峰流量 m3·s-1

图1 石佛寺水库200 a一遇洪水入库、出库过程线

图2 石佛寺水库100 a一遇洪水入库、出库过程线

5 结 论

通过上述分析，辽河干流石佛寺以上目前已建成的大型防洪水库，对于辽河流域的洪水控制作用十分显著，四座水库与石佛寺水库共同作用，其削峰防御洪水的作用明显。

以1951年(7大水库中仅二龙山水库处于初期运用，其他6座尚未建设)洪水为例，铁岭站实测洪峰流量14 200 m3/s，相当于200 a一遇，给辽河干支流造成了重大人员伤亡及财产损失，四座水库建成后，铁岭站位置计算的200 a一遇组合洪峰流量为7886 m3/s，削减洪峰接近一半。石佛寺100 a一遇天然洪峰流量分别为11 300 m3/s，经四座水库调蓄后，石佛寺入库为6990 m3/s，经石佛寺水库调蓄后出库(马虎山位置)为5461 m3/s，相同标准情况下石佛寺以下段洪峰流量差值减小约一半。

由此可见，辽河流域7大水库的防洪作用还是十分明显和巨大的，再结合辽河干流堤防的规划建设实施，库堤结合，再利用上游部分地区的蓄滞洪区分洪滞洪措施，共同组成辽河流域的洪水防御体系，为两岸和下游人民群众的生命财产共同保驾护航。