浅谈滕州市户主水库洪水调度运用
2023-01-03位海洪
位海洪
(滕州市水库管理服务中心,山东 滕州,277533)
1 工程概况
1.1 水库流域概况
户主水库位于山东省滕州市东郭镇境内,城河支流幸福河(乡河)上游,属淮河流域,南四湖水系。幸福河发源于山东省省级地质公园莲青山南麓,水库以上主干长度为9 km,流域平均宽度约4.63 km,流域面积44 km2。由于水库所在的幸福河流域属暖温带季风区,四季界限分明,温差变化较大,夏季多东南风,冬季多东北风。暴雨是造成本流域洪水的主要原因,形成流域内暴雨的天气系统主要有黄淮气旋、台风、南北切变和暖切变等。区内长历时降水多由切变线和低涡接连发生造成。暴雨多发生在盛夏初秋,具有明显的季节性。
根据户主水库流域内户主站及周边流域岩马水库、蒋子崖等7站1951~2019年连序69年降水量资料统计分析,户主水库多年平均降水量751.3 mm。降水主要集中在汛期6~9月,其中7~8月尤为集中。多年平均汛期(6~9月)降水量554.0 mm,占多年平均降水量的72.8%。
1.2 水库工程概况
户主水库距滕州市城区17 km,建成于1960年,水库总库容2 019 万m3,兴利库容998 万m3,死库容64 万m3。有效农业灌溉面积800 万m2,年均工业供水400 余万m3。2010年12月完成除险加固工程,防洪标准为重现期100年洪水设计(设计洪水位124.56 m,库容1 571万m3),重现期2 000年洪水校核(校核洪水位125.83 m,库容2 019 万m3)。2019年进行了除险加固后首次水库大坝安全鉴定工作,被评为“一类坝”。汛期控制指标为:允许壅高水位124.04 m,库容1 407 万m3;汛中限制水位122.78 m,库容1 062万m3;汛末蓄水位122.78 m,库容1 062万m3。水库是一座以防洪为主,兼顾农业灌溉、工业供水等综合利用的全国防洪重点中型水库。
户主水库枢纽工程由主坝、副坝、溢洪道、东放水洞和西放水洞5个部分组成。
水库上游河流属山溪性雨源河流,源短坡陡流急,自然落差大。河道流量随季节变化,汛期洪水集中,为陡涨陡落型。据实测资料分析,较大洪水起涨至洪峰时间仅2~3 h 左右,一次洪水过程一般在10~20 h,对水库的防洪安全性影响极大,洪水调度工作也极具挑战性。水库担负下游18 个乡镇、45.36 万人口、19 620 万m2耕地、京台高速公路、京沪铁路、京沪高铁、S313 省道、104 国道、西气东输冀宁支线、鲁皖成品油管道、国电滕州500 kV 开关站和下游大量工矿企业等的防洪安全,防洪作用十分重要。
2 水库受台风影响的雨情、水情及洪水调度运用
2020年,受“利奇马”台风影响,户主水库流域强降暴雨,最大日降雨量175 mm。由于近年户主水库汛期降雨偏少,对台风影响预期防御不足,库水预泄较晚,导致水库出现历史最高水位123.88 m,下游泄洪河道出现险情(近10年泄洪较少,下游河道非法占道造成泄洪标准降低)。2021年受“烟花”台风影响期间,吸取了2020年防洪调度经验教训,提前预泄库水降低水位,经过科学研判和实时调度,水位最高至122.83 m,仅高于汛限水位0.05 m,圆满完成防洪任务。详细调度情况见表1。
表1 户主水库洪水调度成果Table 1 The flood regulation at Huzhu reservoir
2.1 “利奇马”台风期间洪水调度
2020年8月6日8 时—8月7日3 时,受“利奇马”台风影响,户主水库降雨量87 mm,水位达到汛限水位122.78 m。经滕州市防指批准,8月7日6时,水库准时以30 m3/s 流量开闸放水。8月7日9时,下游泄洪通道幸福河河堤上户主村段出现险情,为了保证洪水不入村庄,水库暂不能增加泄洪流量;8月7日12 时,库水位升至历史最高水位123.88 m;8月7日14 时,水库来水量减少,水库水位降至汛限水位122.78 m;8月10日13 时,关闸停泄,水位降至122.38 m,比汛限水位低0.4 m。本次洪水过程共拦蓄洪量647 万m3,泄洪587 万m3,最大入库洪水流量183 m3/s,出库流量30 m3/s,消减洪峰84%,降低下游洪峰水位2.1 m,减淹耕地面积1 733.3万m2,避免人员转移3万人。
幸福河上游河堤护坡出现险情时,户主水库防汛常备队紧急集合,携带防汛抢险物资赶赴现场,驻地东郭镇防洪应急连、派出所紧急出动,共同抵御洪水。抢险现场,抢险队员们接力填装沙袋,手抬肩扛,围堵塌方地段,筑起防汛救灾的铜墙铁壁,经过近5 h 的努力,使用麻袋550 条,土工布200 m2,堵住了8 m宽、2 m深河堤缺口,保障了人民群众生命财产安全。
2.2 “烟花”台风期间的洪水调度
2021年7月28日,据气象部门预测,本地区受“烟花”台风影响,将有100~150 mm的降雨量,局部250 mm以上。按照滕州市城乡水务局调令,7月28日17时,户主水库准时以5 m3/s流量开闸放水,于7月29日8时关闸停泄,共泄水27万m3。本次洪水过程共拦蓄洪量196万m3,最大入库洪水流量41.1 m3/s,出库流量5 m3/s,消减洪峰88%,降低下游洪峰水位1.2 m,减淹耕地面积1 066.7 万m2,避免人员转移1万人。
“烟花”台风过后,后期8月29日8 时—8月30日7 时降雨72.2 mm,户主水库库水位上涨至122.72 m,距汛末蓄水位0.06 m。据气象部门预测,本地区9月1日持续有一次明显降雨过程,过程降水量级为大雨,预计库水位将超过汛末蓄水位。按照滕州市城乡水务局调令,8月30日10时,户主水库开闸泄洪,泄量10 m3/s;8月30日17 时,为减轻城河和南四湖调洪压力,将泄量调至5 m3/s;8月31日6 时—8 时突降暴雨57.6 mm,水库水位上升至122.77 m,即将超过汛末蓄水位;8月31日9时将泄量调至10 m3/s;8月31日11 时根据水位持续快速上涨情况,再次调增泄量至20 m3/s;9月1日17 时,关闸停泄,库水位122.30 m,比汛末蓄水位低0.48 m,库容944万m3,少于汛末蓄水量118万m3。
本次调洪前后降雨过程为8月29日8时—9月1日8 时,降雨量130 mm,水库来水量220 万m3,总计泄洪277 万m3。水库最大入库流量153 m3/s,发生时间为8月31日7 时,最大出库流量20 m3/s,削减洪峰87%,减淹耕地面积1 733.3 万m2,避免人员转移3万人。水库泄洪运行期及关闸停泄后,相关管理技术人员对水库工程和工程设备进行专项检查,各项工程运行正常,无损毁、故障等异常情况。
3 洪水调度运用问题及经验借鉴
3.1 主要问题
由于多年降雨量偏少,对暴雨突发性、持续性预测不足,泄洪调度较晚,加之泄洪河道幸福河上游段因村庄长期缩河,过水能力不足,出现决口险情,造成2020年8月7日户主水库高水位运行13 h,达历史最高水位。
3.2 经验借鉴
户主水库担负着保护下游滕州市区及18个乡镇的安全使命,防洪作用十分重要。2020年、2021年受台风影响期间,经过严密的洪水调度运用,水库最大拦洪量647 万m3,控制下泄流量30 m3/s,基本安全地将洪水拦蓄在库内,大大减轻了大洪水给下游保护对象带来的洪涝灾害,防洪减灾效益十分显著。以下两种工作思路和方法值得借鉴:
(1)拦蓄洪水,减轻下游河道防洪压力。水库管理人员在调度运用期间,科学分析,大胆预判,在保障大坝安全基础上,不加大下泄流量,组织队伍积极参与泄洪河道抢险,避免了人民群众财产安全损失。
(2)科学调度,防洪兴利双赢。2021年台风影响期间,以2020年为鉴,杜绝麻痹思想,依据天气预报,提前做好预泄库水准备。泄洪期间,根据水库来水量、水位变化及下游防洪要求,实时调整下泄流量,既把库水位控制在汛限水位以下,又能拦蓄洪水资源,兴利丰盈,充分体现了洪水调度的科学性、合理性及前瞻性。
4 结语
户主水库2020年、2021年汛期受“利奇马”和“烟花”台风影响,雨水充沛,兴利丰盈,但对水库防汛调度运用提出了考验。虽抗洪胜利,但也暴露了一些防汛工作问题,需在今后进一步完善,以发挥水库防洪调度运用最大效能。
(1)调整调度指标,修定调度运用计划。参照上一年度的调度情况和多年平均调度指标,制定完善、可靠的下一年度调度运用计划,确保水库安全运行,发挥效益。
(2)加强汛情预测,落实应对措施。加强与气象部门、水文部门沟通,及时了解天气状况,准确做好汛情信息收集,实时做出相关分析和调度建议,提供领导决策,并严格按照水库《调度规程》和《防御洪水方案》,落实防汛应对措施。
(3)疏通泄洪河道,提高安全泄洪能力。对水库下游泄洪通道泄洪能力进行复核,建议河道管理部门整治河道,以满足水库安全泄量标准,确保水库安全泄洪,保障人民生命和财产安全。■