岳城水库洪水特性分析

高 翔，徐 宁

(水利部海委漳卫南运河管理局水文处，山东 德州 253009)

0 引言

漳河发源于山西高原和太行山，是海河流域漳卫南运河水系的主要支流，处于东亚温带季风气候区，夏季因太平洋副热带高压势力加强北上，盛行偏南风，成为赤道气团和海洋气团的交绥地带，造成本流域降雨多集中于7—8月的特点，量级较大的暴雨中心一般都发生在太行山南麓或东麓的迎风区，为暴雨中心波及区[1-2]。漳河上游山区，两岸地势陡峭、河谷狭窄、水流曲折、陡坡流急，容易造成位于漳河干流出山口的岳城水库短时间内入库流量陡涨陡落。岳城水库以下漳河河道采沙现象严重，也增加了洪水演进的不确定性。

2016—2023年间发生了3次洪水。2016年“16·7”洪水是受超强厄尔尼诺影响，实测入库最大流量5200m3/s；2021年“21·7”洪水是低涡切变线和低空急流共同影响[3]，实测入库最大流量2780m3/s；2023年洪水是台风“杜苏芮”残余环流和冷空气共同影响，实测入库最大流量974m3/s，详见表1。

表1 岳城水库入库最大流量统计表

表2 漳河、卫河主要降雨分布雨量统计表

纵向对比3次洪水，洪水成因、降雨分布、拦洪错峰各有特点，通过对比分析，完善漳卫河系防洪工程体系和洪水测报方案，为漳卫南运河防洪预报和错峰调度提供经验。

1 暴雨雨情分析

根据降雨量最大3d分布情况，绘制了2016年“16·7”、2021年“21·7”以及2023年受台风“杜苏芮”影响雨情分布图，2016年洪水岳城水库以上漳河降雨主要分布在岳城水库库区周边，降雨量占比18%；2021年洪水岳城水库以上漳河降雨主要分布在漳河岳城水库库区周边和卫河降雨主要在其支流淇河、思德河、沧河流域，降雨量占比分别是25%、29%；2023年洪水岳城水库以上漳河降雨主要分布在清漳河东源、岳城水库库区周边以及卫河降雨主要在其支流淇河、思德河流域，降雨量占比分别是43%、28%、23%。

岳城水库库区北面、西面和南面分布有14条入流沟，当降雨主要发生在库区周边时，降雨汇流后通过入流沟进入岳城水库。2016、2021年漳河降雨主要分布在库区周边，大部分降雨通过入流沟进入水库，作为岳城水库入库站的观台水文站只能监测漳河干流的入库流量，导致实测入库流量与反推最大入库流量偏差较大[4]。2023年漳河降雨主要分布在岳城水库以上漳河干流以及清漳河，库区周边汇流入库占比较小，实测入库流量与反推最大入库流量相近，详见表1—2。

2 洪水水情和调度分析

2.1 观台水文站水情分析

根据观台水文站水位、流量实测资料，绘制水位、流量过程线，3次洪水均是洪水来临时，水位先于流量起涨，洪水退却时，流量先于水位回落，如图1所示。

图1 2016、2021、2023年观台水文站水位、流量过程线

2016年洪水水位、流量涨幅、跌幅最大；2023年洪水最小，与降雨分布有一定关系，降雨分布在库区周边，易造成入库流量陡涨陡落，同时也造成了水位、流量陡涨与陡落之间转换时间极端，约为2～3h。2023年降雨主要在匡门口以上清漳河，匡门口站与观台站相距50km，经河道缓冲后，水位、流量涨幅降低，洪水退却时，跌幅也是最小，最快涨幅涨与最快跌幅之间转换时间延长至12h，详见表3。

表3 观台水文站洪峰流量统计表

2.2 水库拦洪消峰分析

岳城水库是一座以防洪、灌溉为主的控制性水利枢纽工程，对漳卫南运河历次洪水防洪调度发挥着至关重要的作用。因卫河自共渠刘庄闸至徐万仓(漳河与卫河汇合位置)的主河道未设置拦河闸等水利工程，且卫河支流较多、流域面积广大，当漳河和卫河同一时段内发生洪水时，需要岳城水库发挥拦洪错峰的作用，以减轻卫河、卫运河、漳卫新河行洪压力2016、2021、2023年岳城水库为卫河错峰48、53、24h，削峰率分别为94%、99.98%、88%，详见表4。

表4 岳城水库泄洪过程和消峰率统计表

表5 蔡小庄站过水流量统计表

2.3 水库以下至蔡小庄水文站洪水演进分析

蔡小庄水文站是岳城水库以下漳河至徐万仓唯一水文站，距离水库76km，是研究漳河洪水演进重要站点。李志林等[5]对岳城水库与蔡小庄区间水头到达时间研究表明，水库泄洪前河道近期过水的水头到达时间约为48h，水库泄洪前河道干涸时间较长的水头到达时间约为82h。由表4—5可以看出，水库泄洪水头到达蔡小庄站时间分别为92、69、44h，蔡小庄过水量占水库泄洪总量的70%、45%、85%。2016、2021年水库放水前，漳河已经长时间干涸，且2016年时漳河采沙现象严重，沙坑裸露[6]，相比2021年，采沙得到控制，部分沙坑填平，水头能更快速到达蔡小庄站。刘春伟等[7]研究表明，规范河道采沙作业能够提升行洪能力。2023年，漳卫南局执行京杭大运河漳河通水政策，3—6月岳城水库份持续泄水，因此7月份水库泄洪时，水头能够更快到达蔡小庄站，与李志林等[5]的研究基本一致。

2.4 入库水量分析

选取入库流量最大3d时段内的水位、流量计算入库水量、出库水量、蓄水量变化量以及入流沟水量等，详见表6。2016、2021、2023年洪水中，岳城水库拦蓄洪水分别为2.402亿、1.986亿、1.858亿m3，库区入流沟水量分别为0.8244亿、1.095亿、0.3401亿m3，占总入库水量的26%、36%、15%，2021年占比最大，2023年占比最小。因2016、2021年漳河降雨主要分布在岳城水库库区周边，其入库水量占总入库水量的平均值为31%，与吴晓楷等[8]得出的库区入流沟入库水量占总入库水量的30%以上的结论一致。

表6 岳城水库入库流量分类统计表 流量：m3/s；水量：万m3

3 结语

(1)当漳河降雨主要分布在岳城水库库区周边时，观台实测入库流量与反推入库流量存在偏差，入流沟入库水量约占总入库水量的31%。

(2)水库泄洪前，河道长时间干涸情况下，约69～92h水头到达蔡小庄站，约30%～55%的泄洪总量蓄滞于河道内；河道全线通水情况下，最快44h到达蔡小庄站，约85%的泄洪总量通过蔡小庄站。

(3)岳城水库在历次漳卫河系洪水中，均发挥了拦洪错峰重要作用，有效减轻了漳河下游防洪压力以及卫河、卫运河、漳卫新河行洪压力。

4 建议

(1)岳城水库库区附近约有14条入流沟，其中10条入库洪峰流量超过500m3/s，入库水量占到总入库水量的30%以上，需在入流沟重要断面建设水位、水文站，精确掌握岳城水库拦蓄水量，为推断洪水演进过程、确定泄洪时间提供数据支撑。

(2)岳城水库以下漳河段，仅有1处水文站。“十四五”时期，计划建设19处水位站，极大提升漳河水旱灾害防御和水资源精细化管理能力，需配套完善漳河洪水测报方案。