大黃堡洼洪水調(diào)節(jié)計算及其分區(qū)運用調(diào)整

王 南，何麗麗，李勝軍

(1.天津市水利勘測設計院，天津300204;2.天津市水利科學研究院，天津300200)

1 基本資料和計算條件

1.1 北運河系洪水調(diào)度運用原則

大黃堡洼為北運河的蓄滯洪區(qū)。北運河的洪水調(diào)度運用原則為:

北運河防洪標準為50 a一遇。北運河洪水至土門樓為1 980 m3/s，其中由青龍灣減河承泄1 680 m3/s，由木廠閘下北運河下泄300 m3/s。青龍灣減河下泄洪水至狼爾窩，由河道下泄900 m3/s至里自沽匯入潮白新河，其余洪水由狼爾窩進洪閘向規(guī)劃的大黃堡水庫分洪，當水庫水位達到滯洪水位時，關閉進洪閘，開啟狼爾窩分洪閘向大黃堡洼分洪;木廠閘下北運河下泄洪水至筐兒港樞紐流量為240 m3/s，經(jīng)筐兒港減河匯入北京排污河，北京排污河按原設計流量下泄，其余洪水由狼爾窩引河退水閘向大黃堡洼分洪。

1.2 大黃堡滯洪水庫工程建設前后水庫和洼淀的運用原則

1.2.1 建庫前洼淀的運用原則

當青龍灣減河上游來量超過900 m3/s，且水勢繼續(xù)上漲時，提開狼爾窩分洪閘向大黃堡洼分洪。洼淀運用實行分區(qū)滯洪的原則，滯洪次序按照Ⅰ～Ⅴ的順序依次滯洪。

1.2.2 建庫后水庫、洼淀的運用原則

水庫與洼淀的運用次序是首先使用水庫滯洪，水庫蓄滿后再啟用洼淀。水庫與洼淀的運用原則為:

1)當水庫水位達到汛限水位，青龍灣減河洪峰流量≤900 m3/s時，狼爾窩進洪閘不向水庫分洪。

2)當北運河遇20 a一遇以下洪水，青龍灣減河狼爾窩處洪峰超過900 m3/s，且水勢繼續(xù)上漲時，由狼爾窩進洪閘向水庫分洪，河道節(jié)制閘控泄900 m3/s。

3)遇50 a一遇以下洪水時，青龍灣減河節(jié)制閘控泄900 m3/s，超過部分由狼爾窩進洪閘向水庫分洪;當水庫水位達到設計滯洪水位，且水勢繼續(xù)上漲時，開啟狼爾窩分洪閘按設計泄量430 m3/s向洼淀其它滯洪區(qū)分洪，此時，水庫可繼續(xù)滯洪;當水庫達到校核滯洪水位時，關閉狼爾窩進洪閘。

2 洪水調(diào)節(jié)計算及其結果

按現(xiàn)行北運河洪水調(diào)度運用原則及大黃堡洼滯洪水庫與洼淀共同運用的規(guī)劃安排，對大黃堡洼按現(xiàn)狀及規(guī)劃兩種條件進行洪水調(diào)節(jié)計算。

2.1 水位～面積～容積曲線

采用天津市測繪院1999年實測1∶1萬比例尺地形圖對蓄滯洪區(qū)的水位～面積～容積曲線進行了量算。

根據(jù)計算結果，現(xiàn)狀大黃堡洼蓄滯洪區(qū)設計水位(2.87 m)下淹沒面積263.403 km2，蓄水容積3.22億m3，建庫后大黃堡洼蓄滯洪區(qū)(不含滯洪水庫)設計水位(2.87 m)下淹沒面積238.75 km2，蓄水容積2.85億m3。

2.2 調(diào)蓄分析

按現(xiàn)行調(diào)度運用方案和北運河防洪規(guī)劃總體布局，根據(jù)河道、水庫、洼淀的行滯洪水量，并考慮港北澇區(qū)入洼淀的澇水和洼淀自身降水，分別對20 a、50 a、100 a一遇3種標準洪水的大黃堡洼進行了調(diào)蓄分析。

按照現(xiàn)行調(diào)度運用方案，即不建大黃堡滯洪水庫的情況下，大黃堡洼需滯蓄北運河20 a、50 a、100 a一遇3種標準來水量分別為0.375億m3、1.083億m3、1.786億m3。大黃堡洼可分區(qū)運用，20 a一遇洪水Ⅰ區(qū)滯蓄水量5 635萬m3，滯洪水位達到2.64 m，Ⅱ－Ⅴ區(qū)可不再使用;50 a一遇洪水時運用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三區(qū)，滯蓄總水量14 625萬m3，Ⅰ～Ⅲ區(qū)滯洪水位2.49 m，Ⅳ、Ⅴ區(qū)可不再使用;100 a一遇洪水運用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個區(qū)，滯蓄總水量23 402萬m3，Ⅰ ～Ⅳ區(qū)滯洪水位2.65 m，Ⅴ區(qū)可不再使用。

建設大黃堡滯洪水庫后，整個蓄滯洪區(qū)仍分5個分洪小區(qū)運用，水庫可作為蓄滯洪區(qū)的Ⅰ區(qū)，原Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)除去水庫剩余部分的區(qū)域為新Ⅱ區(qū)，Ⅲ－Ⅴ區(qū)仍按照原分區(qū)布局。建庫后，水庫需滯蓄北運河20 a、50 a、100 a一遇洪水量分別為0.375億m3、0.587億m3、0.575億m3，大黃堡洼蓄滯洪區(qū)需滯蓄的河道水量分別為0、0.496億m3、1.211億m3。20 a一遇洪水河道入庫水量0.375億m3，洼淀可不啟用;50年一遇洪水河道入庫水量0.587億m3，水庫達到設計滯洪水位后啟用新Ⅱ區(qū)，新Ⅱ區(qū)滯蓄總水量為5 926萬m3，新Ⅱ區(qū)滯洪水位為2.73 m，Ⅲ－Ⅴ區(qū)可不再使用;100 a一遇洪水水庫運用達到設計滯洪水位后需要啟用新Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū)滯洪，兩區(qū)滯蓄總水量為14 853萬m3，兩區(qū)滯洪水位2.69 m，Ⅳ、Ⅴ區(qū)可不再使用。

3 計算結果與以往調(diào)蓄成果比較及原因分析

本次調(diào)蓄分析成果與以往規(guī)劃成果比較，在遇到相同標準的洪水、滯洪水位不高于原設計滯洪水位時，需要分洪的小區(qū)數(shù)量、分洪后淹沒面積明顯減少。分析原因主要有以下兩個方面:

3.1 地面沉降使區(qū)內(nèi)蓄水容積增大

據(jù)1998年天津市水科所編制的“天津市蓄滯洪區(qū)不同蓄滯洪水位下面積蓄量及淹沒損失研究”圖表集中，在設計滯洪水位(黃海3.0 m)情況下，區(qū)內(nèi)淹沒面積266 km2，蓄水量2.9億m3;本次在新測繪的1/1萬地形圖基礎上量算的成果是:相同水位下，區(qū)內(nèi)淹沒面積263.4 km2，蓄水量3.22億m3。兩次成果相比較，淹沒面積基本沒有變化，而蓄水容積增加了11%。

3.2 河道來水量及周邊地區(qū)匯入澇水大大減少

海河流域各蓄滯洪區(qū)設計滯洪水位、面積和蓄量以及調(diào)度安排等基本上是在1966年編制的《海河流域防洪規(guī)劃草案》中確定的，按照該規(guī)劃，大黃堡洼在50 a一遇洪水時，分泄河道洪量2.2億m3，加上周邊地區(qū)20 a一遇澇水，滯蓄水量達到4.1億m3，設計滯洪水位4.5 m(大沽)，淹沒面積347 km2。而按照新的《海河流域防洪規(guī)劃》(海河水利委員會，2004年)中的設計洪水成果，50 a一遇洪水大黃堡洼分泄洪量為1.083億m3，為原規(guī)劃成果的49.2%;加上周邊澇水總滯洪水量為1.46億m3，僅為原規(guī)劃成果的35.6%。

根據(jù)以上分析，在遇到相同標準的洪水、滯洪水位不高于原設計滯洪水位情況下，分洪的小區(qū)數(shù)量、分洪后淹沒面積大大減少是合理的。

4 規(guī)劃分區(qū)運用的調(diào)整

大黃堡洼蓄滯洪區(qū)現(xiàn)狀分5個區(qū)運用，具體運用次序由Ⅰ區(qū)～Ⅴ區(qū)順序啟用。調(diào)整后大黃堡洼規(guī)劃工程布局為:大黃堡洼內(nèi)規(guī)劃建設大黃堡滯洪水庫，水庫位于狼爾窩引河以西，占地約38 km2。水庫以外的蓄滯洪區(qū)根據(jù)以上調(diào)節(jié)計算結果可分為兩個區(qū)，規(guī)劃Ⅰ區(qū)為大爾路、狼爾窩引河、清污渠之間區(qū)域，基本為原Ⅰ區(qū)、原Ⅱ區(qū)、原Ⅲ區(qū)內(nèi)滯洪水庫以外的范圍，面積為152 km2;清污渠以南、大爾路以東為規(guī)劃Ⅱ區(qū)，為原Ⅳ區(qū)和原Ⅴ區(qū)范圍，面積83 km2，為超標準洪水使用區(qū)域，規(guī)劃為蓄滯洪保留區(qū)。

［1］ 水利電力部海河勘測設計院.海河流域防洪規(guī)劃(草案)［R］.天津:水利電力部海河勘測設計院，1966.

［2］ 海河水利委員會.海河流域防洪規(guī)劃［R］.天津:海河水利委員會，2004.

［3］ 中水北方勘測設計有限責任公司.北三河系防洪規(guī)劃［R］.天津:中水北方勘測設計研究有限責任公司，2003.

［4］ 天津市水科所.天津市蓄滯洪區(qū)不同蓄滯洪水位下面積蓄量及淹沒損失研究［R］.天津:天津市水科所，1998.

［5］ 天津市水利勘測設計院.大黃堡滯洪水庫工程項目建議書［R］.天津:天津市水利勘測設計院，2008.