孟 磊,趙英娜
(1.邢臺市朱莊水庫管理處,河北 邢臺054000;2.邢臺經濟開發區農林水綜合服務中心,河北 邢臺054001)
邢臺市朱莊水庫“7·19”洪水調度探究
孟 磊1,趙英娜2
(1.邢臺市朱莊水庫管理處,河北 邢臺054000;2.邢臺經濟開發區農林水綜合服務中心,河北 邢臺054001)
通過對朱莊水庫“7·19洪水調度過程的得失及存在問題,探索洪水調度過程中存在問題,為日后洪水科學調度提供有力保障。
朱莊水庫;洪水調度;改進措施
朱莊水庫是以防洪、灌溉為主,兼顧供水、發電和水面養殖等綜合利用的大(2)型水利樞紐工程,系多年調節性水庫,2000年興建了“引朱濟邢”輸水工程,設計年供水量5000萬m3,主要供興泰電廠、邢臺鋼廠、德龍鋼廠等。
朱莊水庫位于滏陽河流域南澧河上游,壩址在沙河市綦村鎮朱莊村西,距邢臺市西南35km,控制流域面積1220km2,總庫容4.162億m3。水庫位于南澧河上游沙河河谷之上,控制著宋家莊、將軍墓、漿水、路羅等4道山川。控制流域面積1220km2,占南澧河流域面積的58%。
水庫樞紐工程包括溢流壩、非溢流壩、電站、放水洞、泄洪洞,南北干渠、消力池等工程。壩型為漿砌石混合重力壩,最大壩高95m,壩長544m,其中溢流壩段長111m。工程按2級建筑物標準,以百年一遇洪水設計,千年一遇洪水校核,萬年一遇洪水驗算。水庫最大壩高261.51m,允許最高洪水位260.9m,正常高蓄水位251.0m。
該水庫于1971年10月開始興建,1976年開始攔洪蓄水,1985年4月竣工驗收。1990年開始轉為正常調度運用階段。
2016年7月,朱莊水庫流域發生了特大洪水(以下稱“7·19”洪水),這次洪水以其時間短、強度大、來勢猛、洪量大為特點,極具破壞性和災害性。
降雨主要集中在7月19日凌晨至7月20日12:00。其特點是來勢猛、范圍廣、時間短、強度大、災害嚴重,覆蓋了整個流域的1220km2,上游平均降雨量380mm。
“7·19”洪水中最大洪峰7780m3/s,發生在20日3:00;最高水位252.45m,發生在21日11:00;最大泄量1300m3/s,發生在20日6:00;1d洪量2.658億m3/s;3d洪量3.123億m3/s;5d洪量3.427億m3/s;7d洪量3.991億m3/s。
7月20日1:20,庫水位達到汛限水位239m,入庫流量6500m3/s,凌晨2:00,庫水位升至241.07m,入庫流量7400m3/s,3∶00,水位升至244m,入庫流量達到本次降雨過程的最大值7780m3/s,洪峰流量達百年一遇。
上游水情緊張,下游災情漸重。7月19日19:20,上游雨情信息中斷;23:00,上壩路圍墻坍塌;20日6:00,朱莊村南橋沖毀。與此同時,下游廣大區域普降大雨,西部山區的客水迅速向南和、任縣、寧晉一帶匯集,下游河道同時告急。
因近年來連年干旱少雨,加之農業用水,工業供水,生態用水,庫水位降至歷史次低水位218.5m。“7·19”洪水發生后,19日19:15, 按18:20至18:50來水量演算,此階段入庫流量3600m3/s,預計到20日2:00上升至汛限水位239m,其后及時將演算結果匯報市防辦,并要求閘門操作人員全部就位,隨時準備預泄。
7月20日1:20庫水位239m,入庫流量6500m3/s,下泄流量20m3/s;2:06,請示市防辦要求加大泄量至200m3/s,但未得到批準。2:30,下泄流量加大至200m3/s。3:00庫水位升至244m,達到本次洪水最大洪峰7780m3/s,超百年一遇洪峰流量,此時下泄流量50m3/s;4∶30水位247.5m,入庫流量5540m3/s,下泄流量500m3/s;5:00水庫水位248.3m,入庫流量5250m3/s;6:00增大流量至1300m3/s;11∶05水庫水位252.45m,庫容2.8107億m3,入庫流量337m3/s,出庫流量700m3/s。其后根據防辦指令緩緩時段下降。其間,21日4:30,沙河大橋南側出現險情,停止泄水6.5h。 27日18:00,開發區出現險情,停止泄洪140h。洪峰削減率達97.74%。
朱莊水庫“7·19”洪水調度過程中,充分考慮下游河道及保護對象的承受能力,權衡利弊,實事求是地進行科學調度,確保大壩安全。當水位達252.45m時,按原規定應敞泄,但考慮到下游泄洪壓力,經研究做出了下泄700m3/s的決定。事實證明,該決策是合理、可行的。
4.1 實際調度泄量比按規定應泄量減少500m3/s
今年朱莊水庫的實際調度最大泄量1300m3/s,較按規定的調度方式調度下泄量減少500m3/s,下泄時間僅4.5h。
4.2 沒有敞泄,最大限度地減少了下游損失
實際調度中,庫水位超過252.41m時,按照調度運用計劃原則上應敞泄,但未按原調度原則規定的敞泄進行操作,為下游最大限度地承擔了風險,發揮了巨大的減災作用。
4.3 兩次長達146.5h的閉閘停泄
在洪水最緊張的時刻,為下游搶險救災贏得了寶貴時間。保證了京廣鐵路和公路暢通,減輕了下游滯洪區的防洪壓力。
5.1 保住了大壩安全
朱莊水庫汛前庫水位218.5m,主汛期過后庫水位243.07m,蓄水1.84億m3,為日后的取水、用水調度提供了保障。
5.2 相機多蓄水
朱莊水庫在“7·19”洪水實際調度中充分發揮了削峰、錯峰作用,在高水位運行時沒有敞泄,減少了下泄洪水總量,最大限度地減少了下游災情,同時還多蓄了水。
6.1 及時調整調度方案
2016年“7·19”洪水發生后,根據汛期調度運用計劃、入庫流量、庫水位,考慮到下游鐵路、公路、高速公路、滯洪區等實際情況,在確保大壩安全的前提下,兩次閉閘停泄146.5h,為下游搶險救災提供了寶貴時間,最大限度地發揮了水庫工程的防洪、減災作用。
6.2 2016年“7·19”防洪調度驗證了風險分析成果
朱莊水庫從投入運用的情況看,興利系數偏低(僅54.8%),其主要原因是棄水量過多,汛限水位定的偏低,每年汛前為維持汛限水位,不得不進行較大數量的棄水。因而造成興利系數偏低,水庫蓄水量不足,使水庫經濟效益和社會效益得不到充分發揮。如圖1。

圖1 朱莊水庫漬壩風險圖
1982年以來邢臺市曾3次出現“水荒”。為了解決防洪和蓄水興利的矛盾,1993年 《通過漫壩風險分析,提高了朱莊水庫興利效益的研究技術報告》,抬高汛限水位4~7.5m,相應增加蓄水庫容3310萬~6280萬m3。 “7·19”洪水的成功調度再次驗證,抬高汛限水位后,大壩的安全可靠度是有保證的。
6.3 汛限水位急需恢復到正常狀態
近年來,降雨稀少,加之向市區工業、生態及農業供水,2016年汛前庫水位降至死水位220m以下,供水情況再度緊張。該水庫于2008年5月開始除險加固工程建設,為保證大壩在除險加固期間的安全運行,對起調水位進行了演算,將汛限水位由原來的242m降至239m,相應庫容由1.76億m3降至1.48億m3,由于下閘蓄水未出驗收報告,汛限水位不能恢復到正常狀態。2016年“7·19”暴雨洪水調度驗證了恢復正常汛限水位是合理的、可行的。
6.4 水雨情信息
“7·19”洪水發生之初,水情、雨情信息傳輸基本穩定,水庫能夠根據預報數據模擬演算汛情。7月19日21:20,該信息中斷,雨情信息的傳送只能先由水文系統收集、整理后,傳至市防辦,由市防辦傳到水庫,調度人員只能利用傳統的計算方式進行反推入流。信息傳遞速度過慢、量少,且無法導入數據庫,往往得到信息時洪峰已經形成,且誤差也較大,水、雨情信息傳送的穩定性和時效性及流域水文模型精度有待進一步提高、完善。
從區域的實際出發,完善水庫調度運用方式、探索解決洪水調度過程中存在問題的有效途徑,建立符合流域實際的數據模型,完善采集雨量、水位、流量及其氣象信息的軟硬件系統,結合雷達、氣象衛星等客觀地做出暴雨洪水的預報,加快防汛設施建設,增加防汛工作的科技含量,提高防汛工作水平,有效防御洪水災害,以最大限度地避免人員傷亡,降低災害損失。
[1]孟磊,朱莊水庫“7·19”洪水調度過程工作報告[R].2016.
[2]趙鎖貴,“96.8”洪水調度過程工作報告實踐淺析.浙江省大中型水電站防洪和發電調度技術研討會1996.
[3]張學功,盧林全,周興軍,等.寧波市白溪水庫洪水調度實踐淺析[Z].浙江省大中型水電站防洪和發電調度技術研討會暨浙江省水電站建設新技術交流會,2007.
[4]曹永強,殷峻暹,胡和平.水庫防洪預報調度關鍵問題研究及其應用[J].水利學報,2005.
[5]田力.昭平臺白龜山梯級水庫聯合防洪優化調度研究[D].大連:大連理工大學,2007.
(責任編輯:姜彤宇)
Xingtai Zhuzhuang Reservoir “7·19” flood scheduling inquiry
MENG Lei1,ZHAO Ying-na2
(1.Xingtai Zhuzhuang Reservoir Management Office, Xingtai 054000,China;2.Economic Development Zone of Xingtai Following Comprehensive Service Center, Xingtai 054001,China)
Analysis of Zhuzhuang Reservoir flood dispatching process of and existing problems based on the"7·19 flood dispatching.The improvement measures is explored to solve the problems and provide strong guarantee for future scientific flood dispatching.
Zhuzhuang Reservoir; flood dispatching; improvement measures
TV697.1
B
1672-9900(2017)03-0061-03
2017-03-20
孟 磊(1973-),男(漢族),河北邢臺人,高級工程師,主要從事水庫防汛調度、工程管理等工作,(Tel)13731062228。