岳城水庫“7·19”洪水水情分析

吳曉楷，安艷艷，趙建勇

（1.漳衛南運河管理局水文處，山東 德州 253009；2.漳衛南運河岳城水庫管理局，河北 邯鄲 056001）

岳城水庫“7·19”洪水水情分析

吳曉楷1，安艷艷1，趙建勇2

（1.漳衛南運河管理局水文處，山東 德州 253009；2.漳衛南運河岳城水庫管理局，河北 邯鄲 056001）

全面介紹了2016年漳衛南運河“7·19”暴雨洪水的氣象、雨情、水情和調度情況，進行了岳城水庫入庫水量、庫區產水量平衡分析，總結了防洪預報和調度經驗，提出岳城水庫水文預報、自動測報站點建設等建議。

漳衛南運河；“7·19”洪水；洪水預報；防洪調度

1 漳河流域概況

漳河發源于山西高原和太行山，是海河流域漳衛南運河水系的主要支流。岳城水庫位于漳河出山口處，總庫容13.0億m3，控制流域面積18 100 km2，占漳河流域面積的99.4%，是一座以防洪、灌溉為主，兼顧供水、發電等綜合利用的控制性水利樞紐工程，對于漳衛南運河的防洪調度、水資源配置等至關重要。2016年，漳衛南運河發生“96·8”以來的最大洪水，觀臺站入庫實測洪峰5 200 m3/s（整編6 150 m3/s），接近10 a一遇，根據水庫水位反推最大入庫洪峰達11 333 m3/s，已達到50 a一遇標準。此次洪水漲勢兇猛，在具備漳衛南運河洪水典型特點的同時又表現出許多新的特征，需要認真分析總結，以便為今后防洪預報和調度提供經驗和借鑒。

2 漳河暴雨洪水特性

漳河流域暴雨由天氣系統與地形條件結合所致，造成本流域特大暴雨的天氣系統多為臺風倒槽及西南渦。夏季，太平洋副熱帶高壓加強北上，易在太行山區迎風坡形成大暴雨，暴雨中心一般發生在太行山南麓或東麓的迎風區，時間多為7月下旬和8月上旬，如1956年8月大暴雨為臺風造成、1963年8月暴雨為切變與西南渦相配合引起、1996年8月暴雨為西風槽與臺風倒槽結合所致。

漳河流域太行山東、西兩個區域因自然地理特性不同，暴雨量級相差較大。東區地處迎風坡，山高坡陡，對東南方向來的暖濕氣流有明顯的抬升作用，易在天橋斷—匡門口—觀臺一帶產生大暴雨，如1982年8月1日石板巖最大日雨量達463.0 mm、2016年7月19日北賈壁日雨量達475.4 mm，是流域產生大洪水的主要地區；西區為山間盆地，東南暖濕氣流受山岳的阻擋影響較弱，主要是受西南方向暖濕氣流影響，因此暴雨量級較低，最大日雨量為209.5 mm（長子站1962年7月15日），大洪水發生頻次較少，洪水過程平緩，量級比東區小。

3 “7·19”暴雨氣象和雨情

根據2016年汛前防汛形勢分析和氣象預報，受超強厄爾尼諾的影響，漳衛南運河汛期出現暴雨等極端天氣的風險顯著增加，漳衛河流域降雨會偏多1～2成，極有可能發生流域性暴雨洪水。

3.1 暴雨氣象

根據中央氣象臺全國強降雨落區預報圖（見圖1），“7·19”雨帶接近南北豎直狀態，高空形勢為左邊1個副熱帶高壓、右邊1個副熱帶高壓，中間的華北平原處于低渦控制區，并且華北平原還有1個黃淮氣旋，東海還有1個熱帶低壓，從而將南海和太平洋的水汽輸送到華北平原。

3.2 暴雨雨情

根據漳衛南運河流域7月19—20日降雨量等值線圖，7月19日漳河流域出現暴雨、大暴雨過程，局地特大暴雨。漳河流域特大暴雨區集中在匡門口、天橋斷與岳城水庫區域，河北省磁縣北賈壁鄉出現400 mm以上的超級暴雨，最大點雨量為漳河左岸北賈壁站，日降雨量475.4 mm；清漳東源、濁漳北源上游出現大暴雨，漳槽站日降雨量197.8 mm；漳河流域平均降雨量為98.5 mm。

圖1 “7·19”全國強降雨落區預報

4 “7·19”洪水水情和調度

4.1 觀臺水文站水情

根據觀臺水文站實測資料，7月19日8時流量15.2 m3/s，11時30分44.3 m3/s，13時陡漲為1 025 m3/s，14時30分1 320 m3/s，15時1 491 m3/s，16時30分1 900 m3/s，17時5分3 300 m3/s，18時出現洪峰流量5 200 m3/s，該流量持續至19時，19時15分流量4 640 m3/s，河道水位開始回落。7月20日8時，觀臺水文站流量回落為400 m3/s。觀臺水文站1 d洪量為13 073.45萬m3。觀臺水文站7月19日8時—20日8時流量過程線，如圖2所示。

圖2 觀臺站7月19日8時—20日8時實測流量過程線

4.2 岳城水庫水情

岳城水庫7月19日8時壩上水位128.79 m，18時130.35 m，19時132.00 m(汛期起調水位)，20時133.37 m，20時36分漲到汛限水位134.00 m，并持續上漲，23時為135.41 m。7月20日8時漲至136.86 m，7月24日21時漲至最高水位142.19 m，該水位延續至7月25日8時后緩慢回落。岳城水庫水文站7月19日8時—20日8時水位過程線，如圖3所示。

圖3 岳城水庫7月19日8時—20日8時水位過程線

4.3 洪水調度

根據海委防辦調度令，岳城水庫為衛河錯峰48 h，并于21日18時開始泄洪100 m3/s，22日零時加大到200 m3/s，24日16時加大到300 m3/s。通過科學調控，岳城水庫成功削減漳河洪峰94%，確保了下游河道洪水不上灘、工程不出險，也為邯鄲市抗洪救災贏得了寶貴時間。28日零時，漳衛河洪水以558 m3/s流量順利通過南陶站，平穩進入衛運河，成功實現了“攔洪削峰、衛河錯峰、安全行洪”三大調度目標。

5 “7·19”水情分析

5.1 岳城水庫庫區匯流

觀臺水文站為岳城水庫入庫站，觀臺—岳城水庫壩址區間面積約300 km2，占岳城水庫以上流域面積18 100 km2的1.7%。據調查，岳城水庫庫區洪水入流溝分北面、西面和南面三部分，北面有東辛安溝、躍峰渠橋溝、都黨溝、石場村西溝4條洪水入流溝，西面有鳳凰寺溝、里溝2條洪水入流溝，南面有觀臺溝、曹家溝、西保障村東溝、乞伏村溝、南孟南橋溝、申家河橋溝、中清流溝和西清流溝8條洪水入流溝，其中東辛安溝、都黨溝、鳳凰寺溝、觀臺溝、曹家溝、南孟南橋溝、申家河橋溝、中清流溝、西清流溝較大，都黨溝入庫洪峰甚至超過500 m3/s。

5.2 入庫水量分析

7月19日18時，觀臺水文站最大洪峰流量5 200 m3/s，1 h 入庫水量為 1 872 萬 m3，岳城水庫18—19時蓄水量變化量為3 250萬m3，由于庫區較大和觀測斷面不同，觀臺入庫水量與水庫蓄水變量存在較大差異。岳城水庫入庫水量及蓄水量變化量，見表1。

根據水庫水量平衡方程，反推岳城水庫的入庫水量。因洪水期間水庫滲漏水量極小，本次不考慮水庫滲漏水量，時段水量平衡方程為：

式中：Wi為洪水入庫水量（m3）；Wq為洪水庫區產(虧)水量（m3）；Wo為洪水出庫總水量（m3）；△W為洪水始末庫容變化量（m3）。

表1 岳城水庫入庫流量及蓄水量變化情況

7月19日8時—20日8時，觀臺水文站入岳城水庫總水量為13 073.45萬m3，岳城水庫出庫總水量為4.30萬m3，蓄水量變化量為18 098萬m3，岳城水庫庫區產水量為5 028.85萬m3，約占入庫水量的28%；7月20日8時—21日8時，觀臺水文站入岳城水庫總水量為6 141.30萬m3，岳城水庫出庫總水量為220.32萬m3，蓄水量變化量為7 790萬m3，岳城水庫庫區產水量為1 869.02萬m3，約占入庫水量的23%；7月21日8時—22日8時，觀臺水文站入岳城水庫總水量為4 612.50萬m3，岳城水庫出庫總水量為1 641.60萬m3，蓄水量變化量為5 600萬m3，岳城水庫庫區產水量為2 629.10萬m3，約占入庫水量的36%，詳見表2。

表2 岳城水庫7月19—21日水量變化情況

5.3 壩前水位反推洪峰和觀臺入庫洪峰分析

根據觀臺水文站實測流量和壩前水位反推洪峰流量對比，繪制岳城水庫入庫流量過程線，如圖4所示。觀臺入庫洪峰流量發生在2016年7月19日18時，持續約1 h，壩前水位反推洪峰流量出現在2016年7月19日19時20分。岳城水庫壩址距離觀臺水文站距離約15 km，依此推測庫區平均流速約4.2 m/s，觀臺入庫洪峰與壩前洪峰時差約1 h。

據調查，邯鄲市氣象臺于7月19日5時20分發布暴雨紅色預警信號，漳河流域從19日4時多開始下雨，9時邯鄲開始降雨。觀臺水文站流量11時30分為44.3 m3/s，13時陡漲為1 025 m3/s。由此可以判定，從發布暴雨紅色預警信號到洪水起漲預見期不足8 h，從開始降雨至洪水起漲預見期不足10 h。

圖4 岳城水庫入庫流量過程線

6 討論和建議

6.1 岳城水庫洪水預報方案應充分考慮庫區產流影響

漳河觀臺水文站為岳城水庫入庫站，庫區的產流過程由觀臺、白土、岳城三站算術平均值乘以庫區面積并按時段換算為流量。遇庫區降雨較大時，應將預報出的觀臺總入庫洪水過程加上庫區產流過程。“7·19”洪水分析表明，因庫區眾多支流的匯入，庫區產流約占洪量30%以上，這是洪水期間水庫水位上漲速度遠超出預報的重要原因，甚至對洪水預報和洪水量級的判斷產生了重要影響，暴露出原預報方案對庫區產流的重視不足。目前，岳城水庫新遙測系統已經投入運行，庫區建設了觀臺、吳家河、東辛安、冶子村、南孟村、白土、壩上7處水情自動測報站，雨水情測報站密度大大增加。因此，應根據遙測系統建設完善的現狀，盡快完善岳城水庫庫區降雨專項水量預報方案，提高庫區預報精度。另外，應開展調研與論證，建設岳城水庫庫區洪水入流溝水情自動測報系統，充分掌握庫區來水狀況，為洪水預報提供信息支撐。

6.2 加強岳城水庫洪水預見期問題研究

“7·19”洪水分析表明，洪水預見期不足10 h，而且入庫洪峰與壩前洪峰間隔不足2 h，這對洪水預報的精細化和科學化提出嚴峻的挑戰。為此，要加強天氣預報、降雨預警，延長預見期；同時，要加強調度方案的研究，如采用峰量控制法，以洪峰及峰前洪量作為判別標準，可使岳城水庫設計防洪標準從1 000 a一遇提高至1 600 a一遇、非常運用防洪標準由2 000 a一遇提高至2 500 a一遇，這對下游防洪工作有利，但調度較為復雜，對調度水平要求較高。應該注意的是，一般認為岳城水庫洪峰通過入庫站的時間較壩前出現最高水位的時間早7～8 h，但是“7·19”洪水不足2 h，應給予充分重視。

6.3 加強岳城水庫洪水調度研究

根據國家防總批復，岳城水庫控制運用條件為3 a一遇洪水限泄500 m3/s、3～30 a一遇洪水限泄1 500 m3/s、30～50 a一遇洪水限泄 3 000 m3/s、50 a以上不限泄。水庫防洪標準基本達到2 000 a一遇，但超過2 000 a一遇洪水時仍需采用炸開2＃小副壩泄洪方案，以確保主壩等主體建筑物的安全。

“7·19”洪水觀臺水文站入庫實測洪峰為5200m3/s（整編6 150 m3/s），接近10 a一遇，但是根據庫水位反推最大入庫洪峰達11 333 m3/s，已經達到50 a一遇標準，直接影響了洪水頻率的判定，甚至影響洪水調度決策。因此，在加強現代氣象預報技術應用、科學判定水情的同時，必須加強岳城水庫洪水預報和調度技術研究，大力強化漳衛南運河防洪抗旱非工程措施的建設，完善水文預報方案，進一步提高岳城水庫洪水預報精度和預見期。

[1]SL250-2000，水文情報預報[S].

[2]漳衛南運河管理局.漳衛南運河防汛工作手冊[R].德州：漳衛南運河管理局，2007.

[3]中水北方勘測設計研究有限責任公司.漳衛河系防洪規劃報告[R].天津：中水北方勘測設計研究有限責任公司，2008.

TV122+.1

A

1004-7328（2017）05-0030-04

10.3969/j.issn.1004-7328.2017.05.010

2017—05—30

吳曉楷（1968—），女，高級工程師，主要從事水文水資源調查評價和論證相關研究工作。