白龜山水庫在沙潁河流域的防洪作用

王繼濤

(河南省白龜山水庫管理局,河南 平頂山 467031)

0 引言

白龜山水庫位于淮河流域沙穎河水系沙河干流上，是綜合治理沙穎河流域的樞紐工程。水庫建成60余年來，對沙穎河流域的防洪有著不可替代的作用，產生了巨大的防洪效益，同時其在供水、灌溉、生態用水方面也產生了較好的經濟和生態效益。下面就從水庫的壩址選擇、控制流域的地形和氣候及水庫流域調節等三個方面分析白龜山水庫在沙穎河流域的防洪作用。

1 從水庫壩址選擇看防洪作用

20世紀50年代，淮河流域發生大洪水，人民生命財產損失巨大，為此，國家開始下大力氣治理淮河。在沙河上游先后進行了2次地質查勘，對水庫壩址進行了慎重選擇，最終選定在昭平臺和白龜山修建水庫。

水庫選址勘測時，第一次選擇曹樓和昭平臺建壩修庫，白龜山在第一次并沒有入選，對比最初選取的壩址，從圖1可以看出，兩者相距比較遠，曹樓壩址在沙河支流蕩澤河上，白龜山壩址在沙河干流上。雖然在第二次勘測時白龜山入選，但由于軟地基不宜建大型水閘等原因，水庫的建設幾乎胎死腹中。下面就兩個建庫的選址來進行比較，進一步認識白龜山水庫在沙穎河流域中的防洪作用。

圖1 白龜山水庫流域圖

白龜山水庫向東為黃淮海平原，若在白龜山下游沙河干流上修建水庫，一是要沿河四面修壩建庫，工程量較大，需要的土方及“三材”較多，在當時國家困難時期，物資較難保障；二是平原地區建水庫要淹沒較大面積的良田和村鎮；三是平原修建水庫，涉及的移民多，后續的生產、生活安置等問題較多，這也產生了額外工程安置費用；四是平原水庫建成后，會對周圍環境產生較多的影響，如：壩下土地沼澤化、鹽堿化等問題；五是水庫在沙河的中游，其控制流域集雨面積較大，綜合地質條件和流域防洪的影響，其庫容不宜過大，水庫建成后影響其經濟效益和社會效益的發揮。

若在白龜山以西如第一次選址的曹樓建庫，其優勢在于山區建庫，地質條件相對平原要好，攔河修建閘壩就可形成水庫，工程量相對較小，使用的沙、石等物資就地取材，水庫淹沒耕地少，搬遷移民少。但其位于沙河上游，且在沙河支流蕩澤河上，防洪控制流域面積較小，使其在沙河防洪中的作用大大減小，在山區建庫，離城市和農業灌區較遠，水庫產生的經濟和社會效益較小。如果要利用水庫的水源，則投資成本較大。

選址白龜山，則是綜合了上述兩者的優勢，最大限度地彌補其劣勢。選址白龜山建庫，沿河左岸，充分利用鳳凰山等一系列低矮的丘陵山地作為沿河擋水建筑物，不再額外修堤建壩。1998年水庫除險加固，庫容增加后，也只在左岸山谷等高程較低處修建了較短的北副壩(4 387.55 m)，南面則沿河右岸修建順河壩(18 016.50 m)且越往上游，地面高程逐漸升高，修筑堤壩的高度也越來越低。這樣利用丘陵山地，修建水庫減少了近1/2的工程量，節約大量“三材”，能夠保證水庫重點部位“三材”的用量；水庫右岸沿河建堤，淹沒部分多為原河道的灘地，淹沒耕地少，搬遷移民較少，產生的后續問題較少；水庫建于沙河干流上游與中游的連接部位，防洪控制的面積較大，同時還和上游的昭平臺水庫形成梯級防洪體系，使白龜山水庫的調洪能力進一步提高，修建水庫時庫容可適度增加，有效提高沙河流域的防洪標準，發揮白龜山水庫的防洪作用；水庫建成后，距平頂山市中心9 km，有力保障城市的工業用水和生活用水，為平頂山的發展提供水力支撐；水庫的灌溉用水指標能夠保證灌區的農業用水，發揮較好的經濟效益；水庫蓄水后，在水庫上游沿河形成濕地，有效地改善了當地的自然景觀，產生了較好的生態效益和社會效益。

從水庫選址的調整可以看出，最終方案選址白龜山是綜合各方面因素，既優先滿足治淮防洪的首要目的，又最大程度地發揮水庫的經濟、生態、社會效益，同時也說明了白龜山水庫在沙河防洪體系中不可替代的作用。

2 從流域地形和氣候看防洪作用

白龜山水庫處于西部山區和東部平原過渡的連接部，地勢西高東低。白龜山水庫控制的流域，在昭平臺水庫以上為深山區；昭白區間為淺山丘陵區和河流的沖積臺地，昭白區間流域呈扇形分布，上游寬下游窄。白龜山水庫處于西高東低，上寬下窄的節點控制區。西高東低，容易使溫暖濕潤的氣體上升，在控制流域易形成地形雨；東部平原廣闊,西部山地窄狹地形使云氣在向西運動過程中，更容易會聚，降水量大且集中。白龜山水庫控制流域扇形分布，并且大部分處在迎風成雨坡，這2個因素的疊加，使白龜山水庫控制流域上游成為河南五大暴雨中心之一。山區洪水匯流時間短，河谷狹窄，洪水破壞性比較大，一旦山洪暴發下泄進入沙河主河道，短期內將造成河水水位陡長，若沒有有效的工程措施對洪水進行蓄、滯，削峰、錯峰等有效干預，將會對下游產生不良影響。

白龜山水庫的位置處于扇形集雨的端點，山區丘陵與平原的連接部，可最大限度地蓄滯上游下泄的洪水，使山區來的洪水削減洪峰后，再按要求進入下游河道。白龜山水庫所在的地形特點，決定了它在沙穎河流域中不可替代的防洪作用。

白龜山水庫控制流域氣候屬亞熱帶向溫帶過渡地帶，具有明顯的過渡性和季風性特點。過渡性表現為沙河以南降水多，河流較短，流量較大；沙河以北地區普遍降水少，河流較長但流量小。季風性表現為白龜山水庫控制區域冬春季少雨，干燥寒冷；夏秋季炎熱多雨，降水集中。

白龜山水庫流域由于受地形和氣候雙重因素影響，每年的6月份以后，東南季風攜帶暖濕氣團內移，受西部高山屏障的作用，易形成地形雨的氣候條件，極易產生暴雨等至災天氣。同時受季風的影響，降雨多集中在6—8月(占年降水量的60%以上)，在相對短的時間內產生大量的降水，成洪至災。在冬春季節，降水稀少，又極易產生春旱。白龜山水庫流域的氣候特征，決定了區域內降水量在年際間和年內分配極不平衡，往往造成旱澇交替分布，75.8大洪水就是先旱后澇的典型氣候年份。

白龜山水庫建成后在汛期可有效地蓄、滯洪水，削峰錯峰下泄洪水，減少沙穎河流域下游的防洪壓力。同時在枯水期，水庫蓄水可提供用水保障，為地區發展提供水利支撐。白龜山水庫的建設，解決了氣候因素對沙穎河流域防洪的影響。

3 從流域調節看防洪作用

沙河是淮河流域最大支流，在漯河以上，主要有北汝河和澧河匯入。從1950年治淮以來，已在澧河上興建了孤石灘水庫、在干江河上建設了燕山水庫，在北汝河上正在興建前坪水庫，在沙河干流上興建了泥河洼大型滯洪區工程，連同沙河干流上的昭平臺、白龜山兩座大型水庫，逐步形成了較為完善的防洪體系。

白龜山水庫在沙穎河流域防洪中起中間調節樞紐的作用。對上下游而言，白龜山水庫要承擔起沙河上下游的防洪壓力。對上，就是要求白龜山水庫要有足夠的防洪庫容來蓄、滯昭平臺泄放的洪水，承受上游的防洪壓力；對下，就是要求洪水須經白龜山水庫調控后再進入下游河道，在滿足下游河道安全的前提下蓄、滯洪水，再削峰或錯峰泄放進入水庫的洪水。

對左右岸而言，白龜山水庫也要承擔起沙河左右岸部分的防洪壓力。在穎河上，建有白沙水庫，化行、穎河、黃橋等攔河閘，使穎河有較強的防洪調控能力，左岸承擔的防洪壓力主要依靠北汝河。在修建前坪水庫前，北汝河上只有大陳攔河閘這一較大的控制工程，大陳攔河閘蓄水量只有1 225萬m3,防洪能力有限。一旦發生較大洪水，匯流進入沙河干流，將會大大擠占白龜山水庫下泄洪水指標，甚至要關閘錯峰，為北汝河的洪峰安全通過下游河道爭取寶貴的時間。2020年3月20日，前坪水庫下閘蓄水，有效緩解了白龜山水庫承擔的左岸防洪壓力。

對右岸而言，白龜山水庫承擔的防洪壓力主要指的是澧河。澧河水大河短，坡陡流急，其支流干江河發源地，常形成暴雨中心，是澧河洪水的主要來源。澧河上游建有大型水庫孤石灘，但控制流域面積只有澧河流域面積的10.60%，不能有效解決澧河的防洪問題。澧河下游有羅灣分洪閘可向泥河洼滯洪區分洪，但因澧河與沙河干流洪水常常同時爆發，所以澧河洪水可利用泥河洼滯洪區庫容有限。修建燕山水庫以前，在干江河上沒有控制性的水利工程，一旦發生較大洪水，較短時間就會進入漯河段沙河干流，會直接影響京廣鐵路橋的安全，將嚴重擠占白龜山水庫、北汝河、孤石灘水庫下泄的洪水指標，甚至關閘錯峰，為澧河洪峰安全通過下游河道讓出最大的流量。2008年燕山水庫建成后，大大減輕了白龜山水庫承擔的左岸防洪壓力。

4 結語

綜上所述，白龜山水庫在沙穎河流域防洪中起到了承上啟下的樞紐作用，是沙穎河流域防洪體系的重要組成部分。它通過對控制流域洪水的蓄、滯，再錯峰或削峰泄洪，減少洪水對下游的影響。同時白龜山水庫對保障沙穎河流域整體防洪調度的可靠性和靈活性起關鍵作用，為防汛搶險創造有利條件。