“7·21”暴雨洪水洺河上游水庫對河道行洪的影響淺析

王玉梅

（河北省邯鄲水文勘測研究中心，河北 邯鄲 056001）

1 研究背景

洺河是匯入滏陽河中游洼地流域面積最大的一條支流，發(fā)源于太行山東麓河北省武安市境內(nèi)，主要有南洺河、北洺河、馬會河3 條支流。南、北洺河會合后稱洺河，并在婁里納入馬會河，向東流經(jīng)臨洺關(guān)水文站，經(jīng)雞澤、南和2 縣，于任縣環(huán)水村匯入北澧河，為季節(jié)性河道。環(huán)水村以上控制流域面積3 214 km2，婁里以上為山區(qū)，控制流域面積2 210 km2，婁里以下為平原。

洺河流域地形地貌比較復(fù)雜，有山地、丘陵、平原，地勢大致西高東低、南高北低。南、北洺河均發(fā)源于西部山丘區(qū)，坡陡流急，是山洪、泥石流、山體滑坡等山地災(zāi)害的高發(fā)區(qū)。下游東部平原地勢平緩，由于上游山洪來勢兇猛，下游河道宣泄不及，常造成山洪和瀝澇災(zāi)害。

目前，在南洺河上建有青塔、車谷、大洺遠(yuǎn)3 座中型水庫，在北洺河上建有口上、四里巖2座中型水庫。在洺河上設(shè)有臨洺關(guān)水文站，集水面積2 300 km2，其中大洺遠(yuǎn)水庫集水面積1 047 km2，四里巖水庫集水面積214 km2，四里巖、大洺遠(yuǎn)水庫下游至臨洺關(guān)水文站集水面積1 039 km2，水庫控制面積占到1 261 km2，占臨洺關(guān)站集水面積的54.8%。

洺河上游河流水系及水利工程分布，如圖1所示。

圖1 洺河上游河流水系及水利工程分布

2 降水分析

2021 年，進(jìn)入7 月以來，西北太平洋副熱帶高壓、大陸高壓分別穩(wěn)定維持在日本海和我國西北地區(qū)，長時間阻擋了上游系統(tǒng)的移動，其次受深厚的東風(fēng)急流和穩(wěn)定低渦切變影響，加上太行山東側(cè)特殊地形抬升作用，使得河南、河北2 省一帶發(fā)生強(qiáng)降雨。7 月1—20 日，洺河流域上游地區(qū)連續(xù)陰雨天氣，降雨天數(shù)超過12 d，土壤趨于飽和；21—22日，邯鄲市西部山區(qū)普降暴雨，洺河流域上游區(qū)域平均降雨量262.6 mm，最大日雨量為呂天井站的319.5 mm，最大小時降雨量為46.0 mm。

3 水庫運用情況分析

3.1 北洺河口上、四里巖水庫

北洺河口上、四里巖2座水庫相距7 km，為串聯(lián)水庫?！?·21”期間口上、四里巖水庫降水量與入、出庫流量，如圖2所示。

由圖2 可知，北洺河流量起漲較早，與降雨過程基本一致。當(dāng)小時降雨量超過5 mm時，入庫流量隨之起漲，降雨量變小，入庫流量隨之變小，降雨過程結(jié)束后，入庫流量隨之進(jìn)入急劇降落?？谏纤畮彀l(fā)揮水庫調(diào)蓄作用，推遲洪峰5 h，并將洪峰由453 m3∕s削減至364 m3∕s，削峰率為19.6%。

圖2 口上水庫、四里巖水庫降水量與入、出庫流量分析

口上水庫與四里巖水庫入、出庫流量對比，如圖3所示。

由圖3可知，2座水庫相距7 km，且為山區(qū)河道，暴雨洪水基本無坦化現(xiàn)象?？谏纤畮斐鰩炝髁颗c四里巖水庫入庫流量洪峰出現(xiàn)時間基本一致，2 座水庫之前區(qū)間產(chǎn)流量較大，造成四里巖水庫入庫流量遠(yuǎn)大于口上水庫出庫流量。鑒于降水產(chǎn)流速度較快，加之上游口上水庫庫容較小和2 座水庫距離較近，為騰空庫容、容納上游來水，四里巖水庫較口上水庫提前2 h泄洪。

圖3 口上出庫—四里巖入庫、口上出庫—四里巖出庫流量分析

3.2 南洺河青塔、車谷、大洺遠(yuǎn)水庫

青塔、車谷水庫位于南洺河上游，大洺遠(yuǎn)水庫位于南洺河下游武安市城區(qū)南2 km 處。大洺遠(yuǎn)水庫于1957 年開工建設(shè)，經(jīng)過多次改造，于2005 年正式運行，主要供給武安市工農(nóng)業(yè)及生活用水?！?·21”期間青塔、車谷、大洺遠(yuǎn)水庫降水量與入、出庫流量，如圖4所示。

由圖4 可知，南洺河流量起漲較降雨偏晚，暴漲暴落，洪水過程呈尖瘦型，雨強(qiáng)減小后河道水量迅速回落。青塔水庫22 日6 時達(dá)到入庫洪峰，出庫洪峰出現(xiàn)在23 日11 時，錯峰29 h，洪峰流量由117 m3∕s降至20 m3∕s，削峰率為82.9%；車谷水庫22 日5 時達(dá)到入庫洪峰，出庫洪峰出現(xiàn)在23日13時，錯峰32 h，洪峰流量由422 m3∕s 降至60 m3∕s，削峰率為85.8%。2 座水庫有效削減了洪峰流量，具有明顯的調(diào)峰、錯峰作用，為下游河道行洪提供了安全保障?？紤]到大洺遠(yuǎn)水庫距離武安市城區(qū)較近且水庫蓄水后庫區(qū)陡岸邊坡會有一定程度的滑坡和坍塌的風(fēng)險，本次洪水過程中，根據(jù)大洺遠(yuǎn)水庫入庫流量及時調(diào)整出庫流量，入庫與出庫過程相類似，僅錯峰1 h，盡量保障水庫安全運行。

圖4 青塔水庫、車谷水庫、大洺遠(yuǎn)水庫降水量與入、出庫流量分析

4 臨洺關(guān)流量過程分析

臨洺關(guān)水文站位于邯鄲市永年區(qū)臨洺關(guān)，此處河流特性為洪水暴漲暴落，且沖淤變化、水位流量關(guān)系不穩(wěn)定。近20 a 來，洺河流域僅2016 年7 月有較大洪水過程。本文將臨洺關(guān)水文站“16·7”洪水過程與本次洪水過程進(jìn)行對比分析，如圖5所示。

圖5 臨洺關(guān)站“16·7”與“7·21”洪水過程對比

由圖5 可知，臨洺關(guān)站“16·7”洪水受暴雨特性及流域下墊面產(chǎn)匯流影響陡漲陡落，起漲至洪峰僅1.83 h，而本次“7·21”洪水過程受上游水庫放水影響呈矮胖狀，為復(fù)式峰，從起漲達(dá)到第一次洪峰，經(jīng)歷了6 h；再到第二個洪峰，歷時14 h，總歷時20 h。與“16·7”洪水相比，本次暴雨洪水過程受上游水庫放水影響較大，水庫調(diào)度錯峰作用顯著。大洺遠(yuǎn)水庫、四里巖水庫出庫流量過程與臨洺關(guān)站洪水過程對比，如圖6所示。

圖6 大洺遠(yuǎn)水庫、四里巖水庫出庫流量過程與臨洺關(guān)洪水過程對比

由圖6 可知，臨洺關(guān)站洪水首先起漲，較水庫放水早，應(yīng)與馬會河徑流匯入及區(qū)間產(chǎn)水有關(guān)；22日6 時，大洺遠(yuǎn)水庫加大出庫流量，由60 m3∕s 變?yōu)?20 m3∕s，此時四里巖水庫出庫流量正值頂峰603 m3∕s，2 h后臨洺關(guān)站流量再次起漲；同日11 時，大洺遠(yuǎn)水庫出庫流量達(dá)到峰值1 200 m3∕s，四里巖水庫出庫流量回落至441 m3∕s，4 h后臨洺關(guān)站達(dá)到洪峰2 360 m3∕s。

此次洪水過程中，四里巖水庫出庫流量相對小于大洺遠(yuǎn)水庫出庫流量，對臨洺關(guān)站影響較小，臨洺關(guān)站第二次漲水及落水過程受大洺遠(yuǎn)水庫泄洪影響較為顯著，二者過程線較為相似，大洺遠(yuǎn)水庫至臨洺關(guān)站洪水傳播時間為4 h。

5 結(jié)論與建議

（1）以上分析結(jié)果證明，由于前期降水較多，下墊面接近飽和，本次暴雨洪水過程產(chǎn)流較快。北洺河上流量起漲較早，與降水過程基本一致；南洺河流量起漲較降水偏晚，暴漲暴落，洪水過程呈尖瘦型，雨強(qiáng)減小后河道水量迅速回落。

（2）以上分析結(jié)果證明，口上、四里巖水庫為串聯(lián)水庫，四里巖水庫提前泄洪，為口上水庫泄洪提前騰空庫容，青塔、車谷、口上與四里巖水庫起到了明顯的錯峰削峰調(diào)洪作用，改變了洺河下游臨洺關(guān)水文站天然洪水的洪峰及時程分配。

（3）洺河發(fā)源于山區(qū)，河道比降較大，易發(fā)生山洪災(zāi)害，建議利用已建成的5 座中型水庫組成一個水庫群，開發(fā)水庫群優(yōu)化調(diào)度，建立興利、減災(zāi)與生態(tài)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的水庫綜合調(diào)度運用方式，將單一的水庫運行納入全流域的統(tǒng)一調(diào)配，減輕下游河道行洪壓力，有效保障沿河地區(qū)民眾的生命財產(chǎn)安全。