河口村水庫“2021·7”洪水調度實踐

王曉

（河南省河口村水庫管理局，河南 濟源 459000）

0 引言

2021 年進入主汛期以來，受太平洋副熱帶高壓和暖濕氣流北移影響，黃河中游降雨頻繁，其中三門峽至花園口區間降水量與往年同期相比偏多近一成。7月以來，河口村水庫控制流域范圍內出現特大暴雨，入庫最大流量高達4 510 m3/s，為建庫以來最大值。“2021·7”洪水，河口村水庫通過多渠道獲取雨水情信息，及時分析研判，為上級部門精準調度提供了參考依據，也為后期防汛度汛提供了寶貴經驗。

1 工程概況

河口村水庫位于河南省濟源市克井鎮境內，壩址坐落于沁河出山口附近。水庫總庫容3.17億m3，控制流域面積9 223 km2，占沁河流域面積68.20%，以防洪、供水為主。水庫建成后，提高了沁河下游防洪標準，保證了南水北調中線穿沁工程防洪安全，五庫聯調（指河口村水庫與小浪底、三門峽、陸渾、故縣水庫5 庫聯合運用）可削減黃河花園口洪峰流量，為完善黃河下游防洪工程體系、改善沁河下游生態環境發揮積極的作用。

河口村水庫前期工程于2008 年5 月開工，主體工程于2011 年4 月底開工，2016 年12 月全部完工，2017 年10 月通過竣工驗收。主要建筑物有混凝土面板堆石壩、泄洪洞、溢洪道及電站等，設計洪水標準為500年一遇，校核洪水標準為2000年一遇。

水庫庫區屬副熱帶季風區，據流域內1971-2000年雨量站資料統計，流域內暴雨主要集中在7-8 月，多年平均降雨量為600.30 mm，年均氣溫14.30 ℃，年均蒸發量為1 611 mm（E601蒸發皿）。受峽谷型地貌影響，水庫兩岸高山絕壁，庫區降水曲線多呈單峰型或呈雙峰型，主峰段洪量集中，一旦遭遇強降水，極易形成洪水過程，且洪水多為陡漲陡落型。通過分析，沁河流域洪水多來源于山西潤城至濟源五龍口區間，由短時強降雨或連降暴雨形成，洪水集中洪量大。

2 運用調度情況

2021年河口村水庫防洪調度由黃河水利委員會負責。根據水庫汛期調度運用計劃，7月1日至8月31日為前汛期，限制水位238 m，8 月21 日起可向后汛期汛限水位過渡；9 月1 日至10月31日為后汛期，限制水位275 m。

7月10日至11日、7月19日至23日期間，水庫上游普降大到暴雨、局部特大暴雨，水庫遭受了兩輪強降雨，見圖1。為減輕下游河道防洪壓力，保證下游濟源、焦作等地人民群眾生命財產安全和南水北調穿沁工程供水安全，充分發揮工程防洪作用，河口村水庫嚴格執行防汛調度指令，錯峰泄洪，有效攔洪削峰。

2.1 第一輪調度（7月11日至7月14日）

7 月10 日至11 日河口村水庫上游山西澤州、陽城等區域普降大到暴雨、局部特大暴雨，其中山西窯頭11 日降雨量達289.50 mm，沁河發生特大洪水。據觀測統計，庫水位最快10分鐘上漲近1 m，經后期分析驗證，當日最大洪峰流量達4 510 m3/s，見圖2。

圖2 7月8日-16日反推入庫示意圖

11日13時，庫水位233.11 m，拴驢泉斷面出現第一次入庫洪峰，水庫水位上漲迅速；16時，庫水位241.78 m，根據黃河防總調度指令，水庫按300 m3/s開始泄洪。

12日4時，庫水位247.03 m，出入庫達到平衡，水位停止上漲。

14日4時，庫水位237.72 m，降至汛限水位以下，根據黃河防總調度指令，水庫停止泄洪，轉入正常運行。

此次調度，水庫歷時泄洪60 h，共泄洪6 480萬m3。停止泄洪后，庫水位受入庫流量影響仍小幅度上漲，水庫水電站4臺機組全負荷發電泄水，庫水位至汛限水位后上下略微浮動，最終降至汛限水位以下。截至7月16日18時，水電站泄水420萬m3，河口村水庫共泄洪6 900萬m3。

2.2 第二輪調度（7月20日至8月11日）

7月19日至22日，水庫上游再次突降大到暴雨，局部特大暴雨，流域平均日降雨量181.50 mm，其中山西洞底日降雨量達443 mm，庫水位自19日7時（237.98 m）起迅速上漲，見圖3。

圖3 7月17日-8月11日反推入庫示意圖

20 日14 時，庫水位248.93 m，超汛限水位11 m，根據黃河防總調度指令水庫按280 m3/s開閘泄洪。

21 日2 時，庫水位252.75 m，入庫流量1 990 m3/s；6 時，庫水位上漲至255.49 m，超汛限水位17.49 m，黃河防總通知水庫按500 m3/s的調度指令泄洪；20時，庫水位257.88 m，出入庫流量基本平衡。

22日14時，庫水位256.04 m，入庫流量逐漸減小，根據調度指令水庫按280 m3/s泄洪。至18時，庫水位256.31 m，入庫流量持續迅速增加，根據調度指令水庫調整下泄流量為500 m3/s。

23 日7 時，水位漲至262.09 m（此次蓄水最高水位），接調度指令水庫按800 m3/s泄洪。

24日11時，庫水位261.86 m，根據黃河防總調度指令水庫按900 m3/s泄洪。

25日14時，庫水位240.65 m，根據調度指令，水庫按500 m3/s下泄，待庫水位降至238 m按控制庫水位不超過238 m運行。

7月26日至8月20日，河口村水庫適時調整庫水位不超過238 m，水庫進入正常備汛。截至8月2日18時，水庫共開閘泄洪17次，攔蓄洪水4.33億m3，分時段錯峰泄洪4.15億m3。

3 水情信息獲取方式

3.1 水庫水位

濟源水文局在河口村水庫設水文站，對水庫大壩水位、庫容等進行監測，汛期水文訊息半小時一發報，緊急情況下10分鐘一發報；水庫右壩肩設水尺，當出現特殊情況時，采取人工觀測實時報送；大壩水位線安裝高清攝像頭，可24 h直觀觀測。

3.2 入庫斷面流量

與黃河水文局簽訂合作協議，將山里泉斷面（即入庫斷面）水位、流量適時同步至河南省水文水資源局和河口村水庫防汛信息系統。

3.3 水庫上、下游水情信息

委托濟源水文局，在水庫上游山西境內設置28 個自動雨量觀測站，可通過防汛信息系統同步查看各站降雨量；同上游張峰水庫、下游黃委五龍口水文站均建有水情信息互通渠道。

3.4 特殊情況

“7·11”“7·20”洪峰過后，因洪水突然來襲且來勢兇猛，水情信息交換系統出現短暫癱瘓，水庫管理局迅速啟動應急預案，通過水位上漲情況反推出大致的入庫流量、水量等水情信息，分析洪水上漲趨勢，及時向水庫防汛抗旱指揮部提出防汛建議，為水庫安全度汛決策提供及時的參考依據，河口村水庫經受住了兩次較大洪水考驗。

反推公式：

式中：Wt1 為t1 時刻水庫蓄水量（m3）；Wt2 為t2 時刻水庫蓄水量（m3）；△Wt為t2與t1時段對應水庫蓄水量差值（m3），即△Wt=Wt2-Wt1；△t為t2與t1間時段差值（s），即△t=t2-t1；q為出庫流量（m3/s）；Q為反推入庫流量（m3/s），即庫容差除以時間差值加出庫流量。

例如：某日8時（t1），庫水位為246.76 m，根據《河口村水庫水位與蓄水量對應關系表》查找到對應庫容為11 518 萬m3（Wt1）；當日9 時（t2），庫水位為246.65 m，對應庫容為11 478萬m3（Wt2）；根據黃委調度指令，該時段泄洪300 m3/s（q）。經計算即可推斷該時段間入庫流量約為188.89 m3/s。

4 結語

“7·11”“7·20”兩次洪水過程，降雨時段短、雨量大、洪水產流時間短，來勢迅猛，在黃委會精準調度下，在省水利廳的科學管理下，河口村水庫工程防洪作用明顯。最大洪峰由4 510 m3/s消減至300 m3/s，削峰率達93%。水庫壩址下游河道淹沒范圍，涉及河南省濟源市的五龍口鎮、梨林鎮，以及焦作市下轄的沁陽市、溫縣、博愛縣、武陟縣等部分鄉鎮，涉及面積約211 640 hm2，人口約237.60萬人，耕地約10.30 hm2。兩次洪水，河口村水庫通過攔洪削峰、錯峰泄洪，下游沒有發生大的受災現象和人員溺亡事件，極大地減輕了沁河下游防洪壓力，確保了南水北調中線工程供水安全，保證了人民群眾生命財產安全，發揮了巨大的社會效益和經濟效益。

同時，作為建庫后首次經歷的特大暴雨洪水，對于河口村水庫來說蘊含著挑戰與突破、磨礪與收獲，黨員先鋒隊、青年突擊隊始終沖鋒在前，戰斗在抗洪戰災第一線，以認真負責的工作態度和積極飽滿的工作熱情迎接挑戰，不僅很好地完成了“2021·7”防汛任務，也為后期8月、9月持續洪水，10月最強秋汛的防汛度汛工作積累了寶貴的實戰經驗。