安陽(yáng)河景觀建設(shè)工程(于曹閘)度汛方案探討

□ 李連云 王 偉 張延平（安陽(yáng)水文水資源勘測(cè)局 安陽(yáng)市水利局）

1 流域概況

安陽(yáng)河又名洹河，位于安陽(yáng)市境內(nèi)，是衛(wèi)河的一大支流，發(fā)源于太行山東麓林州市西北的清泉寺。出太行，經(jīng)橫水、南海、彰武、安陽(yáng)到內(nèi)黃縣的范陽(yáng)口入衛(wèi)河，全長(zhǎng)162km，流域面積1920 km2，其中山區(qū)面積占47%,平原面積占35%。安陽(yáng)站以上流域面積1484 km2。流域形狀呈上寬下窄的葫蘆形長(zhǎng)條帶，流域內(nèi)地形起伏較大，深山區(qū)、淺山區(qū)、丘陵、盆地、平原皆有之。流域內(nèi)植被一般，西部山地以石灰?guī)r和變質(zhì)巖系為主，東部為沖積平原。較大的支流均于京廣鐵路以西匯入，主要有金線河、粉紅江、珠泉河、天喜河、小河、趙家溝和橫花溝等。

安陽(yáng)河上寬下窄，過(guò)渡帶短，進(jìn)入平原后河道比降明顯變緩。河道行洪能力上大下小，安陽(yáng)市區(qū)以上約4000～2300 m3/s，市區(qū)以下到入衛(wèi)口為600～300 m3/s。由于在洪水期間，衛(wèi)河水位較高，安陽(yáng)河下游洪水受衛(wèi)河洪水頂托，不能及時(shí)排出，在市區(qū)以下約5 km左岸崔家橋一帶形成自然的滯洪區(qū)。

2 水利工程情況

安陽(yáng)河干流上游于1958年始建小南海水庫(kù)、彰武水庫(kù)，小南海水庫(kù)控制流域面積866 km2，總庫(kù)容1.08×108m3，溢洪道設(shè)計(jì)泄量7094 m3/s。彰武水庫(kù)控制流域面積986 km2（南海水庫(kù)至彰武水庫(kù)區(qū)間120 km2）?？値?kù)容7.80×107m3。溢洪道設(shè)計(jì)泄量4950 m3/s。支流粉紅江中游1958年建成雙泉水庫(kù)，控制流域面積171 km2，總庫(kù)容1.82×107m3。溢洪道設(shè)計(jì)泄量1689 m3/s。支流金線河中游有龍泉水庫(kù)，控制流域面積32 km2，總庫(kù)容3.59×106m3。溢洪道設(shè)計(jì)泄量925 m3/s。

自1993年以來(lái)，安陽(yáng)市對(duì)安陽(yáng)河市區(qū)段逐歩進(jìn)行了綜合治理，市區(qū)段治理長(zhǎng)度10.35 km，并自上而下建成了殷都、東風(fēng)、于曹三級(jí)梯級(jí)橡膠壩，改善了周邊環(huán)境，補(bǔ)充了市區(qū)地下水資源。但是蓄水位低，橡膠壩老化運(yùn)行效果差，河道水面不連續(xù)等原因已不能滿足安陽(yáng)市的發(fā)展需要。2011年10月份安陽(yáng)河景觀建設(shè)工程至于曹閘開(kāi)工建設(shè)，該工程位于市區(qū)京珠高速公路橋東180 m，安陽(yáng)河導(dǎo)線樁號(hào)34+720處，2013年5月主體工程完工，2013年9月25日，于曹閘工程開(kāi)始下閘蓄水。工程按50 a一遇洪水設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)閘流量為2300 m3/s，閘址斷面相應(yīng)水位為70.90 m。設(shè)計(jì)蓄水位69.74 m，蓄水高度7.90 m，蓄水量440萬(wàn)m3，水面面積1.07 km2，連續(xù)水面10.82 km。

3 于曹閘工程度汛方案分析

3.1 于曹閘汛期控制運(yùn)用方式

該閘門檻高程61.84 m，閘頂高程71.90 m，全年實(shí)行實(shí)時(shí)調(diào)度，非汛期無(wú)較大降雨時(shí)保持閘上水位在設(shè)計(jì)水位69.74 m運(yùn)行，非主汛期降低水位至66.64 m運(yùn)行，主汛期7月中旬至8月中旬，閘門全開(kāi)運(yùn)行。

3.2 現(xiàn)行的調(diào)度方式對(duì)城市及下游安全影響分析

安陽(yáng)市屬資源型缺水城市，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，城市化水平的加快、擴(kuò)大水資源短缺更加嚴(yán)重，安陽(yáng)市區(qū)地下水位降落漏斗逐年擴(kuò)大，漏斗中心水位逐年擴(kuò)大，漏斗中心水位持續(xù)下降，漏斗面積1985年為20 km2，以后逐年增大，到1992年增為160 km2，而后有減有增，到2002年又變?yōu)?60 km2，表明漏斗在面積上已擴(kuò)至邊界，漏斗中心位置則持續(xù)下降，下降速率約為1.50 m/a。

安陽(yáng)河上寬下窄，河道縱坡上陡下緩，過(guò)流能力上大下小。彰武水庫(kù)至殷墟博物苑段左右岸基本無(wú)堤防，過(guò)流能力4000～2300 m3/s，殷墟博物苑至于曹溝已按2300 m3/s治理，以下到入衛(wèi)口為600～300 m3/s，過(guò)流能力逐漸減小大部分河段達(dá)不到3 a一遇的除澇標(biāo)準(zhǔn)，右岸堤防基本完整，左岸堤防時(shí)斷時(shí)續(xù)。

自1958年南海、彰武、雙全水庫(kù)建庫(kù)以來(lái)，根據(jù)55 a實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，安陽(yáng)水文站洪峰流量>300 m3/s的僅有4個(gè)年份，分別為 1963a（Qm1180m3/s）,1982a（Qm2060m3/s）,1996年（Qm707 m3/s）,2000年（Qm307 m3/s）。

進(jìn)入汛期后，如遇上游來(lái)水，閘前水位較高，若調(diào)度不當(dāng)，將加大主城區(qū)和下游河道行洪的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)給下游群眾生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)一定的威脅。若調(diào)度合理，充分發(fā)揮其調(diào)蓄功能，還能起到調(diào)節(jié)下游洪水的作用，更好地保護(hù)下游人民生命財(cái)產(chǎn)安全。閘門全開(kāi)運(yùn)行，不利于對(duì)城區(qū)地下水的補(bǔ)給、景觀蓄水等。

3.3 于曹閘調(diào)度方案優(yōu)化分析

3.3.1 雨水情信息量、時(shí)效性分析

從2004-2005年，安陽(yáng)市防汛指揮部辦公室更新改造了安陽(yáng)河流域防汛遙測(cè)信息系統(tǒng)，流域上游建設(shè)了13個(gè)遙測(cè)雨量站、7個(gè)遙測(cè)水位站、1個(gè)中心站和1個(gè)分中心站，實(shí)現(xiàn)了雨量站1 m m即報(bào)、水位站水位變幅1 c m即報(bào)的功能。2006-2007年國(guó)家防汛指揮系統(tǒng)一期工程安陽(yáng)水情分中心建設(shè)完成，全區(qū)8個(gè)水文站、4個(gè)水庫(kù)站、6個(gè)雨量站全部實(shí)現(xiàn)遙測(cè)功能。2012年全區(qū)山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)安裝了163個(gè)遙測(cè)雨量站全部實(shí)現(xiàn)遙測(cè)功能。2013年全國(guó)中小河流水文監(jiān)測(cè)建設(shè)工程安陽(yáng)市16處水文巡測(cè)站也將完成?，F(xiàn)在雨、水情信息量是過(guò)去的5～8倍，雨水情信息時(shí)效也由原來(lái)的時(shí)段雨量6 h，提高到現(xiàn)在雨量1 m m、水位變幅1 c m即報(bào)，遙測(cè)站雨水情實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)10 min內(nèi)全部傳遞到安陽(yáng)水情分中心，汛期水情值班人員密切監(jiān)視雨水情變化，隨時(shí)監(jiān)測(cè)到上游暴雨洪水發(fā)生。另外，河南雨量簡(jiǎn)明查詢系統(tǒng)多年來(lái)在防汛工作中也發(fā)揮了作用，遙測(cè)雨量站分布均勻，與水文遙測(cè)數(shù)據(jù)可以互補(bǔ)。

3.3.2 洪水預(yù)見(jiàn)期分析

1998-2004年，安陽(yáng)市進(jìn)一步完善了安陽(yáng)河流域洪水預(yù)報(bào)及聯(lián)合調(diào)度系統(tǒng)，當(dāng)流域內(nèi)有降雨時(shí)，可隨時(shí)根據(jù)流域降雨量、降雨強(qiáng)度、暴雨中心位置、產(chǎn)流量，彰武、南海、雙泉、龍泉四水庫(kù)實(shí)時(shí)水位、溢洪道泄流曲線，通過(guò)安陽(yáng)河流域洪水預(yù)報(bào)及聯(lián)合調(diào)度系統(tǒng)分析計(jì)算，優(yōu)化彰武、南海水庫(kù)調(diào)度方案，預(yù)報(bào)安陽(yáng)水文站可能出現(xiàn)的最大洪峰流量以及到達(dá)時(shí)間。

根據(jù)實(shí)測(cè)資料分析：彰武水庫(kù)到安陽(yáng)站的洪峰傳播時(shí)間是3-6 h，流域內(nèi)遙測(cè)站的建設(shè)和安陽(yáng)河流域洪水預(yù)報(bào)及聯(lián)合調(diào)度系統(tǒng)的完善，使安陽(yáng)河流域洪水預(yù)見(jiàn)期得到了有效延長(zhǎng)，這樣也為于曹閘調(diào)度控制爭(zhēng)取了寶貴的時(shí)間。

3.3.3 閘前蓄水和上游來(lái)水分析

于曹閘建成蓄水后，閘前蓄水量達(dá)到440萬(wàn)m3。進(jìn)入汛期后，如遇上游來(lái)水，閘前水位較高，若調(diào)度不當(dāng)，造成閘前蓄水和上游洪水洪峰疊加，將加大主城區(qū)和下游河道行洪的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)給下游人民生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)一定的威脅。若閘門全開(kāi)運(yùn)行，于曹閘將失去其防洪作用；另外也不利于補(bǔ)充城市地下水資源。如果把于曹閘的防洪功能納入到安陽(yáng)河流域洪水預(yù)報(bào)及聯(lián)合調(diào)度系統(tǒng)中蓄水運(yùn)行，根據(jù)上游雨洪信息，上游來(lái)水時(shí)提前開(kāi)閘泄水，上游洪峰到來(lái)時(shí)充分發(fā)揮其調(diào)洪削峰作用，減小下游行洪河道壓力，更好地保護(hù)城市及下游人民生命財(cái)產(chǎn)安全，進(jìn)一步提高流域內(nèi)主汛期雨洪資源利用。

4 結(jié)論與建議

汛期流域降雨受多種氣候要素的影響，時(shí)空分布不均勻，由此產(chǎn)生的洪水也是千變?nèi)f化。因此主汛期，對(duì)于于曹閘工程的調(diào)度尤為重要。充分發(fā)揮非防洪工程措施的作用，加強(qiáng)水文情報(bào)預(yù)報(bào)管理工作，提高水文信息的時(shí)效性，保證水文信息及時(shí)、可靠，洪水預(yù)報(bào)調(diào)度科學(xué)、及時(shí)、準(zhǔn)確，增長(zhǎng)洪水預(yù)見(jiàn)期。將于曹閘工程度汛調(diào)度方案納入安陽(yáng)河流域洪水預(yù)報(bào)及聯(lián)合調(diào)度系統(tǒng)，充分發(fā)揮其防洪效益，全面提高區(qū)域洪水資源利用率，更好地為國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展服務(wù)。