靈活調(diào)度 科學(xué)決策 效益顯著
——記黃壁莊水庫(kù)“7·19”洪水調(diào)度運(yùn)用

□于清濤 黃寶友 朱連鎖

靈活調(diào)度 科學(xué)決策 效益顯著
——記黃壁莊水庫(kù)“7·19”洪水調(diào)度運(yùn)用

□于清濤 黃寶友 朱連鎖

回顧黃壁莊水庫(kù)“7·19”暴雨洪水調(diào)度情況，歸納總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)，在確保防洪安全的前提下，實(shí)現(xiàn)除害與興利綜合效益最大化，為以后更加科學(xué)合理地調(diào)度水庫(kù)提供參考。

水庫(kù)調(diào)度；暴雨洪水；黃壁莊水庫(kù)

黃壁莊水庫(kù)位于石家莊市鹿泉區(qū)黃壁莊村附近的滹沱河干流上，距省會(huì)石家莊市區(qū)約30km。水庫(kù)控制流域面積2.34萬km2（崗-黃區(qū)間流域面積0.75萬km2），總庫(kù)容12.1億m3，是一座以防洪為主，兼顧城市用水、灌溉、發(fā)電等綜合利用的大（1）型水利樞紐工程。水庫(kù)于1958年10月開始興建，1968年主體工程基本完成，2004年完成除險(xiǎn)加固工程，水庫(kù)達(dá)到500年一遇設(shè)計(jì)、萬年一遇校核的防洪標(biāo)準(zhǔn)。水庫(kù)正常蓄水位（征地高程）120m，相應(yīng)庫(kù)容4.46億m3，汛限水位115m，相應(yīng)庫(kù)容1.85億m3。

黃壁莊水庫(kù)上游有兩座水庫(kù)影響汛期水庫(kù)調(diào)度，一座是崗南水庫(kù)，位于上游28km處，滹沱河干流上，水庫(kù)控制流域面積1.59萬km2，總庫(kù)容17.04億m3，汛期兩庫(kù)聯(lián)合調(diào)度。另一座是張河灣水庫(kù)，位于黃壁莊水庫(kù)上游約85km，崗-黃水庫(kù)區(qū)間的滹沱河支流甘陶河上，水庫(kù)控制流域面積0.18萬km2，總庫(kù)容0.833億m3。

黃壁莊水庫(kù)與上游崗南水庫(kù)在汛期實(shí)行聯(lián)合調(diào)度，當(dāng)崗南水庫(kù)庫(kù)水位低于203m（防洪高水位）時(shí)，以蓄為主，適時(shí)與黃壁莊水庫(kù)湊泄。當(dāng)黃壁莊水庫(kù)庫(kù)水位在116.77m（相當(dāng)于5年一遇）以下，限泄400m3/s；當(dāng)黃壁莊水庫(kù)水位在119.17m（相當(dāng)于10年一遇）以下，限泄800m3/s；當(dāng)黃壁莊水庫(kù)水位在125.27m（相當(dāng)于50年一遇）以下，限泄3300m3/s。

1“.7·19”洪水雨情、水情

2016年7月19日～21日，河北省發(fā)生自“96·8”以來最大的一次暴雨洪水過程，黃壁莊水庫(kù)上游降大到暴雨，暴雨主要集中在崗-黃水庫(kù)區(qū)間的河北省境內(nèi)冶河流域，上游山西省境內(nèi)降雨量相對(duì)較小。此次降雨歷時(shí)短、強(qiáng)度大，19日3時(shí)～20日18時(shí)歷時(shí)僅39h，井陘縣胡家灘站24h降雨546mm，平山縣溫塘站24h降雨431mm，超過100年一遇，產(chǎn)生的洪峰量級(jí)大，溫塘河洪峰流量1525m3/s，大于500年一遇，冶河微水站洪峰流量8500m3/s，相當(dāng)于50年一遇，黃壁莊水庫(kù)最大入庫(kù)流量8800m3/s，相當(dāng)于30年一遇，但洪水總量相對(duì)較小，據(jù)統(tǒng)計(jì)3日洪量約為5.6億m3，不足10年一遇。

2.水庫(kù)調(diào)度過程

黃壁莊水庫(kù)在迎戰(zhàn)本次暴雨洪水過程中，水庫(kù)防洪調(diào)度基本分為以下5個(gè)階段。

一是提前預(yù)泄階段。7月19日20時(shí)，水庫(kù)開始漲水，入庫(kù)流量88.9m3/s，庫(kù)水位112.76m，低于汛限水位2.24m。20日3時(shí)，水庫(kù)上游的冶河微水水文站洪峰流量8500m3/s。20日4時(shí)，入庫(kù)流量6680m3/s，庫(kù)水位114.09m，低于汛限水位近1m，洪水來勢(shì)迅猛，為充分發(fā)揮水庫(kù)攔洪消峰作用，省防指決定提前泄洪，20日4時(shí)水庫(kù)提閘泄洪流量200m3/s。

二是規(guī)程調(diào)度階段。7月20日7時(shí)，水庫(kù)出現(xiàn)最大入庫(kù)洪峰8800m3/s，相應(yīng)庫(kù)水位漲至116.78m，超汛限水位1.78m，按照水庫(kù)調(diào)度運(yùn)用計(jì)劃，20日8時(shí)，水庫(kù)泄量加大到400m3/s。

三是風(fēng)險(xiǎn)調(diào)度階段。當(dāng)入庫(kù)流量達(dá)到8000m3/s以上時(shí)，省防指緊急組織防汛搶險(xiǎn)專家對(duì)黃壁莊水庫(kù)泄量分別按照400、800、2500m3/s進(jìn)行調(diào)洪演算，調(diào)洪結(jié)果表明，按流量400、800m3/s泄水20h后，水庫(kù)最高水位都將超過征地高程（120m）1m以上，要使水庫(kù)水位不超征地高程，須加大泄量到2500m3/s。為最大程度減輕下游河道行洪壓力，盡可能確保滹沱河石家莊市區(qū)段生態(tài)景觀綜合治理工程行洪安全（防洪標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，流量800m3/s），避免啟用下游獻(xiàn)縣泛區(qū)，省防指經(jīng)會(huì)商研究決定，崗南和黃壁莊兩座水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度，崗南水庫(kù)水位超汛限，攔蓄洪水暫不泄洪，適當(dāng)承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。黃壁莊水庫(kù)于20日11時(shí)起，將泄量加大到800m3/s，至21日10時(shí)，庫(kù)水位達(dá)到最高值121.18m，最大攔蓄洪量 4.23億 m3，超汛限水位6.18m。

四是緊急調(diào)度階段。7月21日上午9時(shí)35分，省防指接到黃壁莊水庫(kù)管理局的報(bào)告后，再次緊急組織會(huì)商，在充分考慮崗-黃兩庫(kù)安全運(yùn)行情況下，兼顧上、下游，力爭(zhēng)將損失控制到最小范圍，決定于21日12時(shí)將黃壁莊下泄流量加大到1000m3/s，庫(kù)水位開始明顯下降。

五是蓄水調(diào)度階段。7月22日上游降雨基本結(jié)束，加之氣象部門預(yù)報(bào)未來沒有較強(qiáng)降雨過程，黃壁莊水庫(kù)入庫(kù)流量已減少為400m3/s以下，于22日12時(shí)，將泄量減少至400m3/s，維持出入庫(kù)流量平衡；25日11時(shí)，泄量減少至200m3/s；8月5日8時(shí)，泄量減少至50m3/s，水庫(kù)洪水調(diào)度基本結(jié)束。黃壁莊水庫(kù)出入庫(kù)流量過程詳見圖1。

圖1 黃壁莊水庫(kù)出入庫(kù)流量過程圖

3.防洪減災(zāi)效益

“7·19”暴雨洪水，黃壁莊入庫(kù)洪峰流量8800m3/s，相當(dāng)于30年一遇，6天洪量7.8億m3，小于10年一遇，水庫(kù)最大泄量1000m3/s，削峰率達(dá)89%，洪水進(jìn)入下游獻(xiàn)縣泛區(qū)流量?jī)H為50m3/s，實(shí)現(xiàn)了盡量不啟用洪泛區(qū)的調(diào)度目標(biāo)，避免了獻(xiàn)縣泛區(qū)內(nèi)13萬人轉(zhuǎn)移、105個(gè)村和32.26萬畝耕地受淹。截至8月10日8時(shí)，水庫(kù)累計(jì)下泄洪量4.73億m3，攔蓄洪量2.35億m3，實(shí)現(xiàn)了水庫(kù)防洪減災(zāi)和“保安全，多蓄水”的目標(biāo)。

4.水庫(kù)調(diào)度工作亮點(diǎn)

一是水庫(kù)提前預(yù)泄。7月20日凌晨，冶河微水站出現(xiàn)洪峰流量8500m3/s。根據(jù)上游來水預(yù)測(cè)分析，此次洪水洪峰接近30年一遇，但洪量相對(duì)較小，加之水庫(kù)前期蓄水量?jī)H為1億m3，水庫(kù)調(diào)蓄能力較強(qiáng)，通過預(yù)泄可以盡量增加防洪庫(kù)容，有助于后期攔洪削峰，最大程度發(fā)揮水庫(kù)防洪作用。省防指決定在水位低于汛限水位1m時(shí)，提前開閘預(yù)泄，控制泄量200m3/s。20日7時(shí)，水庫(kù)出現(xiàn)最大入庫(kù)洪峰8800m3/s時(shí)，此時(shí)水庫(kù)泄量?jī)H為400m3/s，消峰達(dá)到95%。

二是充分考慮下游河道調(diào)蓄能力。滹沱河道為砂質(zhì)土壤，滲透系數(shù)大，自“96·8”大洪水以來，河道一直未經(jīng)歷行洪，地下水位低，下滲能力強(qiáng)，河道具有一定調(diào)蓄能力。這次洪水調(diào)度過程中，黃壁莊水庫(kù)自7月20日4時(shí)泄水，到25日20時(shí)30分，滹沱河北中山站才始見水頭，洪水傳播時(shí)間長(zhǎng)達(dá)136.5h，洪水平均傳播速度僅0.8km/h，25日22時(shí)20分北中山水文站才出現(xiàn)洪峰流量127m3/s，僅為最大出庫(kù)流量的13%；獻(xiàn)縣泛區(qū)入口姚莊站8月2日2時(shí)33分始見水頭，6日8時(shí)出現(xiàn)洪峰流量50m3/s，僅為最大出庫(kù)流量的5%。截至8月12日8時(shí)，水庫(kù)累積泄量為4.76億m3，其中北中山站過水量0.66億m3，河道沿程累計(jì)下滲水量4.1億m3，占總水量的86%；到姚莊站過水量?jī)H剩0.32億m3。河道較強(qiáng)的調(diào)蓄下滲能力，使水庫(kù)小流量泄洪避免了啟用下游獻(xiàn)縣泛區(qū)。

三是綜合考慮上下游關(guān)系。本次庫(kù)水位在114.09m時(shí)，水庫(kù)開啟預(yù)泄調(diào)度，最大泄流量1000m3/s，最高庫(kù)水位到121.18m，超正常蓄水位1.18m。如果完全按照目前水庫(kù)調(diào)度運(yùn)用計(jì)劃調(diào)度，水庫(kù)最大泄量將達(dá)2500m3/s，才能保證水庫(kù)水位在120m以下,但若按照水庫(kù)泄量2500m3/s調(diào)度，石家莊市區(qū)段滹沱河生態(tài)綜合治理段部分設(shè)施將被沖毀，下游獻(xiàn)縣泛區(qū)也將被迫啟用，損失將增大。針對(duì)這次暴雨洪水防御工作，綜合考慮黃壁莊水庫(kù)上下游損失和影響情況，采取盡量減少下游損失的調(diào)度原則是正確的。

四是與上游大中型水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度。7月19日，崗南水庫(kù)水位僅為182.55m，低于汛限水位9.45m，可用調(diào)洪庫(kù)容較大，20～21日上游洪水全部攔蓄，攔蓄洪水2.81億m3，入庫(kù)流量減少 至 354m3/s。鑒于當(dāng)時(shí)下游黃壁莊水庫(kù)水位相對(duì)較高，入庫(kù)流量仍大于400m3/s，根據(jù)水庫(kù)上游來水和工程安全運(yùn)行情況，崗南水庫(kù)一直未泄洪。為盡快將黃壁莊水庫(kù)水位降至正常蓄水位120m以下，21日11時(shí)，結(jié)合張河灣水庫(kù)上游降雨和來水情況，決定張河灣水庫(kù)暫時(shí)僅由表孔自然溢流，關(guān)閉其他泄洪閘門，減小下游黃壁莊入庫(kù)流量。通過“崗南-黃壁莊-張河灣”3座水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度，有效減輕了黃壁莊水庫(kù)防洪壓力。

五是及時(shí)有效做好庫(kù)區(qū)漂浮物清理工作。7月20日下午開始，水庫(kù)上游大量漂浮物進(jìn)入庫(kù)區(qū)，由于水庫(kù)泄量較小，泄洪閘門不能全開，大量漂浮物不能及時(shí)順流而下，在庫(kù)區(qū)聚集，形成長(zhǎng)約7km，寬度在100m-200m間，水庫(kù)庫(kù)區(qū)環(huán)境安全受到威脅。黃壁莊水庫(kù)管理局7月22日組織開展漂浮物打撈工作，8月25日基本結(jié)束，歷時(shí)一個(gè)多月，花費(fèi)了大量人力物力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，此次打撈工作共協(xié)調(diào)調(diào)動(dòng)某集團(tuán)軍工兵團(tuán)舟橋連100余人次，汽艇6艘，動(dòng)用漁政部門15噸級(jí)漁政船1艘，聘請(qǐng)當(dāng)?shù)貪O船數(shù)艘和民工3700余人次。如何處理大量漂浮物是水庫(kù)防洪調(diào)度工作中遇到的新問題，在今后水庫(kù)汛期調(diào)度工作中應(yīng)高度重視。

5.結(jié)論

黃壁莊水庫(kù)在防御“7·19”暴雨洪水中充分發(fā)揮了攔洪削峰作用，有效減輕了下游洪澇災(zāi)害損失，避免了下游獻(xiàn)縣泛區(qū)的啟用，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了水庫(kù)多蓄水的目標(biāo)。隨著今后雨水情監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)完善，預(yù)報(bào)精度提高，預(yù)見期增長(zhǎng)，調(diào)度方案會(huì)更加優(yōu)化，水庫(kù)將最大程度發(fā)揮水庫(kù)攔洪削峰的作用，實(shí)現(xiàn)除害與興利綜合效益最大化?！?/p>

2017-02-13

于清濤，男，漢族，河北省防汛抗旱指揮部辦公室，副主任。

黃寶友，男，滿族，河北省防汛抗旱指揮部辦公室，主任科員。

朱連鎖，男，漢族，河北省防汛抗旱指揮部辦公室，主任科員。