黃石市大冶湖超標洪水應對研究

程 雪，王彩虹，黃 雍，盧少為

(湖北省水利水電規(guī)劃勘測設計院，湖北 武漢 430070)

大冶湖的主流發(fā)源于鄂南幕阜山北麓，屬長江中下游南岸的一級支流，流經大冶市6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，在大冶市區(qū)注入大冶湖。大冶湖出口經12.1 km的長港和大冶湖閘站樞紐，于陽新縣韋源口匯入長江，流域面積為1 106 km2。

大冶湖位于流域中部下游，是由河流發(fā)展而成的沉降湖。由三里七湖、尹家湖、紅星湖、五湖和大冶湖組成。主要功能有防洪調蓄、農業(yè)灌溉、漁業(yè)養(yǎng)殖、工業(yè)取水、航運及城區(qū)景觀娛樂等。湖泊呈不規(guī)則長型，東西走向，東西長40 km，南北寬1～3 km，岸線長約240 km。湖底最低高程11 m，平均水深1.92 m。

大冶湖流域以暴雨洪水為主，流域多年平均降水量1 439 mm，降水年內分配不均，4-10月降水量占全年的75.3%，其中6月份最大，多年平均月雨量234 mm。由于暴雨集中，匯流時間短，造成洪水峰高量大，峰型集中，再加上與外江水位遭遇惡劣，致使流域洪澇災害頻繁發(fā)生。2016年6月下旬至7月上旬，大冶湖水位在短短8 d從17.24 m漲到20.89 m，全線超過保證水位，大冶湖周邊圩垸汛情告急。林家湖東截西渠出現(xiàn)10多米的潰口。黃石經濟開發(fā)區(qū)經濟損失慘重。因此對超標準洪水進行分析，提出防御方案是非常迫切的[1-2]。

1 大冶湖防洪工程體系

大冶湖流域防洪工程體系是由大冶湖圍堤、大冶湖出口大冶湖閘、外排大冶湖泵站和大冶湖二站、湖周邊的分洪民垸及水庫等共同組成。

1.1 大冶湖圍堤

大冶湖圍堤主要由大冶湖周邊的重點保護民垸圍堤組成，包括大冶市城區(qū)堤、興隆咀圍堤、園博園核心區(qū)圍堤、熊家湖圍堤、三里七湖南堤、三里七湖北堤、趙保湖圍堤、春湖垸圍堤、冷水湖堤等共9段，全長約32.5 km。

目前大冶湖圍堤中大冶市城區(qū)堤防已達50年一遇設計洪水標準，位于大冶湖北岸的興隆咀圍堤和園博園核心區(qū)的堤防，作為黃石市生態(tài)新區(qū)核心區(qū)的保護要求，已按50年一遇設計洪水標準進行達標建設。春湖、熊家洲及興隆咀堤防堤頂高程都已加固到22.5 m，其中春湖和熊家洲堤防已達標。

其余重點保護民垸堤防，堤頂高程在20.0～22.0 m之間，堤面寬一般2～4 m，尚未進行加高加固。

1.2 涵閘及泵站

四顧閘設計排水流量137 m3/s。大冶湖閘設計最大排水流量300 m3/s。大冶湖泵站裝機6×1 600 kW，設計排水流量120 m3/s，最大排水流量可達180 m3/s。

2016年，為了進一步提升大冶湖外排能力，新建了大冶湖二站工程，新增兩臺機組，設計流量增加了40 m3/s。

1.3 分洪民垸

大冶湖圩垸內耕地面積10.8萬畝。其中陽新縣污泥湖于1998年潰口后至今未封堵，已退垸還湖。

1.4 存在的問題

大冶湖流域現(xiàn)狀圍堤可基本防御10年一遇洪水，尚未全面提升至20年一遇。待大冶湖重點保護民垸圍堤工程全面達標后，大冶湖整體防洪能力可達到20年一遇，局部堤段可達到50年一遇[3]。

大冶湖外排泵站，共8臺機組，外排能力合計達到了160 m3/s。

2 洪水調度研究

2.1 洪水成果及排澇能力

大冶湖洪水來自于暴雨，一般15～30 d暴雨是造成湖區(qū)成災的主要原因。

大冶湖洪水成果、大冶湖降雨對應大冶湖水位變化與大冶湖泵站排水對應大冶湖水位變化分別見表1、表2及表3。

表1 大冶湖設計暴雨洪水結果

表2 大冶湖降雨對應大冶湖水位變化

表3 大冶湖泵站排水對應大冶湖水位變化

因此，本次大冶湖設計標準以內洪水為20年一遇洪水，超標洪水為20年一遇以上洪水。

2.2 洪水調度方案

1)非汛期：10月15日至次年4月30日，大冶湖水位控制在17.80～18.5 m之間。

2)汛期：5月1日至10月15日，大冶湖蓄水位應控制在17.50 m以下。

3)當湖泊確需降低湖水位時，排水涵閘盡量利用外江低水位進行搶排。

4)在汛期當內湖水位低于外江水位，且內湖水位超過17.5 m的啟排水位時，大冶湖泵站應及時開機抽排。在主汛期，內湖水位達到警戒水位19.0 m時，大冶湖泵站、大冶湖二站應開啟8臺機組全力抽排。

5)分洪調度。本次超標準洪水分洪調度方案，初步分為兩批圩垸分洪。

第一批在預報大冶湖洪水超過20年一遇且大冶湖水位將超過20.5 m時，將依次對水家堍湖、太白湖、有色湖、林家湖等四個調蓄區(qū)率先進行主動分洪調蓄，并視洪量大小，水位上漲情況，依次運用磊山湖、劉家湖、石家湖垸、沙湖、下賽湖、西畈湖等六處分洪圩垸。其余圩垸作為保護圩垸進行防守，對于堤頂高程不足的堤段將通過臨時加子堤的方法進行防護。

第二批在預報大冶湖洪水超過50年一遇且第一批圩垸分洪后水位將超過21.5 m時，視洪量大小，水位上漲情況，依次運用鋪燈湖、栗子湖、大灣湖、八里湖、下堰湖、貴灣湖、白泥泉、譚家湖、龍泉湖等九處圩垸參與分洪；在上述圩垸分洪后，對100年一遇標準洪水預計將控制水位在21.7 m。其余園博園核心區(qū)、興隆咀、熊家洲、趙保湖、三里七、春湖、冷水湖等重點保護圩垸進行重點防守。

3 應對措施研究

3.1 預報預警

根據(jù)黃石市防汛抗旱指揮部發(fā)布，大冶湖水位將超過保證水位20.50 m，判定大冶湖將出現(xiàn)超標準洪水。此時，由黃石市防汛抗旱指揮部辦公室提出1級響應行動建議，黃石市防汛抗旱指揮部主要領導決定啟動1級響應程序，發(fā)布1級預警信息，并每半小時發(fā)布一次實時汛情公告[4]。

3.2 水利工程調度

當大冶湖水位超過20.5 m時，大冶湖周邊圩垸二級站將視情況及時減少排水量或停止排水，以減緩防洪壓力[5]。

3.3 水庫攔蓄

充分運用大冶湖上游小青山、楊橋、九眼橋等三處中型水庫的滯洪、消峰作用，盡可能的攔蓄洪水，以減輕下游大冶湖防洪壓力。

3.4 工程防守與應急搶險

大冶湖發(fā)生超標洪水時需重點防守的工程為大冶湖重點保護圩垸堤防、大冶湖大閘和大冶湖泵站。大冶湖興隆咀、園博園核心區(qū)、冷水湖、熊家洲、趙保湖、三里七、春湖圩垸堤防超過水位21.5 m，其它圩垸堤防超過水位20.5 m時，應加密巡查頻次。

根據(jù)水位和堤防等級統(tǒng)籌安排巡堤查險人員。接近保證水位時，每公里安排30～50人分班進行巡堤查險，發(fā)生超標準洪水位時，每公里安排50人分班進行。

3.5 分蓄洪區(qū)(垸)運用

3.5.1 運用條件

大冶湖二站工程已經建成，在發(fā)生20年一遇標準內洪水下，大冶湖通過泵站外排，可以控制水位在保證水位20.5 m。

大冶湖水位接近并預報將超過20.5 m時，應提前通知第一批分洪民垸各相關單位和個人，提前做好撤離準備。

當大冶湖水位超過20.5 m時，依次順序啟用第一批分洪民垸進行分洪。并對第二批分洪民垸進行防守[6]。

當大冶湖水位還將繼續(xù)上漲時，大冶湖水位接近并預報將超過21.5m時，應提前通知第二批分洪民垸各相關單位和個人，提前做好撤離準備。

當大冶湖水位超過21.5 m時，根據(jù)黃石市防汛抗旱指揮部要求對第二批分洪民垸進行破垸分洪。

3.5.2 運用程序

大冶湖流域若發(fā)生超標準洪水，根據(jù)預案中的第3章洪水調度方案，初步分為兩批圩垸分洪，計劃扒口19處，長約490 m。

第一批在大冶湖水位超過20.5 m，即大冶湖洪水預計超過20年一遇標準，將依次對水家堍湖、太白湖、有色湖、林家湖等四個調蓄區(qū)率先進行主動分洪，并視洪量大小，水位上漲情況，依次運用磊山湖、劉家湖、石家湖垸、沙湖、下賽湖、西畈湖等六處分洪圩垸。

第二批當大冶湖水位超過21.5 m時，即大冶湖洪水預計超過50年一遇標準，視洪量大小，水位上漲情況，依次運用鋪燈湖、栗子湖、大灣湖、八里湖、下堰湖、貴灣湖、白泥泉、譚家湖、龍泉湖等九處圩垸來參與分洪；并預計對于100年一遇標準洪水將控制水位在21.7 m。

4 結 語

對大冶湖進行超標準洪水風險分析的基礎上,提出了監(jiān)測預警、洪水調度、轉移路線及安置等應對措施，2020年大冶湖發(fā)生超標準洪水，按照民垸分洪順序對民垸進行分洪，最大限度地保證了大冶湖抗洪搶險救災工作科學、高效、有序進行,保障了人民的生命財產安全及城區(qū)經濟社會安全穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展[7]。下一步結合數(shù)字孿生流域，提高超標洪水防御能力。