王 君,陳香朋
(安徽省水利水電勘測設(shè)計(jì)院,安徽 合肥 230088)
2018年8月15—18日,臺風(fēng)“溫比亞”致安徽省中北部普降大暴雨,局部特大暴雨,暴雨中心宿州市蕭縣永堌站最大24h雨量440mm,重現(xiàn)期百年一遇。永堌水庫最高水位達(dá)55.77m(1956年黃海高程系,下同),超過校核洪水位(55.64m)0.13m,對大壩安全構(gòu)成極大威脅,水庫下游發(fā)生重大災(zāi)情。通過實(shí)地查看、現(xiàn)場訪談及查閱相關(guān)資料,結(jié)合暴雨分析和調(diào)洪演算,重點(diǎn)探討永堌水庫發(fā)生重大險(xiǎn)情與災(zāi)情的原因并總結(jié)教訓(xùn)。
永堌水庫位于蕭縣永堌鎮(zhèn)境內(nèi)(壩下約300m處即為永堌鎮(zhèn)區(qū)),壩址控制流域面積15.2km2,總庫容442萬m3,是一座以灌溉為主,兼有防洪、供水等綜合效益的小(1)型山丘水庫,正常蓄水位53.2m,設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇,設(shè)計(jì)洪水位為54.76m,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇,校核洪水位為55.64m。
受臺風(fēng)“溫比亞”影響,宿州市8月16日開始降小到中雨,17日普降大到暴雨,18日普降大暴雨,部分地區(qū)特大暴雨。17—18日,宿州市區(qū)域累計(jì)平均降雨237mm。宿州市共有8個(gè)站降雨大于400mm,籠罩面積493km2;有40個(gè)站降雨大于300mm,籠罩面積2570km2。有120個(gè)站降雨大于200mm,籠罩面積6980km2;有156個(gè)站降雨大于100mm,籠罩面積8020km2。
本次臺風(fēng)暴雨期短歷時(shí)降雨強(qiáng)度大,經(jīng)對有較長實(shí)測資料序列的站點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,此次暴雨排歷史第一位,重現(xiàn)期超百年一遇。永堌水庫是本次強(qiáng)降水的暴雨中心,15—18日累計(jì)雨量高達(dá)478mm,最大24h雨量高達(dá)440mm,為本輪降水區(qū)域的最高值,重現(xiàn)期達(dá)百年一遇。
臺風(fēng)“溫比亞”對永堌水庫的影響主要是17—18日降水,水庫水位從18日2時(shí)51.85m起漲,18日8時(shí)后,降水間歇,9時(shí)后水庫漲勢趨緩,18日17時(shí)降水再度加強(qiáng),水庫水位快速上漲,18時(shí)36分水位54.78m,超設(shè)計(jì)洪水位0.02m,至20時(shí)水位漲到54.89m后開始小幅回落,19日0時(shí)起,強(qiáng)降水再度覆蓋,水位在高位繼續(xù)上漲,2時(shí)水位55.67m,超校核洪水位0.03m,至2時(shí)18分漲到最高水位55.77m,超過校核洪水位(55.64m)0.13m。
百年一遇的暴雨降水為何形成超校核洪水位的庫水位?經(jīng)查勘,在水庫開敞式溢洪道上有一條公路,路面高程53.9m,高于溢洪道設(shè)計(jì)堰頂高程0.7m。為復(fù)核評估其阻水影響,分別以實(shí)際和設(shè)計(jì)工況進(jìn)行對比分析。
表1 水庫原設(shè)計(jì)與“2018.8.18”洪水還原成果對比表
按照水庫實(shí)測水位,以公路路面53.9m作為寬頂堰堰頂高程,對水庫入、出庫過程進(jìn)行實(shí)況還原計(jì)算,得出最大入庫流量348m3/s,最大出庫流量203m3/s,對照水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)成果,最大入庫流量重現(xiàn)期略超百年一遇。
按照入庫流量過程還原計(jì)算成果,在設(shè)計(jì)工況下,即以溢洪道原設(shè)計(jì)堰頂高程53.2m進(jìn)行調(diào)洪演算,得出最大出庫流量227m3/s,重現(xiàn)期略超百年一遇,最高水位55.05m,超50年一遇設(shè)計(jì)洪水位0.29m,低于原設(shè)計(jì)1000年一遇校核洪水位(55.64m),水位重現(xiàn)期為略超百年一遇。即若無公路阻水,水庫最高水位比實(shí)際最高水位低0.72m。水庫原設(shè)計(jì)與“2018.8.18”洪水還原成果對比詳見表1。
水庫溢洪道下游公路路面高于溢洪道設(shè)計(jì)堰頂高程0.7m,致使水庫滯洪庫容由設(shè)計(jì)的172萬m3降低到實(shí)際滯洪庫容124萬m3,減少近28%,是導(dǎo)致百年一遇暴雨洪水出現(xiàn)超千年一遇水位的原因。水庫特征參數(shù)詳見表2。水庫實(shí)際水位與無路面阻水水位過程線如圖1所示,水庫入庫、出庫及無阻水出庫流量過程線如圖2所示。
表2 水庫特征參數(shù)表
圖1 水庫實(shí)際水位與無路面阻水水位過程線
圖2 水庫入庫、出庫及無阻水出庫流量過程線
經(jīng)對水庫下游遭受洪災(zāi)的永堌村落百姓走訪得知,18日18時(shí)起,勝利橋面開始漫水,19日0時(shí)后水位上漲快,特別是2時(shí)左右是洪水威脅最劇烈的時(shí)間。經(jīng)洪痕勘查,勝利橋橋涵過流面積僅7.85m2,過流面積狹小,橋體占用過流面積達(dá)60%,阻水嚴(yán)重,洪水期間橋面溢流水深達(dá)0.8m。由于橋梁阻水、水位被逼高,水流
圖3 水庫下游區(qū)位關(guān)系圖
在河道轉(zhuǎn)彎處(洪水頂沖段)分流,洪水進(jìn)入村莊,導(dǎo)致下游村鎮(zhèn)人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失,死亡2人,房屋倒塌百余間。水庫下游區(qū)位關(guān)系如圖3所示。
(1)水庫管理部門和交通、城建等部門溝通不足,對泄洪設(shè)施、下游行洪通道管理維護(hù)不到位,違章建筑嚴(yán)重影響泄洪,降低了水庫和河道的防洪標(biāo)準(zhǔn)。
(2)水庫管理人員思想麻痹,永堌水庫為多年調(diào)節(jié)水庫,中小洪水年溢洪道不溢洪,導(dǎo)致防大洪水的安全意識不足。
(3)水庫管理部門對沿河居民進(jìn)行防洪安全宣傳教育不夠。
(1)大壩主管部門應(yīng)盡快開展水庫大壩安全鑒定工作,確保度汛安全。
(2)盡快對溢洪道下游河道實(shí)施清障整治,確保溢洪道泄洪通暢,并相應(yīng)提高沿河村鎮(zhèn)的防洪能力。
(3)建立庫區(qū)防洪預(yù)警、大壩安全監(jiān)測及管理區(qū)監(jiān)控等系統(tǒng),提高預(yù)報(bào)和監(jiān)測的精準(zhǔn)度,以提升水庫管理手段。