王曉

（河南省河口村水庫(kù)管理局，河南 濟(jì)源 459000）

0 引言

2021 年進(jìn)入主汛期以來(lái)，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(qū)間降水量與往年同期相比偏多近一成。7月以來(lái)，河口村水庫(kù)控制流域范圍內(nèi)出現(xiàn)特大暴雨，入庫(kù)最大流量高達(dá)4 510 m3/s，為建庫(kù)以來(lái)最大值?！?021·7”洪水，河口村水庫(kù)通過(guò)多渠道獲取雨水情信息，及時(shí)分析研判，為上級(jí)部門精準(zhǔn)調(diào)度提供了參考依據(jù)，也為后期防汛度汛提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

1 工程概況

河口村水庫(kù)位于河南省濟(jì)源市克井鎮(zhèn)境內(nèi)，壩址坐落于沁河出山口附近。水庫(kù)總庫(kù)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(kù)建成后，提高了沁河下游防洪標(biāo)準(zhǔn)，保證了南水北調(diào)中線穿沁工程防洪安全，五庫(kù)聯(lián)調(diào)（指河口村水庫(kù)與小浪底、三門峽、陸渾、故縣水庫(kù)5 庫(kù)聯(lián)合運(yùn)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(tài)環(huán)境發(fā)揮積極的作用。

河口村水庫(kù)前期工程于2008 年5 月開(kāi)工，主體工程于2011 年4 月底開(kāi)工，2016 年12 月全部完工，2017 年10 月通過(guò)竣工驗(yàn)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(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為500年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為2000年一遇。

水庫(kù)庫(kù)區(qū)屬副熱帶季風(fēng)區(qū)，據(jù)流域內(nèi)1971-2000年雨量站資料統(tǒng)計(jì)，流域內(nèi)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(fā)量為1 611 mm（E601蒸發(fā)皿）。受峽谷型地貌影響，水庫(kù)兩岸高山絕壁，庫(kù)區(qū)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(qiáng)降水，極易形成洪水過(guò)程，且洪水多為陡漲陡落型。通過(guò)分析，沁河流域洪水多來(lái)源于山西潤(rùn)城至濟(jì)源五龍口區(qū)間，由短時(shí)強(qiáng)降雨或連降暴雨形成，洪水集中洪量大。

2 運(yùn)用調(diào)度情況

2021年河口村水庫(kù)防洪調(diào)度由黃河水利委員會(huì)負(fù)責(zé)。根據(jù)水庫(kù)汛期調(diào)度運(yùn)用計(jì)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(guò)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(kù)上游普降大到暴雨、局部特大暴雨，水庫(kù)遭受了兩輪強(qiáng)降雨，見(jiàn)圖1。為減輕下游河道防洪壓力，保證下游濟(jì)源、焦作等地人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和南水北調(diào)穿沁工程供水安全，充分發(fā)揮工程防洪作用，河口村水庫(kù)嚴(yán)格執(zhí)行防汛調(diào)度指令，錯(cuò)峰泄洪，有效攔洪削峰。

2.1 第一輪調(diào)度（7月11日至7月14日）

7 月10 日至11 日河口村水庫(kù)上游山西澤州、陽(yáng)城等區(qū)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(dá)289.50 mm，沁河發(fā)生特大洪水。據(jù)觀測(cè)統(tǒng)計(jì)，庫(kù)水位最快10分鐘上漲近1 m，經(jīng)后期分析驗(yàn)證，當(dāng)日最大洪峰流量達(dá)4 510 m3/s，見(jiàn)圖2。

圖2 7月8日-16日反推入庫(kù)示意圖

11日13時(shí)，庫(kù)水位233.11 m，拴驢泉斷面出現(xiàn)第一次入庫(kù)洪峰，水庫(kù)水位上漲迅速；16時(shí)，庫(kù)水位241.78 m，根據(jù)黃河防總調(diào)度指令，水庫(kù)按300 m3/s開(kāi)始泄洪。

12日4時(shí)，庫(kù)水位247.03 m，出入庫(kù)達(dá)到平衡，水位停止上漲。

14日4時(shí)，庫(kù)水位237.72 m，降至汛限水位以下，根據(jù)黃河防總調(diào)度指令，水庫(kù)停止泄洪，轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。

此次調(diào)度，水庫(kù)歷時(shí)泄洪60 h，共泄洪6 480萬(wàn)m3。停止泄洪后，庫(kù)水位受入庫(kù)流量影響仍小幅度上漲，水庫(kù)水電站4臺(tái)機(jī)組全負(fù)荷發(fā)電泄水，庫(kù)水位至汛限水位后上下略微浮動(dòng)，最終降至汛限水位以下。截至7月16日18時(shí)，水電站泄水420萬(wàn)m3，河口村水庫(kù)共泄洪6 900萬(wàn)m3。

2.2 第二輪調(diào)度（7月20日至8月11日）

7月19日至22日，水庫(kù)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(dá)443 mm，庫(kù)水位自19日7時(shí)（237.98 m）起迅速上漲，見(jiàn)圖3。

圖3 7月17日-8月11日反推入庫(kù)示意圖

20 日14 時(shí)，庫(kù)水位248.93 m，超汛限水位11 m，根據(jù)黃河防總調(diào)度指令水庫(kù)按280 m3/s開(kāi)閘泄洪。

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

22日14時(shí)，庫(kù)水位256.04 m，入庫(kù)流量逐漸減小，根據(jù)調(diào)度指令水庫(kù)按280 m3/s泄洪。至18時(shí)，庫(kù)水位256.31 m，入庫(kù)流量持續(xù)迅速增加，根據(jù)調(diào)度指令水庫(kù)調(diào)整下泄流量為500 m3/s。

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

24日11時(shí)，庫(kù)水位261.86 m，根據(jù)黃河防總調(diào)度指令水庫(kù)按900 m3/s泄洪。

25日14時(shí)，庫(kù)水位240.65 m，根據(jù)調(diào)度指令，水庫(kù)按500 m3/s下泄，待庫(kù)水位降至238 m按控制庫(kù)水位不超過(guò)238 m運(yùn)行。

7月26日至8月20日，河口村水庫(kù)適時(shí)調(diào)整庫(kù)水位不超過(guò)238 m，水庫(kù)進(jìn)入正常備汛。截至8月2日18時(shí)，水庫(kù)共開(kāi)閘泄洪17次，攔蓄洪水4.33億m3，分時(shí)段錯(cuò)峰泄洪4.15億m3。

3 水情信息獲取方式

3.1 水庫(kù)水位

濟(jì)源水文局在河口村水庫(kù)設(shè)水文站，對(duì)水庫(kù)大壩水位、庫(kù)容等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，汛期水文訊息半小時(shí)一發(fā)報(bào)，緊急情況下10分鐘一發(fā)報(bào)；水庫(kù)右壩肩設(shè)水尺，當(dāng)出現(xiàn)特殊情況時(shí)，采取人工觀測(cè)實(shí)時(shí)報(bào)送；大壩水位線安裝高清攝像頭，可24 h直觀觀測(cè)。

3.2 入庫(kù)斷面流量

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

3.3 水庫(kù)上、下游水情信息

委托濟(jì)源水文局，在水庫(kù)上游山西境內(nèi)設(shè)置28 個(gè)自動(dòng)雨量觀測(cè)站，可通過(guò)防汛信息系統(tǒng)同步查看各站降雨量；同上游張峰水庫(kù)、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(guò)后，因洪水突然來(lái)襲且來(lái)勢(shì)兇猛，水情信息交換系統(tǒng)出現(xiàn)短暫癱瘓，水庫(kù)管理局迅速啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，通過(guò)水位上漲情況反推出大致的入庫(kù)流量、水量等水情信息，分析洪水上漲趨勢(shì)，及時(shí)向水庫(kù)防汛抗旱指揮部提出防汛建議，為水庫(kù)安全度汛決策提供及時(shí)的參考依據(jù)，河口村水庫(kù)經(jīng)受住了兩次較大洪水考驗(yàn)。

反推公式：

式中：Wt1 為t1 時(shí)刻水庫(kù)蓄水量（m3）；Wt2 為t2 時(shí)刻水庫(kù)蓄水量（m3）；△Wt為t2與t1時(shí)段對(duì)應(yīng)水庫(kù)蓄水量差值（m3），即△Wt=Wt2-Wt1；△t為t2與t1間時(shí)段差值（s），即△t=t2-t1；q為出庫(kù)流量（m3/s）；Q為反推入庫(kù)流量（m3/s），即庫(kù)容差除以時(shí)間差值加出庫(kù)流量。

例如：某日8時(shí)（t1），庫(kù)水位為246.76 m，根據(jù)《河口村水庫(kù)水位與蓄水量對(duì)應(yīng)關(guān)系表》查找到對(duì)應(yīng)庫(kù)容為11 518 萬(wàn)m3（Wt1）；當(dāng)日9 時(shí)（t2），庫(kù)水位為246.65 m，對(duì)應(yīng)庫(kù)容為11 478萬(wàn)m3（Wt2）；根據(jù)黃委調(diào)度指令，該時(shí)段泄洪300 m3/s（q）。經(jīng)計(jì)算即可推斷該時(shí)段間入庫(kù)流量約為188.89 m3/s。

4 結(jié)語(yǔ)

“7·11”“7·20”兩次洪水過(guò)程，降雨時(shí)段短、雨量大、洪水產(chǎn)流時(shí)間短，來(lái)勢(shì)迅猛，在黃委會(huì)精準(zhǔn)調(diào)度下，在省水利廳的科學(xué)管理下，河口村水庫(kù)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(dá)93%。水庫(kù)壩址下游河道淹沒(méi)范圍，涉及河南省濟(jì)源市的五龍口鎮(zhèn)、梨林鎮(zhèn)，以及焦作市下轄的沁陽(yáng)市、溫縣、博愛(ài)縣、武陟縣等部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)，涉及面積約211 640 hm2，人口約237.60萬(wàn)人，耕地約10.30 hm2。兩次洪水，河口村水庫(kù)通過(guò)攔洪削峰、錯(cuò)峰泄洪，下游沒(méi)有發(fā)生大的受災(zāi)現(xiàn)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(diào)中線工程供水安全，保證了人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，發(fā)揮了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

同時(shí)，作為建庫(kù)后首次經(jīng)歷的特大暴雨洪水，對(duì)于河口村水庫(kù)來(lái)說(shuō)蘊(yùn)含著挑戰(zhàn)與突破、磨礪與收獲，黨員先鋒隊(duì)、青年突擊隊(duì)始終沖鋒在前，戰(zhàn)斗在抗洪戰(zhàn)災(zāi)第一線，以認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和積極飽滿的工作熱情迎接挑戰(zhàn)，不僅很好地完成了“2021·7”防汛任務(wù)，也為后期8月、9月持續(xù)洪水，10月最強(qiáng)秋汛的防汛度汛工作積累了寶貴的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。