吳曉楷，安艷艷，趙建勇

（1.漳衛(wèi)南運(yùn)河管理局水文處，山東 德州 253009；2.漳衛(wèi)南運(yùn)河岳城水庫(kù)管理局，河北 邯鄲 056001）

岳城水庫(kù)“7·19”洪水水情分析

吳曉楷1，安艷艷1，趙建勇2

（1.漳衛(wèi)南運(yùn)河管理局水文處，山東 德州 253009；2.漳衛(wèi)南運(yùn)河岳城水庫(kù)管理局，河北 邯鄲 056001）

全面介紹了2016年漳衛(wèi)南運(yùn)河“7·19”暴雨洪水的氣象、雨情、水情和調(diào)度情況，進(jìn)行了岳城水庫(kù)入庫(kù)水量、庫(kù)區(qū)產(chǎn)水量平衡分析，總結(jié)了防洪預(yù)報(bào)和調(diào)度經(jīng)驗(yàn)，提出岳城水庫(kù)水文預(yù)報(bào)、自動(dòng)測(cè)報(bào)站點(diǎn)建設(shè)等建議。

漳衛(wèi)南運(yùn)河；“7·19”洪水；洪水預(yù)報(bào)；防洪調(diào)度

1 漳河流域概況

漳河發(fā)源于山西高原和太行山，是海河流域漳衛(wèi)南運(yùn)河水系的主要支流。岳城水庫(kù)位于漳河出山口處，總庫(kù)容13.0億m3，控制流域面積18 100 km2，占漳河流域面積的99.4%，是一座以防洪、灌溉為主，兼顧供水、發(fā)電等綜合利用的控制性水利樞紐工程，對(duì)于漳衛(wèi)南運(yùn)河的防洪調(diào)度、水資源配置等至關(guān)重要。2016年，漳衛(wèi)南運(yùn)河發(fā)生“96·8”以來(lái)的最大洪水，觀臺(tái)站入庫(kù)實(shí)測(cè)洪峰5 200 m3/s（整編6 150 m3/s），接近10 a一遇，根據(jù)水庫(kù)水位反推最大入庫(kù)洪峰達(dá)11 333 m3/s，已達(dá)到50 a一遇標(biāo)準(zhǔn)。此次洪水漲勢(shì)兇猛，在具備漳衛(wèi)南運(yùn)河洪水典型特點(diǎn)的同時(shí)又表現(xiàn)出許多新的特征，需要認(rèn)真分析總結(jié)，以便為今后防洪預(yù)報(bào)和調(diào)度提供經(jīng)驗(yàn)和借鑒。

2 漳河暴雨洪水特性

漳河流域暴雨由天氣系統(tǒng)與地形條件結(jié)合所致，造成本流域特大暴雨的天氣系統(tǒng)多為臺(tái)風(fēng)倒槽及西南渦。夏季，太平洋副熱帶高壓加強(qiáng)北上，易在太行山區(qū)迎風(fēng)坡形成大暴雨，暴雨中心一般發(fā)生在太行山南麓或東麓的迎風(fēng)區(qū)，時(shí)間多為7月下旬和8月上旬，如1956年8月大暴雨為臺(tái)風(fēng)造成、1963年8月暴雨為切變與西南渦相配合引起、1996年8月暴雨為西風(fēng)槽與臺(tái)風(fēng)倒槽結(jié)合所致。

漳河流域太行山東、西兩個(gè)區(qū)域因自然地理特性不同，暴雨量級(jí)相差較大。東區(qū)地處迎風(fēng)坡，山高坡陡，對(duì)東南方向來(lái)的暖濕氣流有明顯的抬升作用，易在天橋斷—匡門口—觀臺(tái)一帶產(chǎn)生大暴雨，如1982年8月1日石板巖最大日雨量達(dá)463.0 mm、2016年7月19日北賈壁日雨量達(dá)475.4 mm，是流域產(chǎn)生大洪水的主要地區(qū)；西區(qū)為山間盆地，東南暖濕氣流受山岳的阻擋影響較弱，主要是受西南方向暖濕氣流影響，因此暴雨量級(jí)較低，最大日雨量為209.5 mm（長(zhǎng)子站1962年7月15日），大洪水發(fā)生頻次較少，洪水過程平緩，量級(jí)比東區(qū)小。

3 “7·19”暴雨氣象和雨情

根據(jù)2016年汛前防汛形勢(shì)分析和氣象預(yù)報(bào)，受超強(qiáng)厄爾尼諾的影響，漳衛(wèi)南運(yùn)河汛期出現(xiàn)暴雨等極端天氣的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加，漳衛(wèi)河流域降雨會(huì)偏多1～2成，極有可能發(fā)生流域性暴雨洪水。

3.1 暴雨氣象

根據(jù)中央氣象臺(tái)全國(guó)強(qiáng)降雨落區(qū)預(yù)報(bào)圖（見圖1），“7·19”雨帶接近南北豎直狀態(tài)，高空形勢(shì)為左邊1個(gè)副熱帶高壓、右邊1個(gè)副熱帶高壓，中間的華北平原處于低渦控制區(qū)，并且華北平原還有1個(gè)黃淮氣旋，東海還有1個(gè)熱帶低壓，從而將南海和太平洋的水汽輸送到華北平原。

3.2 暴雨雨情

根據(jù)漳衛(wèi)南運(yùn)河流域7月19—20日降雨量等值線圖，7月19日漳河流域出現(xiàn)暴雨、大暴雨過程，局地特大暴雨。漳河流域特大暴雨區(qū)集中在匡門口、天橋斷與岳城水庫(kù)區(qū)域，河北省磁縣北賈壁鄉(xiāng)出現(xiàn)400 mm以上的超級(jí)暴雨，最大點(diǎn)雨量為漳河左岸北賈壁站，日降雨量475.4 mm；清漳東源、濁漳北源上游出現(xiàn)大暴雨，漳槽站日降雨量197.8 mm；漳河流域平均降雨量為98.5 mm。

圖1 “7·19”全國(guó)強(qiáng)降雨落區(qū)預(yù)報(bào)

4 “7·19”洪水水情和調(diào)度

4.1 觀臺(tái)水文站水情

根據(jù)觀臺(tái)水文站實(shí)測(cè)資料，7月19日8時(shí)流量15.2 m3/s，11時(shí)30分44.3 m3/s，13時(shí)陡漲為1 025 m3/s，14時(shí)30分1 320 m3/s，15時(shí)1 491 m3/s，16時(shí)30分1 900 m3/s，17時(shí)5分3 300 m3/s，18時(shí)出現(xiàn)洪峰流量5 200 m3/s，該流量持續(xù)至19時(shí)，19時(shí)15分流量4 640 m3/s，河道水位開始回落。7月20日8時(shí)，觀臺(tái)水文站流量回落為400 m3/s。觀臺(tái)水文站1 d洪量為13 073.45萬(wàn)m3。觀臺(tái)水文站7月19日8時(shí)—20日8時(shí)流量過程線，如圖2所示。

圖2 觀臺(tái)站7月19日8時(shí)—20日8時(shí)實(shí)測(cè)流量過程線

4.2 岳城水庫(kù)水情

岳城水庫(kù)7月19日8時(shí)壩上水位128.79 m，18時(shí)130.35 m，19時(shí)132.00 m(汛期起調(diào)水位)，20時(shí)133.37 m，20時(shí)36分漲到汛限水位134.00 m，并持續(xù)上漲，23時(shí)為135.41 m。7月20日8時(shí)漲至136.86 m，7月24日21時(shí)漲至最高水位142.19 m，該水位延續(xù)至7月25日8時(shí)后緩慢回落。岳城水庫(kù)水文站7月19日8時(shí)—20日8時(shí)水位過程線，如圖3所示。

圖3 岳城水庫(kù)7月19日8時(shí)—20日8時(shí)水位過程線

4.3 洪水調(diào)度

根據(jù)海委防辦調(diào)度令，岳城水庫(kù)為衛(wèi)河錯(cuò)峰48 h，并于21日18時(shí)開始泄洪100 m3/s，22日零時(shí)加大到200 m3/s，24日16時(shí)加大到300 m3/s。通過科學(xué)調(diào)控，岳城水庫(kù)成功削減漳河洪峰94%，確保了下游河道洪水不上灘、工程不出險(xiǎn)，也為邯鄲市抗洪救災(zāi)贏得了寶貴時(shí)間。28日零時(shí)，漳衛(wèi)河洪水以558 m3/s流量順利通過南陶站，平穩(wěn)進(jìn)入衛(wèi)運(yùn)河，成功實(shí)現(xiàn)了“攔洪削峰、衛(wèi)河錯(cuò)峰、安全行洪”三大調(diào)度目標(biāo)。

5 “7·19”水情分析

5.1 岳城水庫(kù)庫(kù)區(qū)匯流

觀臺(tái)水文站為岳城水庫(kù)入庫(kù)站，觀臺(tái)—岳城水庫(kù)壩址區(qū)間面積約300 km2，占岳城水庫(kù)以上流域面積18 100 km2的1.7%。據(jù)調(diào)查，岳城水庫(kù)庫(kù)區(qū)洪水入流溝分北面、西面和南面三部分，北面有東辛安溝、躍峰渠橋溝、都黨溝、石場(chǎng)村西溝4條洪水入流溝，西面有鳳凰寺溝、里溝2條洪水入流溝，南面有觀臺(tái)溝、曹家溝、西保障村東溝、乞伏村溝、南孟南橋溝、申家河橋溝、中清流溝和西清流溝8條洪水入流溝，其中東辛安溝、都黨溝、鳳凰寺溝、觀臺(tái)溝、曹家溝、南孟南橋溝、申家河橋溝、中清流溝、西清流溝較大，都黨溝入庫(kù)洪峰甚至超過500 m3/s。

5.2 入庫(kù)水量分析

7月19日18時(shí)，觀臺(tái)水文站最大洪峰流量5 200 m3/s，1 h 入庫(kù)水量為 1 872 萬(wàn) m3，岳城水庫(kù)18—19時(shí)蓄水量變化量為3 250萬(wàn)m3，由于庫(kù)區(qū)較大和觀測(cè)斷面不同，觀臺(tái)入庫(kù)水量與水庫(kù)蓄水變量存在較大差異。岳城水庫(kù)入庫(kù)水量及蓄水量變化量，見表1。

根據(jù)水庫(kù)水量平衡方程，反推岳城水庫(kù)的入庫(kù)水量。因洪水期間水庫(kù)滲漏水量極小，本次不考慮水庫(kù)滲漏水量，時(shí)段水量平衡方程為：

式中：Wi為洪水入庫(kù)水量（m3）；Wq為洪水庫(kù)區(qū)產(chǎn)(虧)水量（m3）；Wo為洪水出庫(kù)總水量（m3）；△W為洪水始末庫(kù)容變化量（m3）。

表1 岳城水庫(kù)入庫(kù)流量及蓄水量變化情況

7月19日8時(shí)—20日8時(shí)，觀臺(tái)水文站入岳城水庫(kù)總水量為13 073.45萬(wàn)m3，岳城水庫(kù)出庫(kù)總水量為4.30萬(wàn)m3，蓄水量變化量為18 098萬(wàn)m3，岳城水庫(kù)庫(kù)區(qū)產(chǎn)水量為5 028.85萬(wàn)m3，約占入庫(kù)水量的28%；7月20日8時(shí)—21日8時(shí)，觀臺(tái)水文站入岳城水庫(kù)總水量為6 141.30萬(wàn)m3，岳城水庫(kù)出庫(kù)總水量為220.32萬(wàn)m3，蓄水量變化量為7 790萬(wàn)m3，岳城水庫(kù)庫(kù)區(qū)產(chǎn)水量為1 869.02萬(wàn)m3，約占入庫(kù)水量的23%；7月21日8時(shí)—22日8時(shí)，觀臺(tái)水文站入岳城水庫(kù)總水量為4 612.50萬(wàn)m3，岳城水庫(kù)出庫(kù)總水量為1 641.60萬(wàn)m3，蓄水量變化量為5 600萬(wàn)m3，岳城水庫(kù)庫(kù)區(qū)產(chǎn)水量為2 629.10萬(wàn)m3，約占入庫(kù)水量的36%，詳見表2。

表2 岳城水庫(kù)7月19—21日水量變化情況

5.3 壩前水位反推洪峰和觀臺(tái)入庫(kù)洪峰分析

根據(jù)觀臺(tái)水文站實(shí)測(cè)流量和壩前水位反推洪峰流量對(duì)比，繪制岳城水庫(kù)入庫(kù)流量過程線，如圖4所示。觀臺(tái)入庫(kù)洪峰流量發(fā)生在2016年7月19日18時(shí)，持續(xù)約1 h，壩前水位反推洪峰流量出現(xiàn)在2016年7月19日19時(shí)20分。岳城水庫(kù)壩址距離觀臺(tái)水文站距離約15 km，依此推測(cè)庫(kù)區(qū)平均流速約4.2 m/s，觀臺(tái)入庫(kù)洪峰與壩前洪峰時(shí)差約1 h。

據(jù)調(diào)查，邯鄲市氣象臺(tái)于7月19日5時(shí)20分發(fā)布暴雨紅色預(yù)警信號(hào)，漳河流域從19日4時(shí)多開始下雨，9時(shí)邯鄲開始降雨。觀臺(tái)水文站流量11時(shí)30分為44.3 m3/s，13時(shí)陡漲為1 025 m3/s。由此可以判定，從發(fā)布暴雨紅色預(yù)警信號(hào)到洪水起漲預(yù)見期不足8 h，從開始降雨至洪水起漲預(yù)見期不足10 h。

圖4 岳城水庫(kù)入庫(kù)流量過程線

6 討論和建議

6.1 岳城水庫(kù)洪水預(yù)報(bào)方案應(yīng)充分考慮庫(kù)區(qū)產(chǎn)流影響

漳河觀臺(tái)水文站為岳城水庫(kù)入庫(kù)站，庫(kù)區(qū)的產(chǎn)流過程由觀臺(tái)、白土、岳城三站算術(shù)平均值乘以庫(kù)區(qū)面積并按時(shí)段換算為流量。遇庫(kù)區(qū)降雨較大時(shí)，應(yīng)將預(yù)報(bào)出的觀臺(tái)總?cè)霂?kù)洪水過程加上庫(kù)區(qū)產(chǎn)流過程?！?·19”洪水分析表明，因庫(kù)區(qū)眾多支流的匯入，庫(kù)區(qū)產(chǎn)流約占洪量30%以上，這是洪水期間水庫(kù)水位上漲速度遠(yuǎn)超出預(yù)報(bào)的重要原因，甚至對(duì)洪水預(yù)報(bào)和洪水量級(jí)的判斷產(chǎn)生了重要影響，暴露出原預(yù)報(bào)方案對(duì)庫(kù)區(qū)產(chǎn)流的重視不足。目前，岳城水庫(kù)新遙測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)投入運(yùn)行，庫(kù)區(qū)建設(shè)了觀臺(tái)、吳家河、東辛安、冶子村、南孟村、白土、壩上7處水情自動(dòng)測(cè)報(bào)站，雨水情測(cè)報(bào)站密度大大增加。因此，應(yīng)根據(jù)遙測(cè)系統(tǒng)建設(shè)完善的現(xiàn)狀，盡快完善岳城水庫(kù)庫(kù)區(qū)降雨專項(xiàng)水量預(yù)報(bào)方案，提高庫(kù)區(qū)預(yù)報(bào)精度。另外，應(yīng)開展調(diào)研與論證，建設(shè)岳城水庫(kù)庫(kù)區(qū)洪水入流溝水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)，充分掌握庫(kù)區(qū)來(lái)水狀況，為洪水預(yù)報(bào)提供信息支撐。

6.2 加強(qiáng)岳城水庫(kù)洪水預(yù)見期問題研究

“7·19”洪水分析表明，洪水預(yù)見期不足10 h，而且入庫(kù)洪峰與壩前洪峰間隔不足2 h，這對(duì)洪水預(yù)報(bào)的精細(xì)化和科學(xué)化提出嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為此，要加強(qiáng)天氣預(yù)報(bào)、降雨預(yù)警，延長(zhǎng)預(yù)見期；同時(shí)，要加強(qiáng)調(diào)度方案的研究，如采用峰量控制法，以洪峰及峰前洪量作為判別標(biāo)準(zhǔn)，可使岳城水庫(kù)設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)從1 000 a一遇提高至1 600 a一遇、非常運(yùn)用防洪標(biāo)準(zhǔn)由2 000 a一遇提高至2 500 a一遇，這對(duì)下游防洪工作有利，但調(diào)度較為復(fù)雜，對(duì)調(diào)度水平要求較高。應(yīng)該注意的是，一般認(rèn)為岳城水庫(kù)洪峰通過入庫(kù)站的時(shí)間較壩前出現(xiàn)最高水位的時(shí)間早7～8 h，但是“7·19”洪水不足2 h，應(yīng)給予充分重視。

6.3 加強(qiáng)岳城水庫(kù)洪水調(diào)度研究

根據(jù)國(guó)家防總批復(fù)，岳城水庫(kù)控制運(yùn)用條件為3 a一遇洪水限泄500 m3/s、3～30 a一遇洪水限泄1 500 m3/s、30～50 a一遇洪水限泄 3 000 m3/s、50 a以上不限泄。水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)基本達(dá)到2 000 a一遇，但超過2 000 a一遇洪水時(shí)仍需采用炸開2＃小副壩泄洪方案，以確保主壩等主體建筑物的安全。

“7·19”洪水觀臺(tái)水文站入庫(kù)實(shí)測(cè)洪峰為5200m3/s（整編6 150 m3/s），接近10 a一遇，但是根據(jù)庫(kù)水位反推最大入庫(kù)洪峰達(dá)11 333 m3/s，已經(jīng)達(dá)到50 a一遇標(biāo)準(zhǔn)，直接影響了洪水頻率的判定，甚至影響洪水調(diào)度決策。因此，在加強(qiáng)現(xiàn)代氣象預(yù)報(bào)技術(shù)應(yīng)用、科學(xué)判定水情的同時(shí)，必須加強(qiáng)岳城水庫(kù)洪水預(yù)報(bào)和調(diào)度技術(shù)研究，大力強(qiáng)化漳衛(wèi)南運(yùn)河防洪抗旱非工程措施的建設(shè)，完善水文預(yù)報(bào)方案，進(jìn)一步提高岳城水庫(kù)洪水預(yù)報(bào)精度和預(yù)見期。

[1]SL250-2000，水文情報(bào)預(yù)報(bào)[S].

[2]漳衛(wèi)南運(yùn)河管理局.漳衛(wèi)南運(yùn)河防汛工作手冊(cè)[R].德州：漳衛(wèi)南運(yùn)河管理局，2007.

[3]中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司.漳衛(wèi)河系防洪規(guī)劃報(bào)告[R].天津：中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，2008.

TV122+.1

A

1004-7328（2017）05-0030-04

10.3969/j.issn.1004-7328.2017.05.010

2017—05—30

吳曉楷（1968—），女，高級(jí)工程師，主要從事水文水資源調(diào)查評(píng)價(jià)和論證相關(guān)研究工作。