□王洪震 □劉 艷 □李 珺(河南省駐馬店水文水資源勘測局)
小洪河流域是河南省的重點(diǎn)防洪區(qū)域,多年來,這里洪澇頻繁,災(zāi)難嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì),從1951年到2010年的50年中,楊莊至班臺區(qū)間累計(jì)成災(zāi)面積256.9萬hm2,多年平均成災(zāi)面積5.1萬hm2。隨著石漫灘水庫和楊莊滯洪區(qū)復(fù)建工程的竣工,較大程度提高了小洪河的抗洪能力。但由于這些防洪工程均在上游,加上老王坡滯洪區(qū),控制流域面積為1553 km2,僅占全流域的37%;中下游是平原,河道狹窄且平緩,行洪能力很小。小洪河堤防標(biāo)準(zhǔn)偏低,除澇標(biāo)準(zhǔn)為3年一遇,防洪標(biāo)準(zhǔn)只有10年一遇,是河南省防洪標(biāo)準(zhǔn)最低的河道之一。在現(xiàn)有的水利工程的調(diào)節(jié)下,楊莊至五溝營防洪標(biāo)準(zhǔn)可提高到20年一遇。因此,小洪河流域的洪澇災(zāi)害問題仍然是阻礙該區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的首要問題。解決好這個問題,對保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全、社會安定和促進(jìn)該區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有十分重要的意義。
小洪河發(fā)源于伏牛山脈,干流流經(jīng)舞陽、西平、上蔡、平輿、新蔡等五市縣。于新蔡縣班臺同汝河交匯流入大洪河,全長265.6 km,流域面積4170 km2。其中,90%的流域面積位于駐馬店市境內(nèi)。流域內(nèi)丘陵約占24%,平原區(qū)約占70%。總的地形是山區(qū)丘陵陡峭,平原區(qū)平緩,中間過渡地帶較短,匯入干流的大小支流共163條,水系發(fā)達(dá),支流縱橫,是淮河上游主要的洪水發(fā)源地之一。
本流域氣候?qū)賮啛釒У脚瘻貛н^渡區(qū),多年平均降雨量800~1000mm,年際變幅大,最大年降雨量為最小年降雨量的3倍左右,因受東南季風(fēng)影響,年內(nèi)分配不均,汛期(6-9月)的降雨量占全年的60%~70%。尤其是7-8月份,降雨量集中在2~3次的暴雨之中。降水上時空分布不均,防洪上標(biāo)準(zhǔn)低,基礎(chǔ)薄弱,致使這一地區(qū)洪澇災(zāi)害嚴(yán)重。
小洪河上游建有石漫灘水庫,控制面積230 km2,水庫總庫容1.2億m3,防洪庫容0.518億m3。中上游建有楊莊滯洪區(qū)和老王坡滯洪區(qū),滯洪區(qū)設(shè)計(jì)水位分別為71.54 m、57.50 m,設(shè)計(jì)滯洪量分別為2.03億m3、1.71億m3。石漫灘以上屬山丘區(qū)河流,洪水陡漲陡落,石漫灘至楊莊區(qū)間為丘陵性河流。兩岸無堤防,小水時行于主河槽,大水時漫灘行洪,對洪水有一定的滯蓄能力。這一河流東西橫穿楊莊滯洪區(qū),楊莊以下進(jìn)入平原區(qū),兩岸有堤防,河道彎曲,堤防標(biāo)準(zhǔn)偏低。目前,楊莊-桂李段除澇標(biāo)準(zhǔn)僅為3年一遇,防洪標(biāo)準(zhǔn)20年一遇,楊莊下游17 km處建有桂李閘和老王坡分洪道,由此分洪進(jìn)入老王坡滯洪區(qū);五溝營以下河道為無何防洪工程,擔(dān)負(fù)著承泄上游來水和區(qū)間來水的雙重任務(wù),小洪河近期治理工程完成后,除澇標(biāo)準(zhǔn)只有3年一遇,防洪標(biāo)準(zhǔn)只有10年一遇,稍遇大水河道極易漫溢,造成洪水泛濫及內(nèi)澇成災(zāi)。主河道經(jīng)過多次治理,排洪能力有所提高,但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足防洪的需要,目前,楊莊至桂李段保證流量為650m3/s;桂李至五溝營段保證流量為420m3/s;賀道橋站保證流量為450m3/s;廟灣站保證流量為645 m3/m;新蔡站保證流量為1060m3/s。
洪水預(yù)報(bào)是實(shí)現(xiàn)洪水科學(xué)調(diào)度的前提,在防洪減災(zāi)方面具有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。只有準(zhǔn)確及時的洪水預(yù)報(bào),才能有依據(jù)、有計(jì)劃、有目的進(jìn)行洪水調(diào)度。小洪河的洪水預(yù)報(bào)可分4個區(qū)間來進(jìn)行:石漫灘水庫以上;石漫灘至楊莊區(qū)間;楊莊至五溝營區(qū)間;五溝營至班臺區(qū)間。目前,前兩個區(qū)間已編有預(yù)報(bào)方案,但合格點(diǎn)據(jù)較少;后兩個區(qū)間還沒有編制預(yù)報(bào)方案,因此,洪水預(yù)報(bào)是這一流域亟待解決和完善的重要課題。
石漫灘以上洪水預(yù)報(bào)是石漫灘水庫汛期防洪調(diào)度的依據(jù),迅速準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)數(shù)據(jù),可以提高水庫的防洪能力,減少水庫上、下游洪澇災(zāi)害,增加水庫的經(jīng)濟(jì)效益。石漫灘至楊莊區(qū)間的洪水預(yù)報(bào)方案關(guān)系重大,它關(guān)系著是否啟用楊莊滯洪區(qū)和老王坡滯洪區(qū)。根據(jù)這兩個工程的設(shè)計(jì)要求及綜合經(jīng)濟(jì)效益分析,汛期兩滯洪區(qū)的運(yùn)用原則是:20年一遇以下洪水,首先啟用老王坡滯洪區(qū),當(dāng)老王坡滯洪區(qū)滿足不了防洪需要時,再啟用楊莊滯洪區(qū),楊莊至五溝營區(qū)間洪水預(yù)報(bào)是上游預(yù)報(bào)的補(bǔ)充,它所提供的預(yù)報(bào)數(shù)據(jù),為更有效地運(yùn)用水利工程提供了條件。尤其是老王坡滯洪區(qū),龍泉寺(或葉寨)等處是否分洪,則取決于老王坡滯洪量及區(qū)間洪水預(yù)報(bào)。五溝營至班臺站區(qū)間洪水預(yù)報(bào)對小洪河下游防洪安全至關(guān)重要,它可為上游水利工程蓄洪、滯洪提供依據(jù),為下游防洪抗災(zāi)搶得時間,從而更有效地提高小洪河的抗洪能力。
利用小洪河中上游3個水利工程聯(lián)合運(yùn)用,科學(xué)調(diào)度,不但能使小洪河在防洪標(biāo)準(zhǔn)以下安全度汛,而且對超標(biāo)準(zhǔn)洪水亦能起到削峰滯洪、減輕洪災(zāi)的作用,現(xiàn)以小洪河設(shè)計(jì)洪水(5年、10年、20年、50年一遇)為例加以說明。
5年一遇洪水,在水利工程及上游河道防洪標(biāo)準(zhǔn)以下。但對于下游河道,若沒有水利工程調(diào)節(jié),則達(dá)到防洪標(biāo)準(zhǔn);若有水利工程調(diào)節(jié),則低于防洪標(biāo)準(zhǔn)。因此,在進(jìn)行洪水調(diào)度時,應(yīng)以削減洪峰,確保下游河道安全、減少下游內(nèi)澇為目的。為了減輕滯洪損失和發(fā)揮水庫的防洪作用,提高水庫的經(jīng)濟(jì)效益,石漫灘水庫可全部攔蓄3d洪量,相機(jī)泄洪;根據(jù)目前楊莊滯洪區(qū)及老王坡滯洪區(qū)汛期運(yùn)用原則,楊莊以上3-20年一遇洪水,楊莊滯洪區(qū)閘門控泄650 m3/s,削減洪峰36%;這時桂李分洪量300 m3/s;下泄流量350 m3/s;至五溝營站,下泄流量控制在350m3/s,削減洪峰70%左右,可確保下游河道的安全,這樣,石漫灘水庫最大蓄洪量0.30億m3,楊莊滯洪區(qū)滯洪量0.52億m3,老王坡滯洪區(qū)最大滯洪量0.60億m3,均達(dá)不到設(shè)計(jì)水位。
10年一遇洪水,在水利工程及上游河道防洪標(biāo)準(zhǔn)以下。對于下游河道,若沒有水利工程調(diào)節(jié),則超過防洪標(biāo)準(zhǔn);若有水利工程調(diào)節(jié),剛好達(dá)到防洪標(biāo)準(zhǔn)。這時,在洪水調(diào)度時,也應(yīng)以削峰、錯峰,確保下游河道安全、減少下游內(nèi)澇為目的。若石漫灘水庫水位在汛限水位以下,可全部攔蓄洪水,但達(dá)到汛限水位時,限泄50~100 m3/s,達(dá)到設(shè)計(jì)水位時,限泄500 m3/s;楊莊滯洪區(qū)控泄650m3/s,削減洪峰60%,桂李分洪流量300m3/s,下泄流量350 m3/s,至五溝營站,下泄流量控制350 m3/s(待錯峰后,可加大滯洪區(qū)泄量),削減洪峰75%左右,這樣下游河道可安全泄洪。石漫灘水庫最大1d進(jìn)洪量0.35億m3,3d進(jìn)洪量0.43億m3;楊莊滯洪區(qū)最大滯洪量0.57億m3,老王坡滯洪區(qū)最大滯洪量約1.01億m3,均未達(dá)到設(shè)計(jì)水位。
20年一遇洪水,在水利工程防洪標(biāo)準(zhǔn)以下。達(dá)到上游河道防洪標(biāo)準(zhǔn),超過下游河道防洪標(biāo)準(zhǔn)。這時,在進(jìn)行洪水調(diào)度時,以削減下游洪峰、洪量、力保下游河道安全為目的。石漫灘水庫可攔蓄大部分洪水,當(dāng)達(dá)到防洪水位時,限泄500 m3/s,可削減洪峰80%以上;楊莊滯洪區(qū)控泄650m3/s(或視下游情況適當(dāng)限泄),削減洪峰70%左右,桂李分洪流量300 m3/s,下泄流量350m3/s,至五溝營站,下泄流量控制350 m3/s,削減洪峰70%左右。這樣,下游河道可安全泄洪,石漫灘水庫最大1d進(jìn)洪量0.45億m3,3 d進(jìn)洪量0.50億m3,楊莊滯洪區(qū)最大滯洪量0.99億m3/s,老王坡滯洪區(qū)最大滯洪量約1.39m3/s,均達(dá)不到設(shè)計(jì)水位。
50年一遇洪水,石漫灘水庫未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),滯洪區(qū)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),河道均超過防洪標(biāo)準(zhǔn)。這時,在防洪調(diào)度時應(yīng)確保工程安全,減少洪災(zāi)損失為目的。石漫灘水庫在防洪水位以下時,應(yīng)最大限度蓄洪,為下游洪水讓路,達(dá)到防洪水位時,限泄500 m3/s,楊莊滯洪區(qū)首先控制下泄流量650 m3/s(或視下游情況適當(dāng)限泄),達(dá)到設(shè)計(jì)水位時,最大滯洪量1.55億m3,并根據(jù)上游來水情況,做好分洪準(zhǔn)備。根據(jù)楊莊滯洪區(qū)下泄量,桂李首先分洪300 m3/s,下泄350 m3/s,五溝營站流量控制在350 m3/s。當(dāng)老王坡滯洪區(qū)達(dá)到設(shè)計(jì)水位57.50m時,應(yīng)關(guān)閉桂李分洪閘,同時,楊莊滯洪區(qū)限泄流量182m3/s,老王坡滯洪區(qū)限泄流量168m3/s,至五溝營站,下泄流量仍控制在350m3/s。若老王坡滯洪區(qū)水位繼續(xù)上漲,達(dá)到57.65 m,在龍泉寺附近扒開小洪河取直段向南分洪,若繼續(xù)上漲,在葉賽附近扒開小洪河老河道向南分洪。這樣,可最大限度地減輕下游洪澇災(zāi)害。
防洪調(diào)度時應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
5.1 洪水預(yù)報(bào)要及時準(zhǔn)確,并根據(jù)雨、水情變化情況做好實(shí)時預(yù)報(bào)。
5.2 若楊莊滯洪區(qū)下泄流量超過420 m3/s,應(yīng)做好啟用老王坡滯洪區(qū)的準(zhǔn)備。
5.3 受下游洪水頂托影響,洪水排泄不暢時,在工程許可情況下,應(yīng)加大上游蓄洪、滯洪量及其歷時。
5.4 根據(jù)工程設(shè)計(jì)情況和經(jīng)濟(jì)效益對比分析,20年一遇以下洪水,首先使用老王坡滯洪區(qū),楊莊滯洪區(qū)優(yōu)先放水,放水流量650m3/s。
5.5 在任何情況下確保防洪工程的安全。
5.6 在防洪工程受到超標(biāo)準(zhǔn)洪水威脅時,其泄洪流量不再考慮下游河道的安全。
5.7 洪水調(diào)度時,不能局限于水利工程汛期調(diào)度運(yùn)用原則,應(yīng)綜合各方面情況,精確計(jì)算,統(tǒng)籌規(guī)劃,科學(xué)調(diào)度,做到效益最大化。
根據(jù)小洪河流域現(xiàn)有水利工程狀況,利用準(zhǔn)確的洪水預(yù)報(bào)和科學(xué)的洪水調(diào)度等非工程措施,最大限度地減少洪澇災(zāi)害造成的損失,為該區(qū)域經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展及社會進(jìn)步提供可靠的保證。