南灣水庫2020年暴雨洪水調度分析

劉力強

(信陽市南灣水庫管理局，河南 信陽 464031)

1 概況

南灣水庫于1955年建成，位于河南省信陽市淮河一級支流浉河上，控制流域面積1 100 km2，是一座以防洪、灌溉、城市供水為主，兼顧發電、水產養殖、旅游、航運等綜合利用的大(1)型水利樞紐工程。南灣水庫處于淮河南岸的大別山區，屬南北氣候過度地帶，年均降雨量1 160 mm，暴雨洪水多集中在6～8月，水庫防洪標準為萬年一遇校核，總庫容13.55億m3。流域內設有南灣、董家河、浉河港、大廟畈、西雙河、譚家河、新店7個雨量遙測站。

2 降雨過程及特點

2.1 降雨過程

2020年6～7月，隨著副熱帶高壓的南北擺動，中國主雨帶也隨之南北擺動，河南南部和安徽等地出現大范圍強降水，淮河發生了流域性大洪水，淮河干流部分河段超警戒水位，位于淮河上游的信陽市經歷了7次較大降雨過程，發生了區域性大洪水。

2020年6月7日，南灣水庫流域出現入汛以來第一場強降雨，降雨量187 mm，隨后庫區出現連續強降雨過程。6-7月，流域內的7個雨量遙測站降雨量777～990 mm，累計面雨量達899 mm，見表1所示，實為罕見。流域平均1 d(6月27日)最大降雨164 mm，最大3 d(7月16-19日)降雨量為208 mm；最大7 d(7月11-18日)降雨量為269 mm。

表1 各雨量站降雨統計表(mm)

2.2 降雨特點

①場次多，持續時間長。6、7月份共有7場強降雨過程，各場降雨過程持續天數在2-11 d，6-7月降雨天數多達44 d，為建庫以來歷年同期降雨天數第2位。

②降雨總量大。6-7月累計降雨量899 mm，僅次于歷史同期最大值1956年的982 mm，為建庫以來歷年同期均值386 mm的233%,相當于常年全年降雨量的77%；單站最大雨量達到990 mm(譚家河站)，見表2所示。

表2 典型年6-7月累計降雨量統計表

3 洪水過程及特點

3.1 洪水過程

降雨入庫洪水分二個階段，第一階段為2020年6月7-27日，在6月7日以前，南灣水庫上游山區處于干旱狀態，小水庫及塘堰多數干涸，第一階段的2場降雨，主要為下滲和補充小水庫及塘堰,入庫水量較少，庫水位緩慢上漲，由降雨初期的95.75 m，上漲至96.73 m，漲幅0.98 m。第二階段為6月27日至7月31日，此時，庫區小水庫及塘堰蓄滿，土壤逐步達到飽和狀態，入庫流量迅速增大，水位上漲加快，7月27日上漲至最高水位103.41 m，距汛限水位僅0.09 m，漲幅達6.68 m，隨后因水電站泄流庫水位逐漸回落；6月28日形成了今年最大入庫洪峰2 700 m3/s，6-7月總進庫水量4.97億m3。

3.2 洪水特點

①洪水場次多，并相互疊加。由于7場降雨過程間隔時間短，形成相鄰2場洪水相互疊加。如：7月10-12日的第4場降雨，最大入庫洪峰為450 m3/s(12日17時)，14日9時第5場降雨開始時，入庫流量減至83 m3/s，此時，第5場降雨洪水已開始入庫，形成2場洪水相互疊加，入庫流量持續不斷。②洪水總量大。6-7月累計入庫洪水4.97億m3，為歷年同期均值1.55億m3的320%，并超過了常年全年來水量(4.60億m3)。③連續出現較大洪峰流量。2020年6、7月暴雨洪水過程，有3場洪水入庫洪峰超過了下游河道安全泄量(800 m3/s)，見表3所示，較為罕見。

表3 >1 000 m3/s入庫洪峰統計表

4 暴雨洪水比較分析

采用降雨量較大的1996、2007年與2020年的6、7月份進行比較，見表4所示。

從表4可以看出，2020年的6-7月降雨量均比1996、2007年同期降雨量都大，而入庫洪水總量比2007年小，比1996年大。

表4 典型年6-7月降雨入庫洪水要素對比表

5 洪水調度分析

5.1 調度過程分析

南灣水庫防辦利用水雨情自動測報系統對暴雨洪水進行實時監測、預報。7月17日8時洪水預報結果顯示18日22時庫水位將達到102.44 m,低于汛限水位1.06 m(汛限水位103.50 m)，氣象部門預報未來幾天信陽市仍有強降雨過程，經綜合分析研判，決定采用水電站小流量預泄洪水的調度方案調節庫水位，為后期攔蓄洪水騰出防洪庫容。7月17日水電站開機泄流34 m3/s，7月28日庫水位漲至最高水位103.41 m，低于汛限水位0.09 m，隨后逐步回落，8月13日庫水位降至103.00 m以下，累計泄洪6 000萬m3。

如果不采取提前小流量預泄洪水的調度方案，最高庫水位將達到104.16 m,超汛限水位0.66 m,根據《南灣水庫汛期調度運用計劃》，水庫應開啟溢洪道泄洪閘控泄400 m3/s，將對下游信陽市城區及淮河干流防洪造成不利影響。

5.2 防洪效益分析

南灣水庫防洪保護對象主要為信陽市城區和下游4.33×104hm2農田，以及鐵路、公路等重要基礎設施。水庫下游的浉河從信陽市主城區穿過，浉河信陽城區段安全泄量為800 m3/s。6-7月南灣水庫攔蓄超浉河安全泄量洪水有3場，其中：6月27日至7月2日強降雨過程產生的最大入庫洪峰2 700 m3/s，水庫未泄洪，消減洪峰100%；7月10-18日強降雨過程，最大入庫洪峰1 530 m3/s，水庫下泄流量34 m3/s，消減洪峰98%，共產生防洪減災效益12億元。

6 結論

2020年6-7月份淮河流域暴雨范圍大、場次多、持續時間長，給防汛帶來很大壓力。南灣水庫管理局利用水雨情自動測報系統對庫區降雨、洪水進行實時監測預報，并結合氣象預報科學研判汛情及合理調度洪水，在連續歷經三場大洪水中消減洪峰流量達到98%以上，從而減輕了洪水對下游防洪的壓力，發揮了南灣水庫防洪減災的巨大效益，對同類水庫的安全運行及防洪調度具有參考價值。