□王洪震 □刘 艳 □李 珺(河南省驻马店水文水资源勘测局)
小洪河流域是河南省的重点防洪区域,多年来,这里洪涝频繁,灾难严重。据统计,从1951年到2010年的50年中,杨庄至班台区间累计成灾面积256.9万hm2,多年平均成灾面积5.1万hm2。随着石漫滩水库和杨庄滞洪区复建工程的竣工,较大程度提高了小洪河的抗洪能力。但由于这些防洪工程均在上游,加上老王坡滞洪区,控制流域面积为1553 km2,仅占全流域的37%;中下游是平原,河道狭窄且平缓,行洪能力很小。小洪河堤防标准偏低,除涝标准为3年一遇,防洪标准只有10年一遇,是河南省防洪标准最低的河道之一。在现有的水利工程的调节下,杨庄至五沟营防洪标准可提高到20年一遇。因此,小洪河流域的洪涝灾害问题仍然是阻碍该区域经济发展的首要问题。解决好这个问题,对保障人民生命财产安全、社会安定和促进该区域经济发展都具有十分重要的意义。
小洪河发源于伏牛山脉,干流流经舞阳、西平、上蔡、平舆、新蔡等五市县。于新蔡县班台同汝河交汇流入大洪河,全长265.6 km,流域面积4170 km2。其中,90%的流域面积位于驻马店市境内。流域内丘陵约占24%,平原区约占70%。总的地形是山区丘陵陡峭,平原区平缓,中间过渡地带较短,汇入干流的大小支流共163条,水系发达,支流纵横,是淮河上游主要的洪水发源地之一。
本流域气候属亚热带到暖温带过渡区,多年平均降雨量800~1000mm,年际变幅大,最大年降雨量为最小年降雨量的3倍左右,因受东南季风影响,年内分配不均,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。降水上时空分布不均,防洪上标准低,基础薄弱,致使这一地区洪涝灾害严重。
小洪河上游建有石漫滩水库,控制面积230 km2,水库总库容1.2亿m3,防洪库容0.518亿m3。中上游建有杨庄滞洪区和老王坡滞洪区,滞洪区设计水位分别为71.54 m、57.50 m,设计滞洪量分别为2.03亿m3、1.71亿m3。石漫滩以上属山丘区河流,洪水陡涨陡落,石漫滩至杨庄区间为丘陵性河流。两岸无堤防,小水时行于主河槽,大水时漫滩行洪,对洪水有一定的滞蓄能力。这一河流东西横穿杨庄滞洪区,杨庄以下进入平原区,两岸有堤防,河道弯曲,堤防标准偏低。目前,杨庄-桂李段除涝标准仅为3年一遇,防洪标准20年一遇,杨庄下游17 km处建有桂李闸和老王坡分洪道,由此分洪进入老王坡滞洪区;五沟营以下河道为无何防洪工程,担负着承泄上游来水和区间来水的双重任务,小洪河近期治理工程完成后,除涝标准只有3年一遇,防洪标准只有10年一遇,稍遇大水河道极易漫溢,造成洪水泛滥及内涝成灾。主河道经过多次治理,排洪能力有所提高,但远远不能满足防洪的需要,目前,杨庄至桂李段保证流量为650m3/s;桂李至五沟营段保证流量为420m3/s;贺道桥站保证流量为450m3/s;庙湾站保证流量为645 m3/m;新蔡站保证流量为1060m3/s。
洪水预报是实现洪水科学调度的前提,在防洪减灾方面具有显著的社会效益和经济效益。只有准确及时的洪水预报,才能有依据、有计划、有目的进行洪水调度。小洪河的洪水预报可分4个区间来进行:石漫滩水库以上;石漫滩至杨庄区间;杨庄至五沟营区间;五沟营至班台区间。目前,前两个区间已编有预报方案,但合格点据较少;后两个区间还没有编制预报方案,因此,洪水预报是这一流域亟待解决和完善的重要课题。
石漫滩以上洪水预报是石漫滩水库汛期防洪调度的依据,迅速准确的预报数据,可以提高水库的防洪能力,减少水库上、下游洪涝灾害,增加水库的经济效益。石漫滩至杨庄区间的洪水预报方案关系重大,它关系着是否启用杨庄滞洪区和老王坡滞洪区。根据这两个工程的设计要求及综合经济效益分析,汛期两滞洪区的运用原则是:20年一遇以下洪水,首先启用老王坡滞洪区,当老王坡滞洪区满足不了防洪需要时,再启用杨庄滞洪区,杨庄至五沟营区间洪水预报是上游预报的补充,它所提供的预报数据,为更有效地运用水利工程提供了条件。尤其是老王坡滞洪区,龙泉寺(或叶寨)等处是否分洪,则取决于老王坡滞洪量及区间洪水预报。五沟营至班台站区间洪水预报对小洪河下游防洪安全至关重要,它可为上游水利工程蓄洪、滞洪提供依据,为下游防洪抗灾抢得时间,从而更有效地提高小洪河的抗洪能力。
利用小洪河中上游3个水利工程联合运用,科学调度,不但能使小洪河在防洪标准以下安全度汛,而且对超标准洪水亦能起到削峰滞洪、减轻洪灾的作用,现以小洪河设计洪水(5年、10年、20年、50年一遇)为例加以说明。
5年一遇洪水,在水利工程及上游河道防洪标准以下。但对于下游河道,若没有水利工程调节,则达到防洪标准;若有水利工程调节,则低于防洪标准。因此,在进行洪水调度时,应以削减洪峰,确保下游河道安全、减少下游内涝为目的。为了减轻滞洪损失和发挥水库的防洪作用,提高水库的经济效益,石漫滩水库可全部拦蓄3d洪量,相机泄洪;根据目前杨庄滞洪区及老王坡滞洪区汛期运用原则,杨庄以上3-20年一遇洪水,杨庄滞洪区闸门控泄650 m3/s,削减洪峰36%;这时桂李分洪量300 m3/s;下泄流量350 m3/s;至五沟营站,下泄流量控制在350m3/s,削减洪峰70%左右,可确保下游河道的安全,这样,石漫滩水库最大蓄洪量0.30亿m3,杨庄滞洪区滞洪量0.52亿m3,老王坡滞洪区最大滞洪量0.60亿m3,均达不到设计水位。
10年一遇洪水,在水利工程及上游河道防洪标准以下。对于下游河道,若没有水利工程调节,则超过防洪标准;若有水利工程调节,刚好达到防洪标准。这时,在洪水调度时,也应以削峰、错峰,确保下游河道安全、减少下游内涝为目的。若石漫滩水库水位在汛限水位以下,可全部拦蓄洪水,但达到汛限水位时,限泄50~100 m3/s,达到设计水位时,限泄500 m3/s;杨庄滞洪区控泄650m3/s,削减洪峰60%,桂李分洪流量300m3/s,下泄流量350 m3/s,至五沟营站,下泄流量控制350 m3/s(待错峰后,可加大滞洪区泄量),削减洪峰75%左右,这样下游河道可安全泄洪。石漫滩水库最大1d进洪量0.35亿m3,3d进洪量0.43亿m3;杨庄滞洪区最大滞洪量0.57亿m3,老王坡滞洪区最大滞洪量约1.01亿m3,均未达到设计水位。
20年一遇洪水,在水利工程防洪标准以下。达到上游河道防洪标准,超过下游河道防洪标准。这时,在进行洪水调度时,以削减下游洪峰、洪量、力保下游河道安全为目的。石漫滩水库可拦蓄大部分洪水,当达到防洪水位时,限泄500 m3/s,可削减洪峰80%以上;杨庄滞洪区控泄650m3/s(或视下游情况适当限泄),削减洪峰70%左右,桂李分洪流量300 m3/s,下泄流量350m3/s,至五沟营站,下泄流量控制350 m3/s,削减洪峰70%左右。这样,下游河道可安全泄洪,石漫滩水库最大1d进洪量0.45亿m3,3 d进洪量0.50亿m3,杨庄滞洪区最大滞洪量0.99亿m3/s,老王坡滞洪区最大滞洪量约1.39m3/s,均达不到设计水位。
50年一遇洪水,石漫滩水库未达到设计标准,滞洪区达到设计标准,河道均超过防洪标准。这时,在防洪调度时应确保工程安全,减少洪灾损失为目的。石漫滩水库在防洪水位以下时,应最大限度蓄洪,为下游洪水让路,达到防洪水位时,限泄500 m3/s,杨庄滞洪区首先控制下泄流量650 m3/s(或视下游情况适当限泄),达到设计水位时,最大滞洪量1.55亿m3,并根据上游来水情况,做好分洪准备。根据杨庄滞洪区下泄量,桂李首先分洪300 m3/s,下泄350 m3/s,五沟营站流量控制在350 m3/s。当老王坡滞洪区达到设计水位57.50m时,应关闭桂李分洪闸,同时,杨庄滞洪区限泄流量182m3/s,老王坡滞洪区限泄流量168m3/s,至五沟营站,下泄流量仍控制在350m3/s。若老王坡滞洪区水位继续上涨,达到57.65 m,在龙泉寺附近扒开小洪河取直段向南分洪,若继续上涨,在叶赛附近扒开小洪河老河道向南分洪。这样,可最大限度地减轻下游洪涝灾害。
防洪调度时应注意以下几点:
5.1 洪水预报要及时准确,并根据雨、水情变化情况做好实时预报。
5.2 若杨庄滞洪区下泄流量超过420 m3/s,应做好启用老王坡滞洪区的准备。
5.3 受下游洪水顶托影响,洪水排泄不畅时,在工程许可情况下,应加大上游蓄洪、滞洪量及其历时。
5.4 根据工程设计情况和经济效益对比分析,20年一遇以下洪水,首先使用老王坡滞洪区,杨庄滞洪区优先放水,放水流量650m3/s。
5.5 在任何情况下确保防洪工程的安全。
5.6 在防洪工程受到超标准洪水威胁时,其泄洪流量不再考虑下游河道的安全。
5.7 洪水调度时,不能局限于水利工程汛期调度运用原则,应综合各方面情况,精确计算,统筹规划,科学调度,做到效益最大化。
根据小洪河流域现有水利工程状况,利用准确的洪水预报和科学的洪水调度等非工程措施,最大限度地减少洪涝灾害造成的损失,为该区域经济快速发展及社会进步提供可靠的保证。