王 君,陈香朋
(安徽省水利水电勘测设计院,安徽 合肥 230088)
2018年8月15—18日,台风“温比亚”致安徽省中北部普降大暴雨,局部特大暴雨,暴雨中心宿州市萧县永堌站最大24h雨量440mm,重现期百年一遇。永堌水库最高水位达55.77m(1956年黄海高程系,下同),超过校核洪水位(55.64m)0.13m,对大坝安全构成极大威胁,水库下游发生重大灾情。通过实地查看、现场访谈及查阅相关资料,结合暴雨分析和调洪演算,重点探讨永堌水库发生重大险情与灾情的原因并总结教训。
永堌水库位于萧县永堌镇境内(坝下约300m处即为永堌镇区),坝址控制流域面积15.2km2,总库容442万m3,是一座以灌溉为主,兼有防洪、供水等综合效益的小(1)型山丘水库,正常蓄水位53.2m,设计洪水标准为50年一遇,设计洪水位为54.76m,校核洪水标准为1000年一遇,校核洪水位为55.64m。
受台风“温比亚”影响,宿州市8月16日开始降小到中雨,17日普降大到暴雨,18日普降大暴雨,部分地区特大暴雨。17—18日,宿州市区域累计平均降雨237mm。宿州市共有8个站降雨大于400mm,笼罩面积493km2;有40个站降雨大于300mm,笼罩面积2570km2。有120个站降雨大于200mm,笼罩面积6980km2;有156个站降雨大于100mm,笼罩面积8020km2。
本次台风暴雨期短历时降雨强度大,经对有较长实测资料序列的站点进行统计分析,此次暴雨排历史第一位,重现期超百年一遇。永堌水库是本次强降水的暴雨中心,15—18日累计雨量高达478mm,最大24h雨量高达440mm,为本轮降水区域的最高值,重现期达百年一遇。
台风“温比亚”对永堌水库的影响主要是17—18日降水,水库水位从18日2时51.85m起涨,18日8时后,降水间歇,9时后水库涨势趋缓,18日17时降水再度加强,水库水位快速上涨,18时36分水位54.78m,超设计洪水位0.02m,至20时水位涨到54.89m后开始小幅回落,19日0时起,强降水再度覆盖,水位在高位继续上涨,2时水位55.67m,超校核洪水位0.03m,至2时18分涨到最高水位55.77m,超过校核洪水位(55.64m)0.13m。
百年一遇的暴雨降水为何形成超校核洪水位的库水位?经查勘,在水库开敞式溢洪道上有一条公路,路面高程53.9m,高于溢洪道设计堰顶高程0.7m。为复核评估其阻水影响,分别以实际和设计工况进行对比分析。
表1 水库原设计与“2018.8.18”洪水还原成果对比表
按照水库实测水位,以公路路面53.9m作为宽顶堰堰顶高程,对水库入、出库过程进行实况还原计算,得出最大入库流量348m3/s,最大出库流量203m3/s,对照水库除险加固工程初步设计成果,最大入库流量重现期略超百年一遇。
按照入库流量过程还原计算成果,在设计工况下,即以溢洪道原设计堰顶高程53.2m进行调洪演算,得出最大出库流量227m3/s,重现期略超百年一遇,最高水位55.05m,超50年一遇设计洪水位0.29m,低于原设计1000年一遇校核洪水位(55.64m),水位重现期为略超百年一遇。即若无公路阻水,水库最高水位比实际最高水位低0.72m。水库原设计与“2018.8.18”洪水还原成果对比详见表1。
水库溢洪道下游公路路面高于溢洪道设计堰顶高程0.7m,致使水库滞洪库容由设计的172万m3降低到实际滞洪库容124万m3,减少近28%,是导致百年一遇暴雨洪水出现超千年一遇水位的原因。水库特征参数详见表2。水库实际水位与无路面阻水水位过程线如图1所示,水库入库、出库及无阻水出库流量过程线如图2所示。
表2 水库特征参数表
图1 水库实际水位与无路面阻水水位过程线
图2 水库入库、出库及无阻水出库流量过程线
经对水库下游遭受洪灾的永堌村落百姓走访得知,18日18时起,胜利桥面开始漫水,19日0时后水位上涨快,特别是2时左右是洪水威胁最剧烈的时间。经洪痕勘查,胜利桥桥涵过流面积仅7.85m2,过流面积狭小,桥体占用过流面积达60%,阻水严重,洪水期间桥面溢流水深达0.8m。由于桥梁阻水、水位被逼高,水流
图3 水库下游区位关系图
在河道转弯处(洪水顶冲段)分流,洪水进入村庄,导致下游村镇人员伤亡和财产损失,死亡2人,房屋倒塌百余间。水库下游区位关系如图3所示。
(1)水库管理部门和交通、城建等部门沟通不足,对泄洪设施、下游行洪通道管理维护不到位,违章建筑严重影响泄洪,降低了水库和河道的防洪标准。
(2)水库管理人员思想麻痹,永堌水库为多年调节水库,中小洪水年溢洪道不溢洪,导致防大洪水的安全意识不足。
(3)水库管理部门对沿河居民进行防洪安全宣传教育不够。
(1)大坝主管部门应尽快开展水库大坝安全鉴定工作,确保度汛安全。
(2)尽快对溢洪道下游河道实施清障整治,确保溢洪道泄洪通畅,并相应提高沿河村镇的防洪能力。
(3)建立库区防洪预警、大坝安全监测及管理区监控等系统,提高预报和监测的精准度,以提升水库管理手段。