蒲河超标洪水分区风险分析及调度方案研究

冯雪明

(辽宁省水利水电科学研究院有限责任公司，辽宁 沈阳 110003)

1 流域洪水特性

1.1 流域概况

蒲河是流经沈阳市境内的一条中型河流，为浑河右岸主要支流，发源于铁岭县横道河子乡想儿山，从东北流向西南。经棋盘山水库，穿长大、沈山两条铁路，流经浑南区、沈北新区、于洪区、新民市、辽中区，于辽中区肖寨门镇大坨子村黑鱼沟屯入浑河。全长205km，流域面积2377.5km2，沈阳市境内河长182.97km。蒲河流域总的地势为东北高、西南低。

1.2 暴雨洪水特性

蒲河地区发生大暴雨的天气系统，根据其发生的频次顺序为华北气旋、低压冷锋、台风、高空槽等。蒲河暴雨多发生在7—8月份，一次降雨过程为3d左右，主要雨量集中在24h。洪水由暴雨形成，洪水发生时间较为集中，主要洪量集中在3d。蒲河属于平原型河流，水流较缓慢，大河泡至蒲河口83.3km，传播时间为36h。浑河和蒲河洪水洪峰不遭遇。

1.3 设计洪水

各控制站设计洪水成果见表1。

表1 各控制地点设计洪水成果表 单位：m3/s

2 防洪体系

2.1 水库工程

棋盘山水库位于蒲河上游，是一座以防洪为主，兼顾旅游、养殖等综合利用的、多年调节的中型水库。水库集雨面积133km2，总库容0.5965亿m3，按百年一遇洪水设计、千年一遇洪水校核。设计洪水位97.48m，校核洪水位100.01m，正常高水位(防洪限制水位)94.5m。

棋盘山水库现行调度运行原则：汛期，当库水位低于94.5m时，输水洞不泄洪；库水位超过94.5m时，输水洞开闸泄洪，来多少，泄多少；当库水位达到100m时，非常溢洪道泄洪。水库洪水调节计算成果见表2。

表2 棋盘山水库设计洪水调节计算成果表

2.2 堤防工程

蒲河沈阳城市段防洪标准50年一遇，农村段

表3 蒲河堤防基本情况表

防洪标准20年一遇。堤防情况见表3。

2.3 河道整治工程

蒲河沈阳市境内共有险工险段28处，其中存在较严重安全隐患险工险段6处；主要跨河桥梁48座；主要穿堤工程有132项；穿堤道口有97处。

2.4 主要控制站

蒲河上现有2个水文站，由上至下分别为棋盘山水库站、大河泡站，控制流域面积分别为133、1305km2；现有雨量站10个。主要水文站资料情况见表4。

表4 主要控制站设计洪水成果表 单位m3/s

2.5 防洪薄弱环节

(1)堤防欠高欠宽段：主要包括沈山铁路桥至于洪新民界、新民市全线；较严重位置主要包括新民望海堡、乌牛堡子村、南山里村等。

(2)险工险段：新民市、辽中区河段堤防迎水坡、背水坡有较多鱼塘分布，且多临近堤脚，最小距离在1m以内，多处堤脚掏空，形成堤防险段，严重威胁堤防结构安全。辽中段河道弯道较多，河水兑岸严重，威胁堤防安全。

(3)砂堤砂基段：现有砂基砂堤总长约22.04km，其中左岸长约18.08km，包括潘家岗村(辽中)、四法线蒲河桥-小浑河口(新民)段；右岸长约3.96km，包括细河沿村上游段(辽中)、四法线蒲河桥-偏堡子(新民)、南山里村段(新民)。

(4)无堤段不达标村屯：无堤段不达标村屯主要包括棋盘山水库上游古砬子村、东四家子村。

3 超标洪水风险分析

3.1 防洪分区

蒲河棋盘山水库上游为低山区，棋盘山-平罗堡为丘陵区，平罗堡以下为平原区。根据蒲河不同地区洪水特点、经济社会发展状况以及洪水可能对经济社会造成的冲击和影响，充分考虑现有地形中防洪工程、高速公路、铁路等挡水建筑物分布，结合已有风险图成果，将蒲河划分为5个防洪分区，如图2所示，对应洪水标准参见表5。

(1)棋盘山水库以上河段：本河段两岸均无堤防，防洪标准为20年一遇。

(2)棋盘山水库至沈于线河段：本分区属于无堤段，防洪标准50年一遇。

(3)沈于线至秦沈客运专线河段：本分区左右岸均有堤防，防洪标准20年一遇。

(4)秦沈客运专线至辽中环线高速公路段：本分区属于辽中区城区段，左右岸均有堤防，防洪标准50年一遇。

(5)辽中环线高速公路至河口段：本分区属于辽中区农村段，两岸均有堤防，防洪标准为20年一遇。

3.2 洪水影响分析

采用高于设计防洪标准一个量级的流量作为各分区超标洪水流量，见表5，应用ArcGIS软件，绘制蒲河全河段超标洪水风险示意图，如图1所示，并进行超标洪水影响分析可得：蒲河超标洪水淹没面积约1093.26km2，影响沿河浑南区、于洪区、新民市及辽中区的24个乡镇、222个行政村(社区)。

4 超标洪水调度方案

4.1 防御洪水原则

根据蒲河5个分区的防洪标准和防洪能力差异，确定重点保护目标和总体调度原则如下：

蒲河有堤防河段均已达到设计防洪标准，农村段20年一遇，城市段50年一遇。堤防建成后尚未经受大洪水考验，两岸人口密集，防御洪水时应重视堤防巡查；发生超标洪水时，溃堤洪水淹没影响范围大，应做好抢险及人员转移安排。

蒲河无堤段地势较高，发生超标准洪水时，应注重区域巡守，以防为主。

表5 各分区对应超标洪水表

4.2 水库防洪调度

蒲河发生超标准洪水时，在确保棋盘山水库安全的前提下，水库调度时应参考蒲河实测洪峰流量情况，综合考虑水库上游来水和下游防洪安全，优化水库调度运行方案，尽量减轻对下游蒲河沿岸的洪水灾害，合理利用水库蓄水，与下游河道错峰，为下游淹没区转移安置争取时间。具体调度方案：当大河泡水文站实测洪峰超过451m3/s(P=5%)时，保证水库输水洞泄洪与下游河道汇流在到达大河泡水文站时流量不超过451m3/s(P=5%)；当大河泡水文站实测洪峰超过599m3/s(P=2%)时，保证水库输水洞泄洪与下游河道汇流在到达大河泡水文站时流量不超过599m3/s(P=2%)，见表6。

4.3 水闸调度

当大河泡水文站流量超过451m3/s(P=5%)，蒲河沿线橡胶坝均需塌坝运行，拦河闸及节制闸闸门均需全开泄洪，两岸穿堤洞口必须及时封闭，同时关闭防洪闸和分水闸。

4.4 不同防洪分区洪水防御要求

4.4.1有堤段

根据蒲河5个防洪分区情况不同，下游3个分区为有堤段，即沈于线至秦沈客运专线段、辽中环线高速公路至河口段、秦沈客运专线至辽中环线高速公路段。具体洪水防御要求如下：

当大河泡水文站流量尚未达到各分区对应设计流量时，有关各级防汛抗旱指挥部应加强24h值班，密切关注流域内报汛站水雨情变化。

当大河泡水文站流量超过各分区对应设计流量时，要根据气象和水文预报，安排重点区域的抢险工作，及时转移危险地区群众，尽最大可能减轻灾害损失。

当大河泡水文站流量超过各分区对应超标准量级时，要根据气象和水文预报，迅速转移超标洪水淹没区域群众，确保无人员伤亡，努力降低损失。

表6 蒲河洪水风险等级对应堤防抢险方案表

4.4.2无堤防河段洪水防御

棋盘山水库以上河段、棋盘山水库至沈于线河段两分区均为无堤防，防御要求如下：

(1)棋盘山水库以上河段

当预报棋盘山站洪峰流量超过609m3/s(P=5%)时，浑南区河段应及时向临河四家子村、古砬子村的村民发出通知，做好避洪转移准备；当预报棋盘山站洪峰流量超过707m3/s(P=2%)时，沿河村民应立即向村中心部位转移，防止人员伤亡。

(2)棋盘山水库至沈于线河段

本防洪分区由上至下分别经过浑南区、沈北新区、于洪区，其中浑南区与于洪区防洪标准20年一遇，沈北新区防洪标准50年一遇。根据100年一遇超标洪水淹没范围，浑南区、沈北新区河段洪水均在河道内行洪，未对两岸造成威胁。当预报大河泡水文站洪峰流量超过599m3/s(P=2%)时，密切关注流域内报汛站水雨情变化，应注意巡查，安排重点区域的抢险工作，提前通知居民做好避洪转移准备。

5 结论

通过划定蒲河超标洪水分区，能够将同质区域归类，归一化分析同分区超标洪水特征，借助制图软件，分析画定各分区超标洪水淹没范围，统一制定各分区洪水调度方案，为地区超标洪水预警预报提供参照，并为区域人员转移提供依据，对流域防洪工作具有指导意义。