河口村水库“2021·7”洪水调度实践

王晓

（河南省河口村水库管理局，河南 济源 459000）

0 引言

2021 年进入主汛期以来，受太平洋副热带高压和暖湿气流北移影响，黄河中游降雨频繁，其中三门峡至花园口区间降水量与往年同期相比偏多近一成。7月以来，河口村水库控制流域范围内出现特大暴雨，入库最大流量高达4 510 m3/s，为建库以来最大值。“2021·7”洪水，河口村水库通过多渠道获取雨水情信息，及时分析研判，为上级部门精准调度提供了参考依据，也为后期防汛度汛提供了宝贵经验。

1 工程概况

河口村水库位于河南省济源市克井镇境内，坝址坐落于沁河出山口附近。水库总库容3.17亿m3，控制流域面积9 223 km2，占沁河流域面积68.20%，以防洪、供水为主。水库建成后，提高了沁河下游防洪标准，保证了南水北调中线穿沁工程防洪安全，五库联调（指河口村水库与小浪底、三门峡、陆浑、故县水库5 库联合运用）可削减黄河花园口洪峰流量，为完善黄河下游防洪工程体系、改善沁河下游生态环境发挥积极的作用。

河口村水库前期工程于2008 年5 月开工，主体工程于2011 年4 月底开工，2016 年12 月全部完工，2017 年10 月通过竣工验收。主要建筑物有混凝土面板堆石坝、泄洪洞、溢洪道及电站等，设计洪水标准为500年一遇，校核洪水标准为2000年一遇。

水库库区属副热带季风区，据流域内1971-2000年雨量站资料统计，流域内暴雨主要集中在7-8 月，多年平均降雨量为600.30 mm，年均气温14.30 ℃，年均蒸发量为1 611 mm（E601蒸发皿）。受峡谷型地貌影响，水库两岸高山绝壁，库区降水曲线多呈单峰型或呈双峰型，主峰段洪量集中，一旦遭遇强降水，极易形成洪水过程，且洪水多为陡涨陡落型。通过分析，沁河流域洪水多来源于山西润城至济源五龙口区间，由短时强降雨或连降暴雨形成，洪水集中洪量大。

2 运用调度情况

2021年河口村水库防洪调度由黄河水利委员会负责。根据水库汛期调度运用计划，7月1日至8月31日为前汛期，限制水位238 m，8 月21 日起可向后汛期汛限水位过渡；9 月1 日至10月31日为后汛期，限制水位275 m。

7月10日至11日、7月19日至23日期间，水库上游普降大到暴雨、局部特大暴雨，水库遭受了两轮强降雨，见图1。为减轻下游河道防洪压力，保证下游济源、焦作等地人民群众生命财产安全和南水北调穿沁工程供水安全，充分发挥工程防洪作用，河口村水库严格执行防汛调度指令，错峰泄洪，有效拦洪削峰。

2.1 第一轮调度（7月11日至7月14日）

7 月10 日至11 日河口村水库上游山西泽州、阳城等区域普降大到暴雨、局部特大暴雨，其中山西窑头11 日降雨量达289.50 mm，沁河发生特大洪水。据观测统计，库水位最快10分钟上涨近1 m，经后期分析验证，当日最大洪峰流量达4 510 m3/s，见图2。

图2 7月8日-16日反推入库示意图

11日13时，库水位233.11 m，拴驴泉断面出现第一次入库洪峰，水库水位上涨迅速；16时，库水位241.78 m，根据黄河防总调度指令，水库按300 m3/s开始泄洪。

12日4时，库水位247.03 m，出入库达到平衡，水位停止上涨。

14日4时，库水位237.72 m，降至汛限水位以下，根据黄河防总调度指令，水库停止泄洪，转入正常运行。

此次调度，水库历时泄洪60 h，共泄洪6 480万m3。停止泄洪后，库水位受入库流量影响仍小幅度上涨，水库水电站4台机组全负荷发电泄水，库水位至汛限水位后上下略微浮动，最终降至汛限水位以下。截至7月16日18时，水电站泄水420万m3，河口村水库共泄洪6 900万m3。

2.2 第二轮调度（7月20日至8月11日）

7月19日至22日，水库上游再次突降大到暴雨，局部特大暴雨，流域平均日降雨量181.50 mm，其中山西洞底日降雨量达443 mm，库水位自19日7时（237.98 m）起迅速上涨，见图3。

图3 7月17日-8月11日反推入库示意图

20 日14 时，库水位248.93 m，超汛限水位11 m，根据黄河防总调度指令水库按280 m3/s开闸泄洪。

21 日2 时，库水位252.75 m，入库流量1 990 m3/s；6 时，库水位上涨至255.49 m，超汛限水位17.49 m，黄河防总通知水库按500 m3/s的调度指令泄洪；20时，库水位257.88 m，出入库流量基本平衡。

22日14时，库水位256.04 m，入库流量逐渐减小，根据调度指令水库按280 m3/s泄洪。至18时，库水位256.31 m，入库流量持续迅速增加，根据调度指令水库调整下泄流量为500 m3/s。

23 日7 时，水位涨至262.09 m（此次蓄水最高水位），接调度指令水库按800 m3/s泄洪。

24日11时，库水位261.86 m，根据黄河防总调度指令水库按900 m3/s泄洪。

25日14时，库水位240.65 m，根据调度指令，水库按500 m3/s下泄，待库水位降至238 m按控制库水位不超过238 m运行。

7月26日至8月20日，河口村水库适时调整库水位不超过238 m，水库进入正常备汛。截至8月2日18时，水库共开闸泄洪17次，拦蓄洪水4.33亿m3，分时段错峰泄洪4.15亿m3。

3 水情信息获取方式

3.1 水库水位

济源水文局在河口村水库设水文站，对水库大坝水位、库容等进行监测，汛期水文讯息半小时一发报，紧急情况下10分钟一发报；水库右坝肩设水尺，当出现特殊情况时，采取人工观测实时报送；大坝水位线安装高清摄像头，可24 h直观观测。

3.2 入库断面流量

与黄河水文局签订合作协议，将山里泉断面（即入库断面）水位、流量适时同步至河南省水文水资源局和河口村水库防汛信息系统。

3.3 水库上、下游水情信息

委托济源水文局，在水库上游山西境内设置28 个自动雨量观测站，可通过防汛信息系统同步查看各站降雨量；同上游张峰水库、下游黄委五龙口水文站均建有水情信息互通渠道。

3.4 特殊情况

“7·11”“7·20”洪峰过后，因洪水突然来袭且来势凶猛，水情信息交换系统出现短暂瘫痪，水库管理局迅速启动应急预案，通过水位上涨情况反推出大致的入库流量、水量等水情信息，分析洪水上涨趋势，及时向水库防汛抗旱指挥部提出防汛建议，为水库安全度汛决策提供及时的参考依据，河口村水库经受住了两次较大洪水考验。

反推公式：

式中：Wt1 为t1 时刻水库蓄水量（m3）；Wt2 为t2 时刻水库蓄水量（m3）；△Wt为t2与t1时段对应水库蓄水量差值（m3），即△Wt=Wt2-Wt1；△t为t2与t1间时段差值（s），即△t=t2-t1；q为出库流量（m3/s）；Q为反推入库流量（m3/s），即库容差除以时间差值加出库流量。

例如：某日8时（t1），库水位为246.76 m，根据《河口村水库水位与蓄水量对应关系表》查找到对应库容为11 518 万m3（Wt1）；当日9 时（t2），库水位为246.65 m，对应库容为11 478万m3（Wt2）；根据黄委调度指令，该时段泄洪300 m3/s（q）。经计算即可推断该时段间入库流量约为188.89 m3/s。

4 结语

“7·11”“7·20”两次洪水过程，降雨时段短、雨量大、洪水产流时间短，来势迅猛，在黄委会精准调度下，在省水利厅的科学管理下，河口村水库工程防洪作用明显。最大洪峰由4 510 m3/s消减至300 m3/s，削峰率达93%。水库坝址下游河道淹没范围，涉及河南省济源市的五龙口镇、梨林镇，以及焦作市下辖的沁阳市、温县、博爱县、武陟县等部分乡镇，涉及面积约211 640 hm2，人口约237.60万人，耕地约10.30 hm2。两次洪水，河口村水库通过拦洪削峰、错峰泄洪，下游没有发生大的受灾现象和人员溺亡事件，极大地减轻了沁河下游防洪压力，确保了南水北调中线工程供水安全，保证了人民群众生命财产安全，发挥了巨大的社会效益和经济效益。

同时，作为建库后首次经历的特大暴雨洪水，对于河口村水库来说蕴含着挑战与突破、磨砺与收获，党员先锋队、青年突击队始终冲锋在前，战斗在抗洪战灾第一线，以认真负责的工作态度和积极饱满的工作热情迎接挑战，不仅很好地完成了“2021·7”防汛任务，也为后期8月、9月持续洪水，10月最强秋汛的防汛度汛工作积累了宝贵的实战经验。