李 昊,吴铁均
(湖北省十堰市水文水资源勘测局,湖北 十堰 442000)
泗河是穿越十堰东南部城区汇入丹江库区的一条重要的城市河流,发源于房县土城镇柳树垭,流经十堰市茅箭区、十堰经济开发区、丹江口市六里坪镇、郧阳区青山镇等人口密集经济重镇,后汇入丹江口水库。泗河干流全长67.0 km,集水面积469 km2,流域平均海拔553 m,河道坡度6.8‰,河流弯曲系数2.0,河网密度0.5 km/km2,主要支流为马家河为茅塔河。
泗河流域属北亚热带季风气候,多年平均降水量864 mm,年最大降水量1282.6 mm(1975 年),年最小降水量545.8 mm,24 小时最大降水量279 mm(2012.8.6)。
泗河流域实测最大洪峰流量是上游小川实测洪峰流量490 m3/s(1975年8月9日,小川水文站实测)。
泗河流域洪水由降雨产生,洪水与暴雨在时空分布上基本一致,每年5月~10 月为汛期,其中7 月~9 月为主汛期,年最大洪水多发生在7月~9月份的主汛期,机率约为87%。属山区性河流,坡陡流急,河流调蓄能力小,洪水具有峰高、量大,来得快,退得快,声势猛,破坏力大的特点。洪水过程以单峰为主,具有陡涨陡落的山溪性河流的洪水特点。城区段洪水主要受上游马家河水库和茅塔河水库调节影响,汛期主流较稳定。
茅箭区泗河流域主要调洪能力为两座中型水库,分别是马家河水库和茅塔河水库。防洪情况见表1。
表1 马家河水库和茅塔河水库防洪情况
泗河流域作为全国第一批流域水环境综合治理与可持续发展试点流域之一,自2019 年连续投入20.9 亿元,通过采用清淤疏浚、畅通流道、筑坝蓄水、绿化河滩湿地,生态护岸等一系列措施综合治理,不仅满足了行洪需要,同时有效净化了水质,而且大大改善了沿岸居民的生活环境,河道综合治理实现了“水清、河畅、岸绿、景美”的总体目标,实现了生态效益和景观功能的完美融合。
防洪标准按50 年一遇设计,100 年一遇校核。
针对季节性雨源河流的特点,充分结合地形条件,顺应河流自然走向,河道蜿蜒曲折采用多种复式断面。以两级斜坡两级平台典型复式断面为例:常年水位落在15 m宽,2 m高的“河中河”内;10 年、20年一遇的洪水落在二级河床内;只有50 年、100 年 一遇的洪水落在第一级河床内。
设置有机驳岸,以草坡入水,卵石护底。
泗河流域连续出现了“75.8”“77.8”“82.7”“83.10”“12.8”等五次洪水,以“82.7”洪水造成的损失最大。
马家河水库、茅塔河水库为中型水库,削峰能力十分有限。见表2。
表2 马家河口、茅塔河口天然、调洪后设计洪峰流量比较表单位:m3/s
经过历次河道治理工程,泗河流域城区段主要分为三段,为马家河段(主城区武当路街办段防洪能力为20 年一遇,东城开发区段防洪能力为50 年一遇);茅塔河段(茅箭城区段防洪标准为50 年一遇,十堰经济技术开发区城区段防洪标准为20年一遇);马家河、茅塔河汇合后的泗河干流防洪能力为50年一遇。
4.2.1 马家河主城区段
(1)武当路街办段
马家河武当路街办段为襄渝铁路桥至辽宁路公路桥处,总长约1.7 km,该段河道经治理后防洪标准可达到20 年一遇,本应急预案在河道关键位置布设的断面作为控制断面,以控制断面20 年一遇设计洪水位下调0.5 m为马家河城区段警戒水位。当河道水位到达警戒水位时开始预警,随时准备抢险救灾。当水位超过警戒水位,淹没河堤时,立即采取应急响应行动,撤离居民,投入救灾。
表3 马家河(武当路街办)城区段控制断面警戒水位情况表单位:m
(2)东城开发区段
马家河东城开发区段为辽宁路公路桥至马家河口处,总长约8.8 km,根据《泗河、茅塔河(茅箭段)生态治理工程初步设计报告》,马家河城区段经治理后防洪标准可达到50 年一遇。本应急预案沿用该报告在城区关键位置布设的断面作为控制断面,以控制断面50 年一遇设计洪水位下调0.5 m为马家河城区段警戒水位。当河道水位到达警戒水位时开始预警,随时准备抢险救灾。当水位超过警戒水位,淹没河堤时,立即采取应急响应行动,撤离居民,投入救灾。
表4 茅塔河水库调洪演算成果表 单位:m
4.2.2 茅塔河城区段
(1)茅箭区辖区段
茅塔河茅箭区城区段为茅塔河口至上游茅箭区与十堰经济技术开发区界线处,总长约2.45 km,根据《泗河、茅塔河(茅箭段)生态治理工程初步设计报告》,茅塔河茅箭城区段经治理后防洪标准可达到50 年一遇,本应急预案沿用该报告在城区关键位置布设的断面作为控制断面,以控制断面50 年一遇设计洪水位下调0.5 m为茅塔河城区段警戒水位。当河道水位到达警戒水位时开始预警,随时准备抢险救灾。当水位超过警戒水位,淹没河堤时,立即采取应急响应行动,撤离居民,投入救灾。
表5 茅塔河(茅箭区)城区段控制断面警戒水位情况表单位:m
(2)十堰经济技术开发区辖区段
茅塔河十堰经济开发区城区段为茅塔河水库下游襄渝铁路桥至茅箭区与十堰经济技术开发区界线处,总长约9.6 km,根据《湖北省十堰市白浪开发区泗河流域茅塔河城区段治理工程》,茅塔河十堰经济技术开发区城区段经治理后防洪标准可达到20 年一遇,本应急预案沿用该报告在城区关键位置布设的断面作为控制断面,以控制断面20 年一遇设计洪水位下调0.5 m为茅塔河城区段警戒水位。当河道水位到达警戒水位时开始预警,随时准备抢险救灾。当水位超过警戒水位,淹没河堤时,立即采取应急响应行动,撤离居民,投入救灾。
表6 茅塔河(十堰经济技术开发区)城区段控制断面警戒水位情况表 单位:m
4.2.3 泗河干流城区段
泗河城区段为茅塔河与马家河汇合口至下游茅箭区与郧阳区界线处,总长约1.75 km,根据《泗河、茅塔河(茅箭段)生态治理工程初步设计报告》,茅塔河城区段经治理后防洪标准可达到50 年一遇,本应急预案沿用该报告在城区关键位置布设的断面作为控制断面,以控制断面50 年一遇设计洪水位下调0.5 m为马家河城区段警戒水位。当河道水位到达警戒水位时开始预警,随时准备抢险救灾。当水位超过警戒水位,淹没河堤时,立即采取应急响应行动,撤离居民,投入救灾。
表7 泗河干流(马家河、茅塔河汇合后)城区段控制断面警戒水位情况表 单位:m
根据《马家河水库调度规程》,马家河水库下游防洪标准为50 年一遇重现期,下游河道(河口断面)安全下泄流量 965 m3/s,对应于马家河水库的限制泄量为571 m3/s。
根据《茅塔河水库调度规程》,茅塔河水库下游防洪标准为50 年一遇重现期,根据市防指《关于市直六座水库2020 年汛期抢险应急预案的批复》,茅塔河水库下游河道安全泄量为719 m3/s[1]。
当水库下泄流量超过下游河道安全泄量时,水库管理单位须提前向市防指报告,由市防指向区防指通报泄洪时间、泄量等信息,或由市防指指令水库管理单位直接向区防指预先通报相关信息,茅箭区、十堰经济技术开发区防指须提前做好辖区内防汛准备工作。
4.3.1 马家河水库
(1)汛限水位
2021 年汛期为5 月1 日至10 月15 日(可根据具体情况调整),马家河水库汛期限制水位:前汛期(5 月1日至6月30日)为294.0 m,主汛期(7月1日至8月31日)为293.5 m,后汛期(9月1日至10月15日)为294.5 m。
(2)实时洪水调度规则
①当水位接近或达到汛限水位,入库流量小于571 m3/s时,按来量下泄;入库流量大于571 m3/s时,按571 m3/s控泄,水位接近或达到防洪高水位295.75 m时,实施保工程防洪安全调度,按来量下泄直至闸门全开。
②当监测入库流量大于1100 m3/s时,立即实施保工程防洪安全调度,按来量下泄。
③前汛期和后汛期,当预报未来24 小时降雨超过50 mm时,水库应按不大于下游安全泄量,预泄至293.5 m以下。汛期预报24 小时降雨超过100 mm时,按不大于下游安全泄量,控制水位在溢洪道高程288.50 m以下。
④当水库水位达到校核洪水位298.15 m且预报将继续上涨时,报请市防指批准启动《马家河水库防洪抢险应急预案》,确保大坝安全,组织下游受威胁区域人员转移准备或转移。
马家河水库调洪演算成果见表8,马家河水库调度图见图1。
表8 马家河水库调洪演算成果表
图1 马家河水库调度图
4.3.2 茅塔河水库
(1)汛限水位
2021年汛期为5月1日至10月15日,茅塔河水库汛期限制水位为272.50 m。
(2)实时洪水调度规则
①当水位小于汛限水位时,按来量控泄。
②当水位接近汛限水位时,按来量下泄,直至闸门全开。
③当预报未来24小时大于100 mm时,应按不大于下游安全泄量(719 m3/s)预泄,控制水位在268.5 m以下。
④当水库水位达到校核洪水位275.00 m且预报将继续上涨时,报请市防指批准启动《茅塔河水库防洪抢险应急预案》,确保大坝安全,组织下游受威胁区域人员转移准备或转移[2]。
茅塔河水库调洪演算成果见表9,茅塔河水库调度图见图2。
图2 茅塔河水库调度图
表9 茅塔河水库调洪演算成果表
经过对泗河流域河道堤防、 水库工程的防洪能力评估分析可知,当上游马家河水库下泄流量超过571 m3/s,茅塔河水库下泄流量超过719 m3/s,预示着泗河流域城区段将出现超标准洪水,应立即启动应急预案,撤离危险区域群众进行防范。