淮河姜唐湖行蓄洪区运用效果分析——以防御2020 年淮河流域性洪水为例

陈富川

一、工程概况

姜唐湖行蓄洪区位于淮河干流中游安徽省霍邱与颍上交界处，地处淮河干流和颍河、淠河交汇处，是淮河河道堤防工程的重要组成部分，区内总面积121.2km2，湖内设计蓄洪水位26.4m（废黄河高程，下同），相应蓄洪库容7.6 亿m3。主要有进洪闸、退水闸、圈堤及沿线的穿堤建筑物等工程，姜唐湖进洪闸位于临淮岗洪水控制工程老淮河主槽与49 孔浅孔闸之间的主坝上，共14 孔，每孔净宽12.0m，底板高程19.70m，设计进洪流量2400m3/s。姜唐湖退水闸位于正阳关对面，共16 孔，单孔净宽10m，底板高程19.00m，设计行洪流量2400m3/s，反向进洪流量1000m3/s。2004 年将姜家湖、唐垛湖两个低标准行洪区联圩改建成一个高标准行蓄洪区，改变了原来炸堤行洪的方式。连圩后的姜唐湖行蓄洪区是临淮岗洪水控制工程防洪调度的重要组成部分，分别于2007 年、2020 年两次进洪。2020 年汛期，淮河发生流域性较大洪水，姜唐湖行蓄洪区的启用有效遏制了正阳关水位的迅猛上涨，大大减轻了淮河中下游的防洪压力，发挥了巨大的防洪减灾效益。本文以2020 年姜唐湖行蓄洪区的运用为例，依据水文观测数据和计算资料，通过对上下游河道水位、流量过程的影响，来分析评价运用效果，并提出改进工程调度运用的建议，对于科学调度淮河流域行蓄洪区，合理确定运用时机和开启方式，取得最佳调度效果，提供了有益的参考。

二、2020 年运用情况

（一）水情概况

2020 年入汛以来，淮河流域发生大面积、长时间的暴雨，干流水位涨势迅猛，淮河王家坝站、润河集站、正阳关站从警戒水位涨至保证水位分别仅用时49h、33h、30h，且3 个站水位在11h 内相继超保证水位，在9h 内相继达到洪峰水位。临淮岗闸上水位从警戒水位涨至历史最高水位仅用时19h，7月18 日18 时，省防指将安徽省水旱灾害防御应急响应由Ⅱ级提升至Ⅰ级。王家坝站和正阳关站最高水位分别为29.76m 和26.75m，均列有实测资料以来第2 位；润河集站、汪集站、临淮岗站最高水位分别为27.92m、27.60m、27.35m，均列有实测资料以来第1 位。

（二）运用情况

7 月20 日7 时，水文预报正阳关站流量将达10000m3/s、水位达27.00m（超保证水位0.50m）。根据淮河防御洪水方案及调度运用办法，为尽快降低正阳关站水位，7 月20 日13 时，姜唐湖进、退水闸同时开启。运用时临淮岗27.35m，达到历史最高水位。正阳关水位达到26.66m，超保证水位0.16m。7 月23 日20 时，湖内水位达到26.00m，蓄满行洪。7 月24 日11 时16 分，湖内的最高水位达26.23m，开启姜唐湖退水闸16 孔闸门行洪。期间因姜唐湖内的戴家湖涵闸发生严重险情需紧急抢险，7 月26 日12 时10 分，姜唐湖进洪闸、退水闸全部关闭，7 月27 日10 时05 分，姜唐湖退水闸闸门全开退洪。

三、运用效果分析

（一）蓄洪水量

7 月20 日13 时，姜唐湖进洪闸、姜唐湖退水闸同时开启闸门进洪。14 时26 分，姜唐湖进洪闸14 孔开启1.9m，流量2400m3/s；14 时40 分，姜唐湖退水闸16 孔闸门开启0.9m，流量1000m3/s；18 时，姜唐湖进洪闸14 孔开启2.0m，最大流量2588m3/s。姜唐湖退水闸16 孔闸门开启1.0m，最大流量1070m3/s。7月23 日20 时，姜唐湖进洪闸上游水位26.42m，湖内水位达到26.00m，蓄水量7.67 亿m3，蓄满行洪。7 月26 日暂停行洪。此次姜唐湖蓄洪自7 月20 日13 时起，至7 月23 日20 时，历时79h，蓄洪量约7.67 亿m3。

（二）削减洪峰

7 月20 日13 时，临淮岗闸上、下游同时出现洪峰，洪峰水位分别为27.35m、27.27m。姜唐湖启用前，临淮岗闸上、下游水位从7 月17 日10 时的23.28m 上涨到7 月19 日18 时06 分的26.00m 的警戒水位，以平均2cm/h 上涨。从26.00m 上涨到7月20 日13 时的27.35m 的历史最高水位，以平均4～5cm/h 上涨。

姜唐湖启用后，至7 月20 日18 时的5 个小时内，闸上水位降低了10cm 到27.25m，闸下由最高水位的27.27m 降低到27.21m。之后到7 月20 日22 时的4 个小时内，闸上水位一直维持在27.25m，随着进洪的持续，到7 月21 日10 时闸上水位以3～4cm/h 下降。10时之后的时间内水位平均以1cm/h 下降。临淮岗工程的流量也由启用前的7550m3/s（7 月20 日10 时38 分实测）减少为5840m3/s（7 月20 日16 时20 分实测），削减流量1710m3/s。与预报值相比，洪峰水位降低0.20m，洪峰流量削减1140m3/s，姜唐湖的启用，对临淮岗站的水位、流量起到了明显的控制作用，水位过程线见图1。

图1 临淮岗闸上下游水位过程线图

姜唐湖启用前，正阳关水位平均以3cm/h 上涨，姜唐湖退水闸与正阳关站隔河相望，它的启用对正阳关站水位的影响最为明显。在淮河支流颍河、淠河来水量继续增大的情况下，进洪后7 月20 日13 时—18 时正阳关水位由26.66m 上涨到26.75m，26.75m持平2h。至21日8时，以3～4cm/h的速率下降。洪峰流量9120m3/s（鲁台子），与预报值相比，洪峰水位降低0.32m，洪峰流量削减2160m3/s，水位过程线见图2。

图2 正阳关站水位过程线图

（三）行洪流量

行洪自7 月23 日20 时起至7 月26 日12 时10分，历时约65h，行洪量约1.67 亿m3（此行洪量只计算姜唐湖退水闸）。选取姜唐湖行洪期间的7 月25 日20 时的数据作为分析对象，临淮岗闸上水位26.47m，闸下水位26.46m，深孔闸、浅孔闸全开敞泄，流量4250m3/s。姜唐湖进洪闸淮河侧水位26.47m，湖内侧水位26.25m，闸门开度14 孔2.0m，流量约530m3/s；姜唐湖退水闸湖内侧26.20m，淮河侧水位26.14m，闸门16 孔全部提出水面行洪，流量约684m3/s，行洪量约占河道流量的12.5%～16.0%。

（四）分析总结

在2020 年防御淮河较大洪水中，姜唐湖行蓄洪区及时运用，不仅短时间内削减了临淮岗洪水控制工程的洪峰流量，降低了附近河段的水位，使控制站流量水位关系发生变化。同时增加了河道的槽蓄能力，加大了河道的调蓄作用，改变了河道洪水的传播过程，有效降低了淮河水位，减轻了淮河下游的防洪压力，为淮河防汛抗洪胜利发挥了巨大的效益。

姜唐湖行蓄洪区最多时蓄滞洪7.67 亿m3，分别降低润河集站、临淮岗站、正阳关站洪峰水位0.17m、0.20m、0.32m，对减轻淮河干流堤防防守压力发挥了重要作用。姜唐湖退水闸与正阳关站隔河相望，姜唐湖退水闸的反向进洪功能增加了防汛调度的灵活性，在淮河支流颍河、淠河来水量较大的情况下，工程的启用能快速降低正阳关站的水位。

四、改进调度建议

（一）控制水位与洪水预报

姜唐湖行蓄洪区目前的控制运用仍以润河集水位27.70m、临淮岗坝上水位27.00m、正阳关水位26.00～26.50m 为调度原则。从实际运用情况看，启用时都超过了这些水位控制条件。近年来，随着治淮建设步伐加快，淮河防洪工程布局发生了较大变化。要针对行蓄洪区运用环境的变化，加强调查研究，合理地确定控制水位。进一步加强不同量级的洪水精准预报分析，科学确定启用时机，保证最佳行蓄洪效果。

（二）统筹兼顾全流域调度运用

依据淮河防御洪水方案，要根据洪水实际情况和来水预报，谨慎决策、科学调度。如果未达到运用指标提前启用，可能使得行蓄洪区库容过早饱和，削峰效果会大大减弱；反之，若超过运用指标启用，则可能会错过最佳的削峰时机。要站在流域防洪高度，统筹上下游、左右岸，行蓄洪区和堤防的关系，及时掌握淮河干支流水情，减少全流域行蓄洪区运用数量和频次，把损失降到最低程度。

（三）选择最佳调度运用方案

淮河干流、淠河、颍河以及区间其他支流来水汇集正阳关，控制正阳关水位是淮河洪水调度的重要环节。通过分析淮干润河集、正阳关、颍河颍上、淠河迎河集四个站流量之间的关系，科学制定削峰拦洪的时机。在2020 年防御淮河洪水过程中，姜唐湖进洪闸及退水闸同时开启，快速地降低正阳关和下游河道水位。正阳关站超保证水位从7 月20 日10 时30 分至7 月21 日0 时40 分，历时14 小时10分，比不运用姜唐湖超保证水位历时减少约4～5h。

五、结语

姜唐湖行蓄洪区位置重要，处于淮河最大的水利枢纽临淮岗工程与正阳关之间，蓄洪库容较大，且建有进退洪闸，可以按照调度指令及时开闸蓄洪，调度启用灵活；在一个汛期时间内，可以根据干流来水以及行蓄洪区内水位、库容等情况控制进洪流量，做到科学、精准、有效蓄洪；姜唐湖蓄满行洪后，扩大了该段河道的排洪断面，对于分泄淮河洪水，降低淮河洪峰起到了重要作用；在淮河一级支流颍河、淠河等来水较大的情况下，可以利用姜唐湖退水闸反向进洪，对快速降低正阳关水位效果显著。同时由于淮河干流行蓄洪区多，作用相互影响，调度十分复杂。要进一步加强各行蓄洪区运用效果的实践总结和分析研究，强化行蓄洪区之间的联合防洪调度，做到统筹兼顾，掌握最佳运用时机，取得最佳调度效果，提高行蓄洪区决策科学化的水平，以减少行蓄洪区启用数量，最大程度地削减干流洪峰，充分发挥防洪减灾效益■