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音河水库2019年汛期调度典型案例分析

2020-02-17卢彦东孟庆达

水利科学与寒区工程 2020年4期
关键词:河水库雨量站齐齐哈尔市

卢彦东,孟庆达

(1.音河水库管护中心,黑龙江 齐齐哈尔 162100;2.齐齐哈尔水文水资源中心,黑龙江 齐齐哈尔 161005)

1 工程概况

1.1 水库上游流域概况

音河流域形状为东西长,南北窄的狭长条状地形,由西北向东南倾斜。音河发源于大兴安岭南坡的音河顶,海拔高程900 m左右。流经内蒙古自治区布特哈旗、阿荣旗、黑龙江省的甘南县,于齐齐哈尔市郊区入嫩江干流。

音河水库以上干流河道长101 km,河底平均比降2.3‰,地面比降9%~14%。流域平均海拔高程383 m,300 m高程以下坡地较为平缓。水库下游为平原区,河道比降1/1000~1/2500,河床弯曲,主槽窄浅,河底为河卵石,透水性大,愈往下游河床愈小,河谷滩地杂草丛生。音河水库以上有宽度为10~30 m常年流水的河槽,下游河槽在三道屯附近河身消失断流,在河口上游10 km 复出,于齐齐哈尔市上游汇入嫩江。

音河水库坝址在音河中游,甘南县城西北4 km 处。总库容2.56亿m3,是一座以防洪、灌溉为主,结合发电、养鱼、旅游等综合利用的大型水库。水库集水面积1660 km2,占音河流域面积的53%,基本控制了山区面积,其中森林面积约40%,其余为草原和耕地。

1.2 水库概况

水库枢纽工程由土坝、溢洪道、副坝、放水闸、水电站和平交堰组成,工程规模按100 a一遇洪水设计,2000 a一遇洪水校核。工程为Ⅱ等2级。

音河水库本次除险加固主体工程施工已基本完成,水库增容征地移民报告已由松辽规划[2002]412号文批复,由于资金未到位尚未赔偿。因此,兴利库容按原设计1.0亿m3运行,汛限水位按原汛限水位201.80 m运行。

音河水库工程建设管理处委托黑龙江省水利勘测设计研究院专家组于2004年10月25日—2004年11月5日,对音河水库进行蓄水安全鉴定,结论为:鉴于大坝工程(含副坝)、溢洪道工程、放水闸工程均已按设计要求的高程、尺寸及结构等建设完毕,工程施工质量检测全部合格,工程初期蓄水不存在安全隐患,为使水库早日发挥工程效益,同意音河水库近期可按正常高水位202.60 m蓄水。

水库防洪保护下游甘南县城、兴十四镇、长山乡、北京双河农场、哈拉海农场和齐齐哈尔市梅里斯区等地的5.33万hm2农田和21万人的人民生命财产的安全。

音河水库汛期现状分为主汛期和后汛期,6月15日—8月31日为主汛期,汛限水位为201.80 m,相应库容为8400万m3;8月31日—9月20日为后汛期,汛限水位为202.60 m,相应库容为10 000万m3。

2 2019年汛期调度分析

根据设计,100 a一遇洪水安全泄量为833 m3/s,50 a一遇洪水安全泄量为464 m3/s,鉴于上述原因和依据设计泄量,当水库发生小于50 a一遇的洪水时,应使泄量等于来量,控制库水位维持在汛限水位。100 a一遇以上洪水时,从原汛限水位201.80 m起调,不采用分级控泄,溢洪道自由泄流,经过调节计算50 a一遇洪水最高洪水位204.22 m,最大泄量400 m3/s,100 a一遇洪水最高洪水位204.55 m,最大泄量740 m3/s。2000 a一遇洪水最高洪水位207.10 m,最大泄量1520 m3/s。

音河水库下游河道有些堤段不能满足设计要求的安全泄量,因此在调度过程中充分掌握流域水雨情信息,在保证水库安全的前提下最大限度的发挥水库的防洪作用,下面将2019年发生的两场洪水过程的调度方式做一论述。

音河水库上游流域在2019年共发生两次较大降雨过程,分别在8月5—8日、8月20—21日。

2.1 8月5—8日洪水

8月5日8时—8日8时,音河水库上游流域内平均降雨121 mm。其中上游平均降雨100 mm,下游平均降雨136 mm,最大站降雨是向阳裕站,降雨量达到220 mm。经对流域的水雨情分析,本次降雨过程主要发生在流域中下游,造成洪水入库历时短,因此需根据水库库容演算库水位可能达到的情况,做好水库的防洪调度。库水位在8月6日3时14分开始上涨,水位是200.47 m。九三站在8月7日19时29分达到最高水位107.69 m,流量101 m3/s。最大入库流量610 m3/s,库水位200.84 m,时间8月7日7时56分,达到超20 a一遇洪水,按汛期调度运用计划需泄流不超过300 m3/s。音河水库8月7日14时,水位涨至201.12 m,库容7050万m3,来量约300 m3/s,预计8日8时库容将超过9000万m3。音河水库管护中心请示甘南县政府和齐齐哈尔市防汛指挥部加大下泄流量泄洪,由于大岗水库泄洪,为了错峰、减轻音河河道压力,齐齐哈尔市防汛指挥部指示音河水库暂缓泄洪。8月8日15时20分,音河水库水位即将超汛限水位。为减少水库下游的经济损失,音河水库管护中心防汛组织准备采取先小泄量,再根据水雨情信息调整加大泄量的调度方式,经请示齐齐哈尔市防汛指挥部,同意音河水库泄洪流量控制在50 m3/s左右。17时开始泄洪,总泄量50 m3/s。9日16时的水雨情信息为了保证水库安全,尽快腾出调洪库容,保证下一场洪水的调洪调度,音河水库管护中心与县防沟通经齐齐哈尔市防汛指挥部同意,9日16时将总泄量加大到80 m3/s左右。至8月16日,已降至汛限。本次洪水入库洪量8161万m3(14 d),拦蓄3592万m3(4 d),错峰2 d 8 h 4 min,削峰达86%。

2.2 8月20—21日洪水

8月20日8时—21日8时,音河水库上游流域内平均降雨82 mm。其中上游平均降雨91 mm,下游平均降雨74 mm,最大站降雨是第一村站,降雨量达到118 mm。由于上游降雨量较大,而且受上一场降雨影响,产流量大。经请示甘南县政府、齐齐哈尔市防汛指挥部决定加大音河水库泄量,20日20时,将泄量加大泄量到40 m3/s。库水位在8月20日16时47分开始上涨,水位是201.97 m,超汛限0.17 m。九三站在8月21日14时45分达到最高水位108.66 m,过流量289 m3/s。8月21日14时26分,最大入库流量790 m3/s,库水位202.28 m,超汛限0.48 m,达到50 a一遇洪水,按汛期调度运用计划需泄流400 m3/s。为了减轻下游防洪压力和嫩江的错峰要求,我们采取逐步增加泄量的调度方式,至21日19时,总泄量达到150 m3/s。9月2日16时30分,齐齐哈尔市防汛指挥办公室传达齐齐哈尔市防汛指挥部决定:由于尼尔基水库加大泄洪流量,为了减小嫩江压力,错峰泄洪,音河水库停止泄洪拦蓄洪水的调度方式。16时50分,关闭溢洪道闸门。9月4日库水位持续上涨达到202.79 m,超汛限0.19 m(此段汛限水位为202.60 m),经齐齐哈尔市防汛指挥部同意继续泄流,泄量从20 m3/s逐渐加大到46 m3/s,至9月8日,库水位降至汛限水位以下(202.59 m)。本次洪水入库洪量13 168万m3(19 d),拦蓄1519万m3(5 d),错峰4 h 15 min,削峰81%。

为了掌握音河水库上游的降雨分布,为音河水库防汛调度提供数据信息在2001年开始建立雨量、水位遥测系统,以实时、自动测报方式工作。共设雨量遥测站10个,水位站2个。即:水库站(水位、雨量站)、牧点站(雨量站)、孔家沟站(雨量站)、九山站(水位、雨量站)、第一村站(雨量站)、韩家沟站(雨量站)、永恒站(雨量站)、向阳峪站(雨量站)、朱林村站(雨量站)、平安站(雨量站)。

其中九三水位站位于音河水库上游流域的中游,控制着60%流域面积,通过九三站的水雨情信息及下游的雨情信息,可以有效的预报音河水库的入库流量及库水位的起涨时间,为音河水库的防洪调度提供了保障,根据这些信息可以有效对音河水库的防洪调度和领导的决策提供依据

3 结 语

音河水库是一座以防洪灌溉为主,兼顾养鱼发电及旅游等综合利用的大型水库。音河流域为一狭长型流域,水库上游均为山区,两岸支流分布均匀且集水面积较小,最大的支流集水面积仅380 m2,故音河洪水多为陡涨陡落的山区型洪水过程,夏汛洪水多发生在6—8月,峰高量大,单峰型居多,洪水过程一般为7~15 d。通过对典型洪水的分析,可以合理的制定科学的调度运用度计划,为音河水库的防洪实时调度有着重大的现实意义,确保了音河水库安全度汛,同时为音河水库下游和嫩江防洪赢得时间,减小了音河水库下游的洪涝灾害,保护了人民群众的生命财产安全,充分发挥了水库的防洪效益。

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