（水利工程专业论文）漳卫南运河洪水预报与调度研究.pdf

摘要 漳卫南运河流域地处华北，属于典型的大陆季风性气候，降雨时空 分布不均，降雨主要集中在夏季。由于降雨的不均匀性，导致历史上洪 涝灾害频繁发生，本文从防洪兴利角度考虑，引进了新安江三水源模型 和降雨径流相关经验模型，主要研究漳卫南运河流域的洪水预报与防洪 调度技术和方法，并基于预报结果综合分析提出并扩展了本流域的洪水 预报和调度方案。经研究得出如下成果： ( 1 ) 漳卫南运河流域作为半干旱地区，不同产流机制的两个模型在本 流域洪水模拟结果没有明显的差异，表明该流域产流方式不单纯只是一 种，而可能是两种产流模式同时存在。从预报过程及影响成果的因素分 析，一个主要原因是流域内人类活动极大改变了流域的自然条件，造成 流域内产汇流现象复杂，难以通用某个产流模式。 ( 2 ) 对于本文的的预报研究结果来看，预报成果与实际结果相比不甚 理想，此问题也是半干旱地区地区普遍存在的问题。因此要完善半干旱 半湿润地区的洪水预报方法还有许多的工作要做，包括资料的完善和方 法的创新。 本流域的研究方法对于半干旱地区的洪水预报和防洪调度具有借 鉴意义。 【关键词】洪水预报洪水调度新安江模型经验预报调度系统 a b s t r a c t l o c a t e di nt h en o r t ho fc h i n a ，z h a n g w e is o u t hc a n a ld r a i n a g ea r e a b e l o n g st ot y p i c a lm a i n l a n dm o n s o o nc l i m a t e ，t h er a i n f a l ld i s p l a y sa n u n e v e nc h a r a c t e r i s t i c ，m a i n l yf o c u so ns u m m e r d u et ot h eu n e v e n c h a r a c t e r i s t i c so fr a i n f a l l ，t h ef l o o dd i s e a s eo c c u r sf r e q u e n t l yi nh i s t o r y c o n s i d e r a t i o nf r o mt h ev i e wo ff l o o dc o n t r o la n db e n e f i tp r o m o t i n g ，t h e x i n a n j i a n g t h r e e w a t e r s o u r c e sm o d e la n d e x p e r i e n t i a l m o d e l c o r r e l a t i n g t h er a i n f a l la n dr u n o f fw e r ei n t r o d u c e dt o s t u d y t h e t e c h n o l o g ya n dm e t h o d 0ff l o o df o r e c a s ta n dd i s p a t c h i n gi nz h a n g w e i s o u t hc a n a ld r a i n a g ea r e a ，t h e nt h ef l o o df o r e c a s ta n dd i s p a t c h i n gs c h e m e i nt h i sa r e aw a so b t a i n e dt h r o u g hc o m p r e h e n s i v ea n a l y s i so ff o r e c a s t r e s u l t s m e a n w h i l e ，th es t u d ym e t h o dco u l db eu s ef o rre f e r e n c ewh e n s t u d y i n gt h ef l o o df o r e c a s ta n dd i s p a t c h i n gi ns e m i a r i da r e a t h e f o l l o w i n ga c h i e v e m e n t sc o u l db ec o n c l u d e d ： ( 1 ) z h a n g w e is o u t hc a n a ld r a i n a g ea r e ai ss e m i a r i da r e a ，a n dt w om o d e l s w i t hd i f f e r e n tr a i n f a l lp r o d u c i n gm e c h a n i s m d i s p l a yl i t t l ed i f f e r e n c ei n s i m u l a t i o nr e s u l ts o ft h i sd r a i n a g ea r e a w h i c hs h o w st h a tt h er a i n f a l l p r o d u c i n gm a n n e r sa r e n o ts o l e ，p o s s i b l yt w om a n n e r se x i s t s t o g e t h e r f r o mt h ef o r e c a s tp r o c e s sa n da n a l y s i so ff a c t o r sa f f e c t i n g t h er e s u l t s ，o n eo ft h em a i nr e a s o n si st h a th u m a na c t i v i t yi nt h i sa r e a c h a n g e so b v i o u s l yt h en a t u r a lc o n d i t i o n s ，a n dr e s u l t sc o m p l i c a t e d r u n o f fp r o d u c i n ga n dc o n f l u e n c ep h e n o m e n o n ，t h e r e f o r e ，c e r t a i n r u n o f f p r o d u c i n gm o d e lc a r l n o tb ea p p l i e dc o m m o n l y ( 2 ) f r o mt h ef o r e c a s tr e s u l t ，i tc a nb es e e nt h a tt h ef o r e c a s tr e s u l t sd i dn o t a g r e ew e l lw i t ht h em e a s u r ed a t a ，w h i c hi st h ec o l t t m o ne x i s t i n g p r o b l e mi ns e m i a r i da r e a t h e r e f o r e ，i th a sm a n yw o r k st od ot o i r e p r o v et h ef l o o df o r e c a s tm e t h o d ，i n c l u d i n gt h ei n n o v a t i o no fd a t a a n dm e t h o d k e y w o r d s ： f l o o df o r e c a s t ，f l o o dd i s p a t c h i n g ，x i n a nj i a n gm o d e l ， e x p e r i m e n t a lf o r e c a s t i n gm e t h o da n do p e r a t i o ns y s t e m 1 1 引言 第一章绪论 漳卫南运河流域是海河流域五大河系之一，是海河南系的一条主要行洪排涝河 道，为洪水灾害多发地区。历史上漳卫南运河水灾频繁，几乎“每岁必决”。从1 6 0 7 年至1 9 9 7 年的3 9 0 年间，漳河发生大洪水近6 0 次，平均6 年一次；卫河发生大洪 水达1 1 0 次，平均3 至4 年一次。建国后1 9 5 3 1 9 5 6 年、1 9 6 3 年、1 9 8 2 年、1 9 9 6 年先后发生大洪水。漳河洪水暴涨暴落，河道善淤善徙，卫河支流分散，山区洪水 难以控制。漳卫两河较大洪水漫淹卫河沿岸坡洼、平原及两河间三角区，左岸决口 可直逼黑龙港流域，威胁邯郸、邢台、衡水、沧州及天津市安全；右岸决1 3 泛滥于 徒骇、马颊河流域，威胁安阳、濮阳、聊城等城市及京广、滓浦铁路安全。 如何减少洪涝灾害，防汛的决策指挥是关键。努力提高并充分发挥各水利工程 的防洪能力是防洪的前提，但国内外的大量实践业已证明，单靠工程措施解决洪水 危害问题是有限度的。它的防御能力取决于社会的经济技术能力，就目前经济实力 而言，单纯依靠工程措旄要想从根本上消除水早灾害的威胁是不可能的，也是不必 要的。科学的对策是在切实依靠各水利工程措施的同时，加强防灾减灾的非工程措 施建设。鉴于此，对漳卫南运河流域进行准确和及时的洪水预报及防洪调度就成了 一个解决目前漳卫南运河防汛问题的关键点。针对这一复杂系统，本文在这一方面 进行了初步尝试。 1 2 现代洪水预报模型技术概述 洪水预报技术从经验性阶段走向近代科学阶段开始在2 0 世纪3 0 年代，经验方 法虽然操作简单，但缺少数理根据，逻辑不够准确，随着计算机技术的发展应用及 系统理论在洪水预报中的应用，洪水预报技术开始得到了迅速发展，便随之产生了 流域降雨径流模型的概念。 水文模型将复杂的水文过程加以概化成数学物理方程并在计算机上实现，这样 整个流域的产汇流问题就归结为模型结构与模型参数问题。当一个流域的结构和参 数确定后，系统就完全确定了，就能把任何输入过程确定地转化成输出过程。常用 的水文预报模型一般可以分为概念性和分布式两种，自从1 9 6 9 年f r e e z e 和h a r l a n 第一次提出了关于分布式物理模型的概念以来“。，分布式水文模型就得到了越来越 快的发展。分布式模型大体有两类，一是将流域分成若干个自然单元，即所谓的分 块；另一是将流域分成许多小网格，然后用水动力学法或水文学法，对每个分块或 网格进行产汇流计算，并演算、集合成流域出口断面的流量过程线。目前国内外典 型的概念性降雨径流模型有s t a n f o r d 模型、s a c r a m e n t o 模型、t a n k 模型、c l s 模 型、b o u g h t o n 和新安江模型等“。 从7 0 年代开始，实时洪水预报的方法开始应用于水文模型。托迪尼( t o d i n i ) 于1 9 7 8 年提出m i s p ( 交互影响和状态参数) 估计方法，并研制出了第一个具有 实时校正功能的洪水预报模型。葛守西在“产汇流两阶段校正及参数动态洪水预 报模型”一文中提出了用蓄满产流模型的卡尔曼滤波算法实现产流量的单独实时校 正，用一般线性汇流模型分类动态模拟算法实现产汇流实时预报校正的方法。：钟 登华等在“水文预报时间序列神经网络模型”一文中，尝试将人工神经网络( a n n ) 系统技术引入到洪水预报中来“1 。洪水预报模型技术研究的成果还有很多，这里不 再一一列举。 简而言之，水文模型今后的发展方向在建模方面会更多与环境和经济、社会发 展相结合，变成更大管理模型下的一个部分。在技术上将更多的依靠地理信息系统 ( g i s ) 和遥感( r s ) ，运用g i s 这种重要的工具来处理应用r s 数据，建立和传统 水文模型相耦合的系统。除此之外，将会更多考虑水文模型的尺度问题，考虑水文 过程的时空不均匀性和变异性。另外，根据水文模型所需数据量大的特点，采用新 技术如g i s 、r s 、人工神经网络峰值识别理论、多普勒数字气象雷达等，获取更多 的信息源是水文模拟发展的一个趋势。但是，洪水预报是一个非常复杂的系统工程， 随着天气系统、地域特征和下垫面条件的变化，产汇流条件也随之变化，各预报对 象都具有明显的特殊性。针对不同的预报对象，必须选择不同的预报模型和计算方 法，甚至必须研制和改进模型结构和计算方法，以满足预报对象的需要。 1 3 防洪调度技术概述 防洪调度就是运用防洪工程或防洪系统的各项工程及非工程措施，有计划地控 制调节洪水的工作。防洪调度的基本任务是力争最有效地发挥防洪工程或防洪系统 的作用，尽可能减免洪水灾害。在防洪减灾中，水库是很重要的工程措施。水库防 洪调度兼有工程措施和非工程措施双重意义。一般说来，水库按照设计规定的调度 规则调度洪水，其对下游的防洪效益己考虑在下游河道的防洪标准中，因此属于工 程措施的防洪作用；若在水库防洪调度时，根据变化的水情以及水库上下游的防洪 减灾要求对原设计的调度规则作出修改，汛前预留防洪库容或汛中预泄腾出一定防 洪库容，因而较原设计规定多拦蓄洪水，进一步削减水库下游洪峰或者错峰，达到 提高下游河道防洪标准的目的，这种增加的防洪效益则属于非工程措施的作用。 防洪调度技术近年在国内有了较快的发展，通信技术、遥测技术、计算机技术 的快速发展也为实现防洪预报调度提供了可靠的技术保障，主要产生了以下成果： 王本德等提出了多目标洪水模糊优选调度模型，它根据实际洪水调度状况，提 出泄流设备启用工况或泄流量作为决策变量；输入模型由两部分组成，既面临时刻 以前实测降雨预报的洪水过程和气象系统发布的未来2 4 z j 、时定期分级模糊降雨预 报形成的洪水过程；模型考虑5 个目标，用模糊优选原理选择满意决策“。 在1 9 9 7 年出版的国家“八五”重点科技攻关项目“长江防洪系统研究”成果长 江防洪系统实时调度研究中对以三峡为中心的长江防洪系统进行了优化调度研究 ”1 。该项研究采用了多种途径，针对由三峡工程、堤防、分蓄洪区、河道整治工程 以及在三峡工程建成初期可能建成并对防洪有一定作用的支流水库组成的防洪系 统进行了优化调度研究，考虑的目标为：( 1 ) 保证荆江地区防洪标准达到百年一 遇。( 2 ) 当上游出现千年一遇或类似1 8 7 0 年洪水时荆江河段能安全行洪。( 3 ) 在以 上两条件下使城陵矶附近地区分洪量尽量减少。 国内学者将遗传算法应用于水库优化调度领域嘶h 2 粥，该方法作为一种以随 机理论模仿生物进化的优化搜索方法，在求解一些复杂优化问题中已显示出强大 能力，在诸多领域得到广泛应用。 王少波等提出的在水库优化调度中应用自适应遗传算法，可以较好地解决标准 遗传算法在应用中遇到的收敛性差和容易早熟等问题。在进化相同代数条件下，自 适应遗传算法能够在保持群体多样性的同时，加快收敛速度，其稳定性也优于标准 遗传算法”。 在进行防洪优化调度研究中，具体研究途径有：( 1 ) 大系统递阶分析法：以三峡 水库为关联控制工程，分为上下游两个子系统，将其中的可调控工程的运行方式作 为待定的运行策略，进行多阶段决策确定水库的泄洪量与蓄洪量。( 2 ) 网络分析法： 按照各控制点及河道、湖泊建立网络，通过网络分析技术建立系统优化调度模型求 解( 3 ) 模糊动态规划法“1 ：以水库出流过程作为决策向量，在决策向量域内按照模糊 动态规划理论选择一个最接近理想的调度方式作为推荐的调度方式。( 4 ) 预报调度 法：采用洪水类型判别技术，先判别出现洪水的可能类型，再采用相应的调度方式进 行三峡水库及其他水库的防洪调度，实现上述目标。 随着我国社会经济的迅速发展，水库防洪调度在减轻洪水所造成的自然灾害方 面正起着越来越重要的作用。首先，由于我国洪涝灾害频繁，洪灾损失e l 益加重， 而我国经济发展水平有限，难以在短时间内通过修筑大坝堤防提高防洪标准，也难 以通过开辟新的分蓄洪区和兴建新的水库来提高防洪标准。充分利用现有水库，进 行合理调度不失为一条行之有效的减轻洪灾损失的途径；其次，目前我国许多水库 都已建成水情自动测报系统，通过系统收集到的水雨情信息，作出洪水预报，使得 水库能在洪水到来之前进行预泄，以便为下游进行拦洪错峰，减轻水库下游的洪灾， 同时，通过预蓄也可以减轻防洪与兴利的矛盾；再则，水库的功能不应是一成不变 的，而应是处于一种动态变化的过程中。通过改变水库的功能，使水库只要在洪水 威胁紧迫的短期内承担一定的防洪任务，这对减轻下游的洪灾损失非常有效。 1 4 本文研究的内容 本文主要研究漳卫南运河流域的洪水预报与防洪调度技术和方法。 漳卫南运河流域洪水预报与防洪调度研究，是一涉及到水库、河道与蓄滞洪区 联合控制运用的复杂大系统，包括岳城水库( 及以上主要控制站) ，新村、合河、 淇门+ 刘庄闸、五陵、元村、南陶、四女寺、庆云等8 个控制站，以及良相坡、长 虹渠( + 柳卫坡) 、共渠西上游片、共渠西下游片、白寺坡、小滩坡、任固坡、大名 泛区与恩县洼等9 个蓄滞洪区。 如下图所示。 d 漳卫南运河流域防洪调度系统简图 本文首先通过实时、预报和历史的水雨工情信息的检索和分析，结合气象预报 信息，进行防洪形势分析。同时，根据实时水雨情信息和漳卫南运河洪水预报方案 “，完成河道洪水预报，结合专家经验进行多方会商和综合分析，提出综合的洪水 预报结果，为防洪调度和防汛部署提供重要依据。然后，针对实时降雨预报洪水和 模拟洪水，以人机交互方式，设定或修改防洪工程的运用参数，进行洪水水情仿真 计算，据此拟定多个调度方案，再通过对各方案进行可行性分析和洪灾损失的初步 估算，提出多种方案的综合评价和比较结果，提交会商讨论和决策。 为易于实时、快速地生成流域防洪系统可行调度方案。设计了自动与交互二种 方式拟定流域防洪调度方案：( 1 ) 自动生成方案：根据实时预报的洪水过程，自动生 成防洪调度规划方案；( 2 ) 交互生成方案：采用人机交互方式，制定新的调度方案 或修改已有的调度方案。 水库的调洪计算采用了四阶龙格库塔数值解法。计算速度快、精度高，稳定 性好。更适用于多泄流设备、变泄流设备开启状态、变调洪计算时段长的复杂情况。 水库调度决策模型采用了多目标水库防洪调度决策的模糊优选模型。可描述调度决 策人员的经验，便于决策人参与模型的求解过程。 对于蓄滞洪区的洪水演进，采用非正交网格有限体积法求解二维方程组。这一 方法具有通量守恒，计算简便，编制程序容易，同时又有网格划分灵活能适应复杂 计算区域和边界条件等诸多优点。 第二章流域概况及防洪调度方案 2 1 流域概况 漳卫南运河是海河流域五大水系之一，也是海河流域最南部的防洪骨干水系， 位于东经1 1 2 。1 1 8 。，北纬3 5 。3 9 。2 _ n ，西以太岳山为界，南接黄河、徒 骇河、马颊河，北界滏阳河，东达渤海。河道流经山西、河南、河北、山东、天津 四省一市，流域面积3 7 7 0 0 k m 2 。 漳卫南运河流域图见下图： 流域西部( 上游) 地处太岳山东麓和太行山区，地面高程一般在海拔1 0 0 0 m 以上，为土质丘陵区和石质山区；东部及东北部( 中下游) 为广阔山前洪积、 坡积、冲积平原。山区、丘陵区面积2 5 4 6 6 k m 2 ，占流域总面积的6 8 ；平原面积 1 2 2 3 4 k m 2 ，占流域总面积的3 2 。西部山区与东部平原直接相接，山前丘陵过渡 区很短。地形总的趋势西高东低，地面坡度山区丘陵区为l o o 5 ，平原为 0 1 0 3 左右。平原内微地形复杂，中游分布着大小不等的几个洼地，成为 河道的行滞洪区；下游沿海岸带为滨海冲积三角洲平原。 漳卫南运河水系由漳河、卫河、卫运河、漳卫新河和南运河组成。 漳河上游支流众多，水系呈扇形分布，主要支流有清漳河与浊漳河两支： 清漳河又分东西两源，均发源于太行山区，清漳东源发源于山西省昔阳县漳槽 村附近，清漳西源发源于山西省和顺县西部之八赋岭，二者于下交漳相汇，清 6 漳河所经之地皆为石质山区，山高谷深，岩石裸露，坡陡流急，含沙量小，峡 谷与盆地交错，谷宽约2 0 0 m ，入涉县境内广阔地带则达2 k m 以上，比降1 6 0 0 ； 浊漳河又分北、西、南三源，均发源于太岳山区，三源上分别建有关河、后湾、 漳泽三座大型水库，控制流域面积分别为3 1 4 6 、1 2 9 6 、1 7 4 7 k m 2 。浊漳北源又称 榆社河，发源于山西省榆社县柳树沟，浊漳西源源出山西省沁县漳源村附近， 浊漳南源源出山西省长治市蜂河里村附近山麓。浊漳河流经土质丘陵区、盆地， 洪水挟带泥沙，是漳河泥沙的主要来源地，石梁以下再入峡谷，山高谷深，河 宽约2 0 0 m ，最窄处约5 0 m 。清漳与浊漳在合漳村汇合后称漳河，合漳村以下漳 河两岸山谷陡峭，峰峦壁立，水流湍急，比降1 1 0 0 1 3 0 0 ，至岳城水库出山 区进入平原后，河底平均坡降约1 2 4 3 0 。京广铁路桥以下高庄、太平庄起至徐 万仓两岸有堤防约束，岳城水库以下干流河道长约1 1 9 k m ，其中京广铁路桥至南 尚村4 6 2 k m 河段为游荡性河道，南尚村至徐万仓段为游荡性向蜿蜒性发展的河 道。漳河流域面积1 9 5 3 7 k m 2 ，山区约占9 5 。 卫河原发源于河南省辉县苏门山之百泉；5 0 年代曾视运粮河为卫河上游干 流；以后又改以大沙河为卫河上游的干流，源于太行山南麓山西省陵川县夺火 镇南岭。先后纳左岸的淇河、汤河、安阳河等十余条梳齿状山区支流，于徐万 仓与漳河交汇。淇河是卫河的主要支流，京广铁路以上为山区河道。比降较陡， 约为l 1 0 0 l 2 0 0 ；进入平原后，河槽变宽，坡降渐缓，蜿行2 6 k m 于淇门汇入 卫河，流域面积2 1 4 2 k m 2 。1 9 5 8 年为引黄修建的共产主义渠，自合河起傍卫河左 岸至老观嘴汇入卫河，1 9 6 2 年停止引黄后用于行洪。淇门以上卫河基本用于排 涝，淇门以下卫河洪涝合排。卫河两侧有良相坡、柳围坡、长虹渠、共渠西、 白寺坡、小滩坡、任固坡七个行洪、蓄滞洪区。卫河自合河镇起筑有堤防，干 流全长2 8 6 k m ，流域面积1 5 2 2 9 k m 2 ，其中山区约占6 0 。 漳、卫两河于徐万仓相汇后称卫运河。卫运河是一条蜿蜒性河道，自徐万仓 至四女寺枢纽河长1 5 7 k m ，中间无支流汇入。四女寺枢纽上游、卫运河右岸有恩 县洼为蓄滞洪区。 南运河自四女寺节制闸向北，跨子牙新河于东淀入大清河，河长3 3 2 k m ，河 道蜿蜒曲折，弯道明显。南运河右岸有捷地、马厂两减河向东北分流，捷地减 河长约8 5 k m 于高尘头入渤海，马厂减河汇流入大清河尾闾独流减河。 漳卫新河自四女寺南、北进洪闸向东至大河口入渤海，河道长度2 4 4 k m ，是 一条人工开挖的比较顺直的微曲型河道。漳卫新河上段分为岔河、减河两支， 河长分别为4 4 k m 、5 3 k m ，岔河、减河于大王铺汇合，汇合后长度1 4 7 k m ( 至海 丰) 。 漳卫南运河流域范围涉及晋、冀、鲁、豫、津四省一市，耕地面积4 4 0 0 余 万亩。出山区进入平原后，漳河岳城水库以下、卫河淇门以下防洪保护区面积 约2 9 4 4 0 k m 2 。本流域为重要粮棉产区，主要粮食作物有小麦、玉米、谷类，经 济作物有棉花、大豆、花生等。流域内工业发展迅速，主要工业有电力、钢铁、 纺织及各种化工工业。山西省煤炭资源丰富，储量及产量在全国占有重要地位。 流域内交通运输业发达，京广、京九、津浦等重要的铁路，京深、京福、京开 高速公路，1 0 7 、1 0 6 、1 0 5 国道等重要交通线横贯南北，与地方公路、铁路交织 成网，四通八达。 解放后发生全流域较大洪水主要有五次，分别是1 9 5 3 年、1 9 5 6 年、1 9 6 3 年、1 9 8 2 年和1 9 9 6 年，其中1 9 6 3 年和1 9 9 6 年洪水影响较大，造成损失较重。 1 9 6 3 年洪水主要受西南涡影响，8 月上旬流域普降特大暴雨，岳城水库以 上平均旬降雨量3 7 2 9 m m ，卫河流域接连普降3 次暴雨，雨量为4 7 1 m m ，8 月5 日漳河岳城水库坝前洪峰流量7 0 4 0 m 3 s ，施工期间的岳城水库最大下泄流量 3 5 0 0 m 3 s ，堤防决i ：18 0 余处，淹大名滞洪区耕地3 7 6 3 万亩，阎桥溃堤，洪水 进入黑龙港地区，淹没耕地7 5 0 万亩。卫河各蓄滞洪区先后启用滞洪。8 月1 0 日2 2 时，卫运河称钩湾出现洪峰流量3 2 4 0 m 3 s ，1 1 日右岸冯圈决口，1 3 日恩 县洼开始滞洪。据不完全统计，1 9 6 3 年洪水，全流域决、漫溢口门达6 0 0 余处， 淹地1 5 0 0 万亩，塌房近6 0 万间，死亡近千人。 1 9 9 6 年洪水主要受8 号强台风影响，8 月2 日夜间至5 日凌晨漳、卫河流 域突降特大暴雨，卫河淇河土圈站达6 3 2 m m ；漳河最大为郝赵站4 2 4 m m 。清漳河 匡门口站洪峰流量5 2 5 0 m 3 s ，浊漳河石梁站洪峰流量3 8 8 m 3 s ，漳河干流观台站 洪峰流量为8 9 1 0 m 3 s ( 海委调查数据) ，岳城水库最大下泄流量1 5 0 0 m 3 s ，削减 洪峰8 3 。卫河的险情主要由淇河洪水造成，良相坡、共西滞洪区自然滞洪，长 虹渠漫溢倒灌，造成决口。卫河元村站洪峰流量9 1 5m s s ，卫运河临清站洪峰 流量为1 8 4 0m 3 s ，四女寺洪峰流量1 6 9 0 m 3 s 。据统计，干流河道共发生重点险 情1 4 0 余处，其中漳河1 5 处，卫河3 l 处，卫运河2 9 处，漳卫新河6 5 处。 2 2 防洪体系及调度方案 2 2 1 防洪体系 建国以后，漳卫河系于5 0 年代中期、6 0 年代中期、8 0 年代中期进行了三 次防洪规划。在三次规划的指导下，逐步确定了漳卫河系防洪标准为防御1 9 6 3 年型洪水，相当于5 0 年一遇。经过建国后5 0 年代及7 0 8 0 年代两次大规模治 理，按照上蓄、中疏、下排、适当地滞的防洪指导方针，整个河系已初步建成 了由水库、河道、蓄滞洪区、分洪枢纽所组成的防洪工程体系。同时为了满足 沿河两岸工农业用水的需要，还建设了一些拦河蓄水闸及引水工程。 漳卫南局所辖防洪工程包括岳城水库及以下漳河、淇门以下卫河、刘庄闸 及其以下共产主义渠、卫运河、漳卫新河、南运河( 四女寺至第三店) 、四女寺 枢纽及恩县洼滞洪区的西郑庄分洪闸和牛角峪退水闸。河道总长8 1 4 k m ，堤防总 长1 5 3 6 k m 。漳卫南局管辖的引水、蓄水工程包括卫运河临清引黄穿卫立交枢纽 和入卫老闸及祝官屯( 兼有航运功能) 、袁桥、吴桥、王营盘、罗寨、庆云、辛 集( 兼有挡潮功能) 等7 座拦河闸。漳卫南局所辖河道堤防上共有险工2 6 7 处， 各种穿堤建筑物1 4 5 6 个。 全水系共有1 0 个蓄滞洪区，其中沿漳卫南局管辖的河道干流分布着8 个， 包括卫河上的良相坡、长虹渠、白寺坡、共渠西、小滩坡、任固坡以及漳河大 名泛区、卫运河恩县洼。 2 。2 2 调度方案 2 2 2 1 岳城水库调度方案 岳城水库在全河系的防洪工程体系中发挥着举足轻重的作用，在1 9 8 7 1 9 9 1 年大坝加高加固工程结束以后，水利部以“关于岳城水库汛期调度运用方 案请示的批复”( z k 汛( 1 9 9 2 ) 7 0 号) 批准了岳城水库新的调度运用方案，内 容如下： 一、岳城水库近期非常运用洪水标准按部水规( 1 9 9 2 ) 4 8 号文件批复的二千 9 年一遇标准执行。 二、同意主汛期( 7 月i 日至8 月10e 1 ) 汛限水位为13 4 米，起调水位为13 2 米。汛期要做好气象、水文预报工作，当预报有暴雨洪水发生时，须采取预泄 措施，在洪水入库前将库水位降至1 3 2 米，确保水库防洪安全。水库运用方式， 仍按水利部( 7 9 ) 水管2 7 号文件规定执行，v r 2 - 年一遏及其以下洪水限泄5 0 0 立 方米每秒；三年以上至三十年一遏限泄15 0 0 立方米每秒；三十年以上至五十年 一遇限泄3 0 0 0 立方米每秒；大于五十年一遏不限泄。 三、后汛期水库调度运用仍按中央防办( 8 7 ) 中汛办3 0 号文件规定执行。即： 8 月2 1 日至9 月3 0 日汛限水位1 45 米，8 月1 1 日至2 0 日为过渡期，水位控制 最高不超过1 4 1 米。运用方式为十年一遏及其以下限泄5 0 0 立方米每秒；十年 以上至五十年一遇及其以下限泄1 5 0 0 立方米每秒；五十年以上至百年一遇限泄 3 0 0 0 立方米每秒：超过百年一遏不限泄。 四、同意超过二千年一遇洪水爆破2 号副坝的非常措施方案，并进一步核 实使用2 号副坝的判断条件。要密切注视、准确掌握遭遇恶劣天气变化情况， 非常措施实施时要提前1 2 小时报国家防总批准。 2 2 2 2 河系调度方案 由于河道淤积等原因，漳卫南运河部分河段的泄洪能力下降，水位壅高， 原以河道设计流量作为保证标准的调度方案已不适应工程现状。“9 6 8 ”洪水后， 国家防总以“关于印发漳卫南运河洪水调度方案的通知”( 国汛 1 9 9 7 1 7 号) 下 达了河系新的洪水调度方案，主要内容如下： 岳城水库按三级运用，三年一遏洪水限泄5 0 0 立方米每秒，三年至三十年 一遇洪水限泄15 0 0 立方米每秒，三十年至五十年一遇洪水限泄3 0 0 0 立方米每 秒，大于五十年一遇洪水不限泄。 漳河左堤和穿漳涵洞以上右堤保证流量2 0 0 0 立方米每秒，穿漳涵洞以下右 堤保证流量1 5 0 0 立方米每秒。当岳城水库泄量超过1 5 0 0 立方米每秒时，在漳 河右堤东王村附近扒口向大名泛区分洪，确保漳河左堤安全。 - 3 卫河发生大水，在确保岳城水库大坝安全的前提下，相机利用岳城水库 错峰。 1 0 卫河各河段保证水位为：淇门小李庄站6 6 1 0 米( 黄海标高，下同) ，西 元村站5 5 50 米，元村站4 9 6 8 米。遇超过保证水位标准洪水时，充分利用良 相坡、柳围坡、长虹渠、共渠西、白寺坡、小滩坡和任固坡等坡洼滞洪削峰， 严格控制老观嘴( 五陵水文站) 流量不超过15 0 0 立方米每秒。 卫运河各河段保证水位为：南陶站4 2 8 0 米，临清桥上3 6 7 8 米，西郑庄 闸上2 7 7 9 米，四女寺闸上25 2 7 米。漳卫新河保证水位为：袁桥闸上2 3 2 1 米， 吴桥闸上2 2 0 7 米。2 1 0 _ v _ i 垂河、漳卫新河洪水超过保证水位，沿河各级政府须 加强防守，充分利用河道强迫行洪。当河道堤防发生严重险情，为避免堤防决 口，开启西郑庄闸向恩县洼分洪。 四女寺闸以下南运河各河段保证水位为：四女寺节制闸闸下2 1 8 2 米，捷 地闸上1 0 8 0 米，九宣闸上7 1 0 米。 五、遏以上安排仍不能解决的超标准洪水时，采取应急措施，确保漳河左 堤、卫运河左堤安全。 调度权限 岳城水库泄量在1 50 0 立方米每秒以下和河道水位低于保证水位时，由海委 漳卫南运河管理局负责调度。岳城水库泄量超过15 0 0 立方米每秒时，由海河水 利委员会报请国家防汛抗旱指挥部批准。 大名泛区的分洪运用由河北省防汛指挥部按照本调度方案组织执行。 卫河坡洼的分洪运用由河南省防汛指挥部按照本调度方案组织执行。 恩县洼的分洪运用由海河水利委员会报请国家防汛抗旱指挥部批准。西郑 庄闸开闸分洪由海委漳卫南运河管理局负责实施。恩县洼内群众转移和安全救 生等工作由山东省防汛指挥部负责组织实施。 2 0 0 1 年国家防总又咀“关于岳城水库调度权限的批复”( 办库 2 0 0 1 1 4 0 号) 将岳城水库的调度权限作了调整，文件部分内容如下： 岳城水库是海河流域漳卫河系以防洪为主的大型水利枢纽工程，其调度运 用涉及河南、河北等省的防洪安全，至关重要。为进一步做好漳卫河系防洪与 统一调度工作，经研究，决定对岳城水库调度权限调整如下：岳城水库调度由 水利部海河水利委员会负责。 2 2 2 3 蓄滞洪区运用原则 蓄滞洪区的运用原则见下表。 工程名称运用原则历史最高水位 当岳城水库下泄流量超过1 5 0 0 r n 3 s 时，在东王村附近扒 大名泛区 口向大名泛区分洪，最大分洪流量l s o o m 。 当淇河水位超过阎村分洪口门底高程6 7 7 5 米时，洪水 1 9 6 3 年8 月2 日，最 良相坡自然漫溢分洪入良相坡；当共渠来水，水位超过弃土豁高水位6 8 4 0 m ( 1 0 口高程时，自然向良相坡溢洪。 亿m 3 ) 。 良相坡自然滞洪水位超过6 7 o m ，卫河小李庄水位超过 6 6 1 m ，预报上游继续来大水时，相机在淇河左岸枋城 扒口分洪入共渠西行洪区，或在卫河右岸淇门扒口入长 1 9 6 3 年8 月6 日，最 长虹渠高水位6 3 9 5 m ( 15 6 虹渠，并倒灌柳围坡。当长虹渠牛寨水位超过6 2 6 1 m 亿m 3 ) 。 时，破开曹湾溢洪堰堵坝并扒开左岸王湾进洪口门入白 寺坡。 当共渠刘庄闸下泄流量超过4 0 0 m 3 s 时，在童山东北共 共渠西渠左堤豁口分洪入共渠西下游片滞洪：当淇河来水较大 时，在淇河枋城西坡堤分洪入共渠西上游片滞洪。 当长虹渠牛寨水位超过6 2 6 1 m 时，破开曹湾溢洪堰堵 坝并扒开左岸王湾进洪口门，使洪水穿过卫河进入白寺1 9 6 3 年8 月7 日，最 白寺坡坡滞洪区：当枋城扒口分洪后，李桥水位达到6 3 5 m 时，高水位6 1 7 m ( 3 1 0 在共渠邢固南北扒开共渠左右堤分洪进入白寺坡滞洪 亿n f ) 。 区。 当白寺坡中心农场水位达6 0 o m 时，老观嘴流量超过 1 9 6 3 年8 月8 日，最 小滩坡高水位5 9 4 0 m ( 1 4 0 1 5 0 0 m 3 s 时，在圈里村南卫河右堤分洪入小滩坡。 亿m 3 ) 。 当卫河浚内沟口行洪流量超过1 5 0 0 m 3 s 或西元村站水1 9 6 3 年8 月9 日，最 任固坡位超过5 5 5 m 时，在北五陵以北扒开卫河左堤，沿卫河高水位5 8 2 0 m ( 2 5 北侧行洪，分洪入任固坡。 亿m 3 ) 。 如卫运河、漳卫新河洪水超过保证水位，且河道堤防发1 9 6 3 年8 月2 5 日， 恩县洼生严重险情时为避免堤防决口，开启西郑庄闸向恩县最高水位2 59 3 m 洼分洪。( 6 7 7 亿m 3 ) 。 为明确各方面的责任，规范洪水调度程序，细化实施步骤，依据目前执行 的调度方案，结合工程现状及各省的防洪预案，由海委组织编制了漳卫南运 河洪水调度规程。 2 2 2 4 当前防洪体系存在主要问题 1 、岳城水库 按照水利水电工程等级划分及洪水标准( s l 2 5 2 - - 2 0 0 0 ) 的规定，岳 城水库校核洪水标准应为万年一遇，而且前只接近2 0 0 0 年一遇( 1 8 5 0 年一遇) ， 且工程亦存在诸多隐患，影响自身及下游防护区的防洪安全。此外防御非常洪 水措旖( 爆破2 号小副坝) 涉及环节多，影响范围广，口门无法控制，一旦泄 洪将危及大坝安全，后果极其严重，方案不可行。 2 、河道堤防 根据复核计算结果，卫运河油坊镇以下、漳卫新河部分河段及南运河行洪 能力低于原设计标准。再考虑堤身与堤基质量、堤防隐患、险工险段、穿堤建 筑物、桥梁、河口淤积等的综合影响，原设计行洪流量更难于保证。“9 6 8 ” 洪水进入平原河道后，虽只相当于十几年一遇，尚属中等偏下，但却使河道工 程经受了一次严峻的考验，共发生1 4 0 处较大险情，充分暴露出隐患多、行洪 能力不足的问题。