沭河莒县段防洪调度分析.doc

沭河防洪综合调度分析 摘要：本文根据三大本水库防洪兴利调度方案，结合河道行洪标准，推算河道组合流量，提出确定河道行洪安全的错峰时间流量数值原则，进而确保河道行洪安全，减少沿河群众不必要的损失。关键词：沭河；防洪调度；控制断面；错峰原则；防御方案1、沭河概况沭河发源于沂山南麓泰薄顶，流经沂水县，自莒县棋山镇北陈庄西入境，流经安庄、棋山、洛河、招贤、阎庄、店子、城阳、陵阳、刘官庄、长岭、夏庄、小店12个乡镇，到夏庄镇赵家孟堰，县内全长76.5公里，（其中青峰岭大坝以下长56.5公里）,流域面积1718.4平方公里,占全县总面积的88%,现有堤防58公里(包括支流回水段堤防),保护着莒县县城及沿河两岸492个村庄40多万口人、37万亩耕地安全。境内地势北高南低，四周环山，中部丘陵、平原洼地相连。沭河北入南出，纵贯南北，24条支流呈“非”字型分布，流域面积1718.4平方公里，占全县总面积的88%。沭河汛期来水快、涨势猛、水流急，历史上曾给莒地人民，特别是沿河人民群众带来了无数的水患。按照规划，沭河堤防防洪标准为二十年一遇洪水设计，五十年一遇洪水校核，实际现状防洪标准袁公河入口处以上段达到二十年一遇暴雨洪水标准，以下段达到五十年一遇暴雨洪水标准，其中主要险段有：左岸小店镇山疃-西辛河段（桩号83+600-84+850）、陵阳镇大汪头-店子集镇后西庄段（桩号96+300-106+280），右岸夏庄镇东旺疃-西旺疃段（桩号87+030-89+160）、刘官庄镇前云-阎庄镇郭当门段（桩号95+770-117+000），以及支流回水段，虽经2008-2012年加固过、但尚难保证发挥其应有的作用。沭河在莒县境内有较大支流8条，右岸有：洛河、柳青河、黄花河；左岸有：袁公河、大石头河、店子河、鹤河、小店河。这些支流均属山洪河道，源短坡陡，主河道上宽下窄，极易形成洪涝灾害。根据莒县水利志记载，1950年至1988年间洪涝灾害发生年份有10年，平均4年一遇，特大洪水年有3年，平均13年一遇。莒县地处中纬度地带，属于暖温带季风区大陆性气候。四季分明：春季温和，风多雨少；夏季炎热，雨量集中；秋季凉爽，少雨干旱；冬季寒冷，雨雪稀少。多年平均降水量850mm，地表水多年平均径流量约6.2亿立方米。区间流域面积236.7平方公里，属于平原地区。此段河长30公里，河道比降0.1%。官河口控制断面处河底宽325米、河口宽400米河底高程103.2米，二十年一遇暴雨洪水防洪水位109.77米防洪流量4000立米每秒；五十年一遇暴雨洪水水位110.51米安全泄量5000立米每秒。2、官河口控制断面组合流量计算官河口位于335省道下游500m处、控制断面上游有大中型水库三座（莒县内），分别是峤山水库、小仕阳水库、青峰岭水库。峤山水库是一座中型水库，位于莒县城东北15km处袁公河支流大石头河上、峤山镇驻地南1km处；1958年4月兴建、7月22日建成，控制流域面积81 km2，总库容4738万方，兴利库容3036万m3，兴利水位147.50m。是一座以防洪为主，结合灌溉、发电、养殖、乡镇供水综合利用的中型水库，水库百年设计、设计水位150.20、千年校核、校核水位151.29。小仕阳水库位于沭河支流袁公河中游，莒县招贤镇小仕阳村东500m。水库于1958年10月兴建，1959年6月建成运行，控制流域面积281km2，总库容1.3489亿m3，兴利库容0.6834亿m3，是一座以防洪为主，结合灌溉、发电、养殖、乡镇供水综合利用的大(2)型水库。水库防洪能力为百年设计、五千年校核标准，设计洪水位155.55m，校核洪水位158.11m。青峰岭水库为山东省第四大水库，位于莒县县城西北30公里淮河流域沭河上游。流域面积770平方公里，设计水位162.9m,校核水位164.45m,兴利水位162.00m,死水位140.80m，最大库容4.101亿m3，兴利库容2.687亿m3；是以防洪为主，结合灌溉、发电、养鱼等综合性的大（二）型多年调节水库。水库位置图见下图:2.1不计洪水演进损失组合流量：峤山水库二十年一遇暴雨洪水泄量300 m3/s、五十年一遇暴雨洪水泄量478 m3/s、百年一遇暴雨洪水泄量770 m3/s。小仕阳水库二十年一遇暴雨泄洪流量为400立米每秒，五十年一遇暴雨洪水泄量800立米每秒，百年一遇暴雨洪水泄量1193 m3/s；青峰岭水库二十年一遇暴雨洪水泄量1000 m3/s，五十年一遇暴雨洪水泄量1720 m3/s, 百年一遇暴雨洪水泄量2705 m3/s，五千年一遇暴雨洪水泄4524 m3/s；不计洪水演进损失时组合流量见表1.沭河官河口控制断面组合流量表 表1序号洪水标准（年）青峰岭水库Q(m3/s)仕阳水库Q(m3/s)峤山水库Q(m3/s)区间Q(m3/s)组合流量Q(m3/s)120100040030070724072501720800645910407531002705119377010725740450004524269672202.2计入洪水演进损失组合流量：演进计算公式QLM=V/(V/QM+L/VmaxK)式中：QLM水库泄流量演进至距坝址L时的洪水最大流量(m3/s)V水库溃坝时的库容（m3）QM坝址处的溃坝最大流量（立方米/秒）L距坝址的距离（米）Vmax平原取1.5，丘陵区取2.5；山区取4米/秒;K平原取0.85，丘陵区取1.0；山区取1.3;因暴雨洪水时，区间河道亦有径流产生汇入，入渗损失已经没有，故此不计洪水演进损失。3、莒县城防（橡胶坝官河口段）防洪预案3.1沭河莒县段整治前：根据国家防总国汛19948号文批复的沂沭泗河流域洪水调度方案规定：当预报沭河大官庄站洪峰超过4500m3/s,不足5700m3/s洪水时，为现状洪水标准。据此1999年沭河管理局推算沭河河道堤防工程防汛抗洪方案，沭河大官庄洪水流量5170m3/s,老沭河3000m3/s时，沭河莒县段陵阳镇官河口100+610断面洪水位为106.76m。刘河口104+070断面洪水位为109.3米，分段流量为袁公河口以上为1551m3/s,袁公河口以下为3102m3/s时为现状标准洪水。3.2莒县段沭河整治后：2013年以后，根据莒县沭河橡胶坝竣工资料，该断面二十年一遇暴雨洪水安全泄量为4000m3/s、五十年一遇暴雨洪水安全泄量为5000m3/s。该断面上述组合流量二十年一遇为2407m3/s小于安全泄量4000m3/s标准，只要三大水库按照控制泄量运行即可确保安全；五十年一遇暴雨洪水组合泄量为4075m3/s小于安全泄量5000m3/s标准，只要三大水库严格按照控制泄量运行即可确保安全。百年一遇暴雨洪水组合泄量5740m3/s大于安全泄量5000m3/s，为确保河道安全，必须采取措施，实行错峰。3.3错峰原则：根据洪水重现期，确定河道防洪调度原则顺序根据青峰岭、仕阳、峤山水库防洪库容大小根据青峰岭、仕阳、峤山水库雨前水位高低 根据青峰岭、仕阳、峤山水库洪峰传播滞后时间对于沭河防洪而言，超过五十年一遇暴雨洪水，即属于超标准洪水，与上述三大水库超标准洪水不一致。因为河道校核洪水标准远低于三大水库校核洪水标准，此时河道防洪按照超标准洪水调度，水库仍然按照水库控制运用标准限制泄洪，以减少河道行洪压力，确保各方面安全。根据上述原则选择错峰水库名称、错峰时间。三大水库洪峰传播时间表 表2序号水库名称河长（公里）洪峰传播时间（小时）备注1青峰岭275-72仕阳265-63峤山165三大水库超标准洪水数据表 表3序号水库名称设计洪水标准（年）校核洪水标准（年）1青峰岭100100002仕阳10050003峤山1001000优先选择防洪库容大、洪峰传播时间长的水库（例如青峰岭水库），限制其泄洪流量或延迟其泄洪时间；必要时限制青峰岭、仕阳水库同时延迟泄洪、控制下泄流量，以保河道行洪安全。但当三大水库之一出现超标准洪水，必须自由泄流以确保水库大坝安全时，不受此沭河防洪调度原则限制！3.4错峰流量：根据流域降雨量、河道水位、三大水库水位泄流量，确定上述水库延迟泄洪时间、泄洪水库、泄洪流量，最后组合流量小于等于河道安全流量。以确保河道安全为原则。3.5一般洪水防御方案一般洪水分段流量为袁公河口以上为900m3/s，袁公河口以下为1800m3/s，警戒水位为：沭河左岸官河口100+610处为104.80m，右岸刘河口104+670处为107.90m。此时应采取的防御措施为：（1）关闭排水涵闸，落实专人进行防守，注意观察涵洞及周围的变化情况，及时汇报和处理出现的问题。（2）堵复所有路缺口，重要交通路口要备足抢险料物，常备队和巡查员要上堤巡查，发现问题及时汇报，特别注意对险工险段的防守。（3）保证上游青峰岭、小仕阳两座大型错锋泄洪或不泄洪。3.6非常洪水的防御方案：现状标准洪水分段流量为：袁公河口以上2000m3/s,袁公河口以下为4000m3/s。相应水位为：官河口100+610处106.76m。刘河口104+670处109.30m，此时应采取的防御措施为：（1）加固已堵复的路缺口，备好抢险料物，落实专人防守。（2）关闭所有排灌涵闸及过路闸，注意防守。（3）打开张宋、杨店子和庄科拦河坝闸，保持行洪畅通。（4）加强城防段堤防防守，特别是沙堤渗水段，应组织抢险队待命防守，险工要有专人防守。通知无堤段沿河低洼村庄群众转移。3.7超标准洪水防御方案：超标准洪水分段流量为袁公河口以上3000m3/s，袁公河以下为5000m3/s，相应水位为：官河口100+610处为106.92m，东关103+870处为109.07，刘河口104+670处为109.40m。此时应采取的防御措施为：封闭堤防，沿河抢险队、后备队全力以赴上堤防守，抢险物料全部到位。对险工险段重点防守，保持联络畅通，及时传递雨情、水情、特别重视对城防段的防洪抢险，力争把灾害降到最低限度。并通知沿河村庄群众转移。发生以上洪水，当青峰岭水库雨前水位已达160m（汛中限制水位）、小仕阳水库已达153m、峤山水库水位已达146.5m，此