河口村水库“2021·7”洪水调度实践_王晓.pdf

河南水利与南水北调 2022年第12期防汛抗旱河口村水库“2021 7”洪水调度实践王晓（河南省河口村水库管理局，河南 济源 459000）摘要：“2021 7”特大暴雨期间河口村水库入库断面最大洪峰流量为4 510 m3/s，为建库以来最大值。此次洪水，通过科学调度，一方面错峰泄洪有效地拦蓄了洪水，减轻了下游的防洪压力，最大程度发挥了水库工程的防洪效益。另一方面为水库积累了宝贵经验，对后期洪水调度具有重要参考意义。关键词：河口村水库；“2021 7”洪水；洪水调度中图分类号：TV122+.1文献标识码：B文章编号：1673-8853（2022）12-0022-02Flood Regulation Practice of Hekou Village Reservoir in July 2021Wang Xiao（Hekou Village Reservoir Administration Bureau of Henan Province,Jiyuan 459000,China）Abstract：During the severe rainstorm in July 2021,the maximum peak discharge of Hekou Village Reservoir at the storage section is4510m3/s,which is the maximum since the construction of the reservoir.During this flood,due to scientific regulation,on the one hand,the staggered peak flood discharge effectively retains the flood,reduces the flood control pressure in the downstream,and gives fullplay to the flood control benefits of the reservoir project to the greatest extent.On the other hand,it has accumulated valuableexperience for the reservoir,which has important reference significance for later flood regulation.Key words：Hekou Village Reservoir;flood in July 2021;flood control0引言2021年进入主汛期以来，受太平洋副热带高压和暖湿气流北移影响，黄河中游降雨频繁，其中三门峡至花园口区间降水量与往年同期相比偏多近一成。7月以来，河口村水库控制流域范围内出现特大暴雨，入库最大流量高达4 510 m3/s，为建库以来最大值。“2021 7”洪水，河口村水库通过多渠道获取雨水情信息，及时分析研判，为上级部门精准调度提供了参考依据，也为后期防汛度汛提供了宝贵经验。1工程概况河口村水库位于河南省济源市克井镇境内，坝址坐落于沁河出山口附近。水库总库容3.17亿m3，控制流域面积9 223 km2，占沁河流域面积68.20%，以防洪、供水为主。水库建成后，提高了沁河下游防洪标准，保证了南水北调中线穿沁工程防洪安全，五库联调（指河口村水库与小浪底、三门峡、陆浑、故县水库5库联合运用）可削减黄河花园口洪峰流量，为完善黄河下游防洪工程体系、改善沁河下游生态环境发挥积极的作用。河口村水库前期工程于 2008 年 5 月开工，主体工程于2011年4月底开工，2016年12月全部完工，2017年10月通过竣工验收。主要建筑物有混凝土面板堆石坝、泄洪洞、溢洪道及电站等，设计洪水标准为500年一遇，校核洪水标准为2000年一遇。水库库区属副热带季风区，据流域内1971-2000年雨量站资料统计，流域内暴雨主要集中在7-8月，多年平均降雨量为600.30 mm，年均气温14.30，年均蒸发量为1 611 mm（E601蒸发皿）。受峡谷型地貌影响，水库两岸高山绝壁，库区降水曲线多呈单峰型或呈双峰型，主峰段洪量集中，一旦遭遇强降水，极易形成洪水过程，且洪水多为陡涨陡落型。通过分析，沁河流域洪水多来源于山西润城至济源五龙口区间，由短时强降雨或连降暴雨形成，洪水集中洪量大。2运用调度情况2021年河口村水库防洪调度由黄河水利委员会负责。根据水库汛期调度运用计划，7月1日至8月31日为前汛期，限制水位238 m，8月21日起可向后汛期汛限水位过渡；9月1日至10月31日为后汛期，限制水位275 m。7月10日至11日、7月19日至23日期间，水库上游普降大到暴雨、局部特大暴雨，水库遭受了两轮强降雨，见图1。为减轻下游河道防洪压力，保证下游济源、焦作等地人民群众生命财产安全和南水北调穿沁工程供水安全，充分发挥工程防洪作用，河口村水库严格执行防汛调度指令，错峰泄洪，有效拦洪削峰。2.1第一轮调度（7月11日至7月14日）7月10日至11日河口村水库上游山西泽州、阳城等区域普降大到暴雨、局部特大暴雨，其中山西窑头11日降雨量达289.50 mm，沁河发生特大洪水。据观测统计，库水位最快10分钟上涨近1 m，经后期分析验证，当日最大洪峰流量达4 510 m3/s，见图2。11日13时，库水位233.11 m，拴驴泉断面出现第一次入库22河南水利与南水北调 2022年第12期防汛抗旱洪峰，水库水位上涨迅速；16时，库水位241.78 m，根据黄河防总调度指令，水库按300 m3/s开始泄洪。12日4时，库水位247.03 m，出入库达到平衡，水位停止上涨。14日4时，库水位237.72 m，降至汛限水位以下，根据黄河防总调度指令，水库停止泄洪，转入正常运行。此次调度，水库历时泄洪60 h，共泄洪6 480万m3。停止泄洪后，库水位受入库流量影响仍小幅度上涨，水库水电站4台机组全负荷发电泄水，库水位至汛限水位后上下略微浮动，最终降至汛限水位以下。截至7月16日18时，水电站泄水420万m3，河口村水库共泄洪6 900万m3。2.2第二轮调度（7月20日至8月11日）7月19日至22日，水库上游再次突降大到暴雨，局部特大暴雨，流域平均日降雨量181.50 mm，其中山西洞底日降雨量达443 mm，库水位自19日7时（237.98 m）起迅速上涨，见图3。20日14时，库水位248.93 m，超汛限水位11 m，根据黄河防总调度指令水库按280 m3/s开闸泄洪。21日2时，库水位252.75 m，入库流量1 990 m3/s；6时，库水位上涨至255.49 m，超汛限水位17.49 m，黄河防总通知水库按500 m3/s的调度指令泄洪；20时，库水位257.88 m，出入库流量基本平衡。22日14时，库水位256.04 m，入库流量逐渐减小，根据调度指令水库按280 m3/s泄洪。至18时，库水位256.31 m，入库流量持续迅速增加，根据调度指令水库调整下泄流量为500 m3/s。23日7时，水位涨至262.09 m（此次蓄水最高水位），接调度指令水库按800 m3/s泄洪。24日11时，库水位261.86 m，根据黄河防总调度指令水库按900 m3/s泄洪。25日14时，库水位240.65 m，根据调度指令，水库按500 m3/s下泄，待库水位降至238 m按控制库水位不超过238 m运行。7月26日至8月20日，河口村水库适时调整库水位不超过238 m，水库进入正常备汛。截至8月2日18时，水库共开闸泄洪17次，拦蓄洪水4.33亿m3，分时段错峰泄洪4.15亿m3。3水情信息获取方式3.1水库水位济源水文局在河口村水库设水文站，对水库大坝水位、库容等进行监测，汛期水文讯息半小时一发报，紧急情况下10分钟一发报；水库右坝肩设水尺，当出现特殊情况时，采取人工观测实时报送；大坝水位线安装高清摄像头，可24 h直观观测。3.2入库断面流量与黄河水文局签订合作协议，将山里泉断面（即入库断面）水位、流量适时同步至河南省水文水资源局和河口村水库防汛信息系统。3.3水库上、下游水情信息委托济源水文局，在水库上游山西境内设置28个自动雨量观测站，可通过防汛信息系统同步查看各站降雨量；同上游张峰水库、下游黄委五龙口水文站均建有水情信息互通渠道。3.4特殊情况“7 11”“7 20”洪峰过后，因洪水突然来袭且来势凶猛，水情信息交换系统出现短暂瘫痪，水库管理局迅速启动应急预案，通过水位上涨情况反推出大致的入库流量、水量等水情信息，分析洪水上涨趋势，及时向水库防汛抗旱指挥部提出防汛建议，为水库安全度汛决策提供及时的参考依据，河口村水库经受住了两次较大洪水考验。反推公式：Q=Wt/t+q（1）式中：Wt1为t1时刻水库蓄水量（m3）；Wt2为t2时刻水库蓄水量（m3）；Wt为t2与t1时段对应水库蓄水量差值（m3），即Wt=Wt2-Wt1；t为t2与t1间时段差值（s），即t=t2-t1；q为出库流量（m3/s）；Q为反推入库流量（m3/s），即库容差除以时间差值加出库流量。例如：某日8时（t1），库水位为246.76 m，根据 河口村水库水位与蓄水量对应关系表 查找到对应库容为 11 518 万m3（Wt1）；当日9时（t2），库水位为246.65 m，对应库容为11 478万m3（Wt2）；根据黄委调度指令，该时段泄洪图1河口村水库上游润城断面至河口村水库区域内日降雨量平均值图图27月8日-16日反推入库示意图水位/m流量图37月17日-8月11日反推入库示意图水位/m流量（下转第37页）23河南水利与南水北调 2022年第12期施工技术3.3异常处理在实施帷幕灌浆施工的过程中，存在一些无法预知的风险，如停水停电、恶劣天气等，必须提前做好风险防范工作，制定出有效的应急预案，才能保证工程施工的顺利进行，在发生异常时及时做出处理和应对。这里对帷幕灌浆施工中的一些常见异常的处理措施进行讨论。3.3.1吃浆过大如果在灌浆过程中，出现了单次吃浆量过大的问题，可以尝试采用少量多次的方式进行灌浆，对每次灌浆的量进行严格控制，直至最终灌浆量达到预设标准后，可以停止灌浆。3.3.2冒浆问题帷幕灌浆环节如果在坝顶或者坝坡位置出现了冒浆的问题，必须立即停止灌浆，将冒浆口挖开，使用黏性土料进行回填夯实。如果冒浆位置出现在钻孔周边，可以使用水泥砂浆封堵。3.3.3串浆问题灌浆时如果出现了相邻孔串浆的问题，需要做好观测分析，若串浆孔灌浆条件良好，并且对坝体不存在负面影响，可以对多个串浆孔进行同时灌浆，不过需要对灌浆顺序进行控制，每个泵灌一个孔。如果灌浆孔的条件不允许同时灌浆，可以使用木塞将串浆孔堵住，然后继续进行灌浆作业。完成灌浆工作后，需要对串浆孔进行冲洗和清扫，然后才能继续该孔的灌浆作业。3.3.4灌浆中断如果因为突发状况导致灌浆突然中断，需要对钻孔进行清洗，尽快恢复灌浆。灌浆作业需要连续进行，若整个冲洗过程中断，需要先对钻孔进行清扫，恢复灌浆后，使用与开始灌注时标号一致的水泥进行灌注。如果灌浆段水泥砂浆灌入过多，影响了灌浆的顺利进行，则可以在浆液中加入速凝剂和稳定浆液，对流速和流量进行控制，适当降低压力。处理完成后，需要再次进行扫孔，依照相关技术要求灌浆，回浆浓度变大时，可以使用相同水灰比的新浆进行灌注。4结语总而言之，在使用帷幕灌浆技术对水库大坝坝基进行除险加固的工程中，需要做好钻孔工作，对孔的质量和安全性进行检查，明确工程质量目标，推动各级工作人员责任的贯彻落实，做好施工工序的控制和施工经验的总结，在保证防渗加固效果的同时，降低工程造价。参考文献：1 熊伟杰.杨坪水库除险加固设计分析 J.水利技术监督，2022（3）：178-181.2 付钊龙.翁坑水库除险加固工程防渗方案研究 J.水利科技与经济，2022（2）：40-43.3 杨奎.防渗处理设计在水库