呂高德
(甘南縣音河水庫管護中心,黑龍江 齊齊哈爾 162100)
音河水庫始建于1958年,1989年正式通過驗收并運行。庫區(qū)位于黑龍江省甘南縣城西北4 km處,嫩江右岸音河支流中游,壩址位于東經(jīng)123°27′31.8″,北緯47°56′38.0″,庫區(qū)控制流域面積1660 km2,是一座以防洪灌溉為主,兼顧養(yǎng)魚發(fā)電及旅游等綜合利用的大型水庫。
音河水庫樞紐工程由土壩、溢洪道、副壩、放水閘、水電站和平交堰組成。工程等級為Ⅱ等2級,按100 a一遇洪水設計,2000 a一遇洪水校核。校核洪水位208.10 m,相應庫容2.56億m3,設計洪水位206.10 m,相應庫容1.91億m3,正常蓄水位205.07 m,相應庫容1.61億m3,汛限水位204.35 m,相應庫容1.42億m3,死水位196.70 m,相應庫容0.14億m3。防洪保護下游甘南鎮(zhèn)、興十四鎮(zhèn)、長山鄉(xiāng)、北京雙河農場、哈拉海農場和齊市梅里斯區(qū)等5.33多萬公頃農田與21.3萬人的人民生命財產安全。因原征地高程203.60 m至除險批復征地高程206.10 m之間未進行淹沒補償,目前按主汛期汛限水位201.80 m、汛限庫容0.84億m3。后汛期汛限水位202.60 m、汛限庫容1.00億m3運行。
為了掌握音河水庫上游的降雨分布,為音河水庫防汛調度提供數(shù)據(jù)信息,2001年開始建立水庫站(水位站、雨量站)、霸王溝站(雨量站)、牧點站(雨量站)、孔家溝站(雨量站)、九三站(水位站、雨量站)、第一村站(雨量站)、韓家溝站(雨量站)、永恒站(雨量站)、向陽峪站(雨量站)、朱林村站(雨量站)、平安站(雨量站)等雨量遙測站11個、水位站2個,使用雨量、水位遙測系統(tǒng),以實時、自動測報方式工作。其中,九三水位站位于音河水庫上游流域的中游,控制著60%流域面積,通過九三站的水雨情信息及下游的雨情信息,可以有效地預報音河水庫的入庫流量及庫水位的起漲時間,為音河水庫的防洪調度提供了保障。11個雨量站、2個水位站提供的雨量、水位信息,能夠滿足防洪調度和水情預報的精度要求,可以有效對音河水庫的防洪調度和領導決策提供依據(jù)[1]。
(1)壩頂混凝土路面存在少量縱向表層裂紋,防浪墻存在多處0.2 mm左右縱向表層裂縫,迎水側混凝土護坡水位變化區(qū)存在局部剝蝕裂縫,迎水側建筑物兩側護坡存在局部隆起脫裂現(xiàn)象,背水坡踏步混凝土有開裂脫落情況。
(2)溢洪道進口段擋土墻及閘墩水位變化區(qū)混凝土凍融剝蝕,啟閉室屋檐抹面脫落、室內墻面發(fā)霉、墻皮脫落,五扇弧形閘門及一扇檢修閘門存在不同程度的銹蝕現(xiàn)象和輕微漏水。
(3)放水閘進口段擋土墻抹面剝蝕脫落,出口段擋土墻水位變化區(qū)凍融剝蝕,放水洞閘門防腐涂層脫落;工作橋及各部位欄桿涂層脫落。
(4)大壩測壓管失效4個(1-3、6-1、6-2、6-3),放水閘基底揚壓力測壓管失效2個(F-5、F-6),繞滲測壓管失效7個(僅Y-3有效)。
根據(jù)水庫各項防洪能力復核結論,水庫防洪標準及大壩抗洪能力基本滿足規(guī)范要求,洪水能夠安全下泄;2021年6月,經(jīng)第三方機構安全鑒定,初步鑒定水庫大壩為二類壩,滿足防汛及興利的運行指標,能夠正常運行。
3.1.1 暴雨特征
音河流域地處大興安嶺南坡,受地形和天氣因素影響,音河流域7月、8月常有暴雨和特大暴雨發(fā)生。
3.1.2 洪水特征
音河流域為一狹長型流域,水庫上游均為山區(qū),兩岸支流分布均勻且集水面積較小,最大的支流集水面積僅380 km2,故音河洪水多為陡漲陡落的山區(qū)型洪水過程,夏汛洪水多發(fā)生在6—8月,峰高量大,單峰型居多,洪水過程一般為7~15 d。春汛為4—5月,洪水峰量均較小,對水庫影響不大。
3.1.3 徑流特征
年平均徑流深為100 mm左右,且年內分配不均,主要集中于夏秋兩季,6—9月徑流約占全年的70%左右,冬春季很少,一般12月—翌年2月 均屬斷流。徑流年際變化較大,變差系數(shù)達0.66。
3.2.1 控泄標準
水庫汛期控泄流量采用三級控制,下泄流量由大到小,逐級控制。一級控泄考慮下游河道兩岸農田的排澇要求,控制河道水位較低,允許下泄小于河道安全流量;二級控泄考慮河道堤防內農田不受淹,要求以河道泄量控制;三級控泄考慮下游交通干線和城鎮(zhèn)的安全,以保護區(qū)的主要堤防確定許可下泄流量[2-3]。
音河水庫防洪調度權限歸屬齊齊哈爾市水務局,水庫防洪調度主汛期為6月15日—8月31日,汛限水位為201.80 m;后汛期為8月31日—9月20日,汛限水位為202.60 m。根據(jù)音河水庫短期預報和河道洪水演進情況,水庫調度采取二級控泄,標準為50 a和100 a,農堤按20 a一遇622 m3/s為一級控制泄量,城堤按50 a一遇945 m3/s 為二級控制泄量。
3.2.2 洪水調度計劃
當發(fā)生50 a一遇洪水時,入庫流量小于一級控泄流量622 m3/s,按泄量等于來量控泄;入庫流量大于一級控泄流量622 m3/s,按622 m3/s控泄;入庫流量小于一級控泄流量622 m3/s,按622 m3/s 控泄,直到庫水位回降到汛限水位201.80 m,其最高水位即為一級控泄防洪高水位。
當發(fā)生100 a一遇洪水時,先按50 a一遇洪水控泄;庫水位高于一級防洪高水位,按二級控制泄量945 m3/s控泄,其最高水位為二級防洪高水位。
當發(fā)生超100 a一遇洪水時,依次按50 a一遇及100 a一遇洪水控泄,庫水位高于二級防洪高水位,閘門全部打開自由泄流。
3.2.3 2021年洪水調度情況
(1)1號洪水調度過程
6月14—16日降雨,最大點降雨量為88 mm(14日紅旗牧場),流域平均降雨量為122 mm,本次降雨形成的洪水過程中最大3 h洪峰流量為122 m3/s,出現(xiàn)日期為17日,1 d 日洪量121.36萬m3,3 d洪量940.87萬m3,7 d洪量1823.01萬m3,為低于10 a一遇洪水標準,徑流比為1.1%。
按照市水旱災害防御中心調度令,自15日14時起,將水庫總泄量調整為30 m3/s。17日8時,庫水位達到201.76 m,入庫流量為50.5 m3/s,17日11時10分,出庫總泄量由30 m3/s 調整為50 m3/s。17日11時10分,庫水位達到201.81 m,為本次洪水的最高庫水位,超過汛限水位0.01 m。17日17時35分,庫水位降至汛限水位201.80 m,出庫流量由50 m3/s。
(2)2號洪水調度過程
6月18—20日降雨,最大點降雨量為34 mm(19日朱林村),流域平均降雨量為34 mm,本次降雨形成的洪水過程中最大3 h洪峰流量為156 m3/s,出現(xiàn)日期為21日,1 d洪量105.84萬m3,3 d洪量1074.38萬m3,7 d洪量2302.99萬m3,為低于10 a一遇洪水標準,徑流比達到44.05%。
根據(jù)降雨量、降雨分布及九三站水位漲幅,按照市水旱災害防御中心調度令,19日19時30分,出庫總泄量由50 m3/s調整為80 m3/s。20日10時,庫水位達到201.90 m,最大入庫流量達129 m3/s。20日 11時起,出庫總泄量由80 m3/s 調整為100 m3/s。20日17時25分,庫水位達到201.92 m,為本次洪水的最高庫水位,超過汛限水位0.12 m。21日17時50分,庫水位降至汛限水位201.80 m,出庫流量為45 m3/s。
(3)3號洪水調度過程
7月17—18日降雨,最大點降雨量為133 mm(17日向陽峪),流域平均降雨量為98 mm,本次降雨形成的洪水過程中最大3 h洪峰流量為334 m3/s,出現(xiàn)日期為18日,1 d 洪量486.86萬m3,3 d洪量3729.02萬m3,7 d洪量6341.55萬m3,為超10 a一遇洪水標準,徑流比達到51.3%。
7月18日6時庫水位達到201.55 m,入庫流量達340 m3/s。根據(jù)降雨量、降雨分布、九三站水位漲幅,按照市水旱災害防御中心調度令,18日 7時,出庫總泄量由45 m3/s調整為100 m3/s。19日20時,庫水位達到202.44 m,為本次洪水的最高庫水位,超過不汛限水位0.64 m。23日19時45分,庫水位降至汛限水位201.80 m,出庫流量為20 m3/s。
(4)4號洪水調度過程
8月24—26日降雨程,最大點降雨量為77 mm(25日紅旗牧場),流域平均降雨量為66 mm,本次降雨形成的洪水過程中最大3 h洪峰流量為135 m3/s,出現(xiàn)日期為26日,1 d洪量149.47萬m3,3 d洪量1413.94萬m3,7 d洪量2460.22萬m3,為低于10 a一遇洪水標準嗎,徑流比達到31.3%。
根據(jù)降雨量、降雨分布及九三站水位漲幅,按照市水旱災害防御中心調度令,8月26日9時,出庫總泄量由20 m3/s調整為100 m3/s。8月27日8時45分,庫水位達到202.01 m,為本次洪水的最高庫水位,超過汛限水位0.21 m。8月 30日8時,庫水位降至201.66 m。
因9月1日開始為后汛期,汛限水位202.60 m,按照市水旱災害防御中心調度令,8月30日8時30分將溢洪道和放水閘全部關閉,停止泄洪。
水庫洪水調度必須服從有調度權限的防汛指揮部門的調度,并嚴格執(zhí)行經(jīng)批準的水庫調度運用計劃,及所在流域區(qū)域防洪規(guī)劃和洪水調度要求。綜合確定水庫汛期運行的各特征水位和蓄泄方案,科學安排,做到有計劃地蓄水和泄洪,充分發(fā)揮水庫的蓄泄、滯洪和削峰作用,力爭在防洪、灌溉、發(fā)電等各方面發(fā)揮最大效益。