淮河姜唐湖行蓄洪區(qū)運用效果分析
——以防御2020 年淮河流域性洪水為例

陳富川

一、工程概況

姜唐湖行蓄洪區(qū)位于淮河干流中游安徽省霍邱與潁上交界處，地處淮河干流和潁河、淠河交匯處，是淮河河道堤防工程的重要組成部分，區(qū)內(nèi)總面積121.2km2，湖內(nèi)設(shè)計蓄洪水位26.4m（廢黃河高程，下同），相應(yīng)蓄洪庫容7.6 億m3。主要有進(jìn)洪閘、退水閘、圈堤及沿線的穿堤建筑物等工程，姜唐湖進(jìn)洪閘位于臨淮崗洪水控制工程老淮河主槽與49 孔淺孔閘之間的主壩上，共14 孔，每孔凈寬12.0m，底板高程19.70m，設(shè)計進(jìn)洪流量2400m3/s。姜唐湖退水閘位于正陽關(guān)對面，共16 孔，單孔凈寬10m，底板高程19.00m，設(shè)計行洪流量2400m3/s，反向進(jìn)洪流量1000m3/s。2004 年將姜家湖、唐垛湖兩個低標(biāo)準(zhǔn)行洪區(qū)聯(lián)圩改建成一個高標(biāo)準(zhǔn)行蓄洪區(qū)，改變了原來炸堤行洪的方式。連圩后的姜唐湖行蓄洪區(qū)是臨淮崗洪水控制工程防洪調(diào)度的重要組成部分，分別于2007 年、2020 年兩次進(jìn)洪。2020 年汛期，淮河發(fā)生流域性較大洪水，姜唐湖行蓄洪區(qū)的啟用有效遏制了正陽關(guān)水位的迅猛上漲，大大減輕了淮河中下游的防洪壓力，發(fā)揮了巨大的防洪減災(zāi)效益。本文以2020 年姜唐湖行蓄洪區(qū)的運用為例，依據(jù)水文觀測數(shù)據(jù)和計算資料，通過對上下游河道水位、流量過程的影響，來分析評價運用效果，并提出改進(jìn)工程調(diào)度運用的建議，對于科學(xué)調(diào)度淮河流域行蓄洪區(qū)，合理確定運用時機和開啟方式，取得最佳調(diào)度效果，提供了有益的參考。

二、2020 年運用情況

（一）水情概況

2020 年入汛以來，淮河流域發(fā)生大面積、長時間的暴雨，干流水位漲勢迅猛，淮河王家壩站、潤河集站、正陽關(guān)站從警戒水位漲至保證水位分別僅用時49h、33h、30h，且3 個站水位在11h 內(nèi)相繼超保證水位，在9h 內(nèi)相繼達(dá)到洪峰水位。臨淮崗閘上水位從警戒水位漲至歷史最高水位僅用時19h，7月18 日18 時，省防指將安徽省水旱災(zāi)害防御應(yīng)急響應(yīng)由Ⅱ級提升至Ⅰ級。王家壩站和正陽關(guān)站最高水位分別為29.76m 和26.75m，均列有實測資料以來第2 位；潤河集站、汪集站、臨淮崗站最高水位分別為27.92m、27.60m、27.35m，均列有實測資料以來第1 位。

（二）運用情況

7 月20 日7 時，水文預(yù)報正陽關(guān)站流量將達(dá)10000m3/s、水位達(dá)27.00m（超保證水位0.50m）。根據(jù)淮河防御洪水方案及調(diào)度運用辦法，為盡快降低正陽關(guān)站水位，7 月20 日13 時，姜唐湖進(jìn)、退水閘同時開啟。運用時臨淮崗27.35m，達(dá)到歷史最高水位。正陽關(guān)水位達(dá)到26.66m，超保證水位0.16m。7 月23 日20 時，湖內(nèi)水位達(dá)到26.00m，蓄滿行洪。7 月24 日11 時16 分，湖內(nèi)的最高水位達(dá)26.23m，開啟姜唐湖退水閘16 孔閘門行洪。期間因姜唐湖內(nèi)的戴家湖涵閘發(fā)生嚴(yán)重險情需緊急搶險，7 月26 日12 時10 分，姜唐湖進(jìn)洪閘、退水閘全部關(guān)閉，7 月27 日10 時05 分，姜唐湖退水閘閘門全開退洪。

三、運用效果分析

（一）蓄洪水量

7 月20 日13 時，姜唐湖進(jìn)洪閘、姜唐湖退水閘同時開啟閘門進(jìn)洪。14 時26 分，姜唐湖進(jìn)洪閘14 孔開啟1.9m，流量2400m3/s；14 時40 分，姜唐湖退水閘16 孔閘門開啟0.9m，流量1000m3/s；18 時，姜唐湖進(jìn)洪閘14 孔開啟2.0m，最大流量2588m3/s。姜唐湖退水閘16 孔閘門開啟1.0m，最大流量1070m3/s。7月23 日20 時，姜唐湖進(jìn)洪閘上游水位26.42m，湖內(nèi)水位達(dá)到26.00m，蓄水量7.67 億m3，蓄滿行洪。7 月26 日暫停行洪。此次姜唐湖蓄洪自7 月20 日13 時起，至7 月23 日20 時，歷時79h，蓄洪量約7.67 億m3。

（二）削減洪峰

7 月20 日13 時，臨淮崗閘上、下游同時出現(xiàn)洪峰，洪峰水位分別為27.35m、27.27m。姜唐湖啟用前，臨淮崗閘上、下游水位從7 月17 日10 時的23.28m 上漲到7 月19 日18 時06 分的26.00m 的警戒水位，以平均2cm/h 上漲。從26.00m 上漲到7月20 日13 時的27.35m 的歷史最高水位，以平均4～5cm/h 上漲。

姜唐湖啟用后，至7 月20 日18 時的5 個小時內(nèi)，閘上水位降低了10cm 到27.25m，閘下由最高水位的27.27m 降低到27.21m。之后到7 月20 日22 時的4 個小時內(nèi)，閘上水位一直維持在27.25m，隨著進(jìn)洪的持續(xù)，到7 月21 日10 時閘上水位以3～4cm/h 下降。10時之后的時間內(nèi)水位平均以1cm/h 下降。臨淮崗工程的流量也由啟用前的7550m3/s（7 月20 日10 時38 分實測）減少為5840m3/s（7 月20 日16 時20 分實測），削減流量1710m3/s。與預(yù)報值相比，洪峰水位降低0.20m，洪峰流量削減1140m3/s，姜唐湖的啟用，對臨淮崗站的水位、流量起到了明顯的控制作用，水位過程線見圖1。

圖1 臨淮崗閘上下游水位過程線圖

姜唐湖啟用前，正陽關(guān)水位平均以3cm/h 上漲，姜唐湖退水閘與正陽關(guān)站隔河相望，它的啟用對正陽關(guān)站水位的影響最為明顯。在淮河支流潁河、淠河來水量繼續(xù)增大的情況下，進(jìn)洪后7 月20 日13 時—18 時正陽關(guān)水位由26.66m 上漲到26.75m，26.75m持平2h。至21日8時，以3～4cm/h的速率下降。洪峰流量9120m3/s（魯臺子），與預(yù)報值相比，洪峰水位降低0.32m，洪峰流量削減2160m3/s，水位過程線見圖2。

圖2 正陽關(guān)站水位過程線圖

（三）行洪流量

行洪自7 月23 日20 時起至7 月26 日12 時10分，歷時約65h，行洪量約1.67 億m3（此行洪量只計算姜唐湖退水閘）。選取姜唐湖行洪期間的7 月25 日20 時的數(shù)據(jù)作為分析對象，臨淮崗閘上水位26.47m，閘下水位26.46m，深孔閘、淺孔閘全開敞泄，流量4250m3/s。姜唐湖進(jìn)洪閘淮河側(cè)水位26.47m，湖內(nèi)側(cè)水位26.25m，閘門開度14 孔2.0m，流量約530m3/s；姜唐湖退水閘湖內(nèi)側(cè)26.20m，淮河側(cè)水位26.14m，閘門16 孔全部提出水面行洪，流量約684m3/s，行洪量約占河道流量的12.5%～16.0%。

（四）分析總結(jié)

在2020 年防御淮河較大洪水中，姜唐湖行蓄洪區(qū)及時運用，不僅短時間內(nèi)削減了臨淮崗洪水控制工程的洪峰流量，降低了附近河段的水位，使控制站流量水位關(guān)系發(fā)生變化。同時增加了河道的槽蓄能力，加大了河道的調(diào)蓄作用，改變了河道洪水的傳播過程，有效降低了淮河水位，減輕了淮河下游的防洪壓力，為淮河防汛抗洪勝利發(fā)揮了巨大的效益。

姜唐湖行蓄洪區(qū)最多時蓄滯洪7.67 億m3，分別降低潤河集站、臨淮崗站、正陽關(guān)站洪峰水位0.17m、0.20m、0.32m，對減輕淮河干流堤防防守壓力發(fā)揮了重要作用。姜唐湖退水閘與正陽關(guān)站隔河相望，姜唐湖退水閘的反向進(jìn)洪功能增加了防汛調(diào)度的靈活性，在淮河支流潁河、淠河來水量較大的情況下，工程的啟用能快速降低正陽關(guān)站的水位。

四、改進(jìn)調(diào)度建議

（一）控制水位與洪水預(yù)報

姜唐湖行蓄洪區(qū)目前的控制運用仍以潤河集水位27.70m、臨淮崗壩上水位27.00m、正陽關(guān)水位26.00～26.50m 為調(diào)度原則。從實際運用情況看，啟用時都超過了這些水位控制條件。近年來，隨著治淮建設(shè)步伐加快，淮河防洪工程布局發(fā)生了較大變化。要針對行蓄洪區(qū)運用環(huán)境的變化，加強調(diào)查研究，合理地確定控制水位。進(jìn)一步加強不同量級的洪水精準(zhǔn)預(yù)報分析，科學(xué)確定啟用時機，保證最佳行蓄洪效果。

（二）統(tǒng)籌兼顧全流域調(diào)度運用

依據(jù)淮河防御洪水方案，要根據(jù)洪水實際情況和來水預(yù)報，謹(jǐn)慎決策、科學(xué)調(diào)度。如果未達(dá)到運用指標(biāo)提前啟用，可能使得行蓄洪區(qū)庫容過早飽和，削峰效果會大大減弱；反之，若超過運用指標(biāo)啟用，則可能會錯過最佳的削峰時機。要站在流域防洪高度，統(tǒng)籌上下游、左右岸，行蓄洪區(qū)和堤防的關(guān)系，及時掌握淮河干支流水情，減少全流域行蓄洪區(qū)運用數(shù)量和頻次，把損失降到最低程度。

（三）選擇最佳調(diào)度運用方案

淮河干流、淠河、潁河以及區(qū)間其他支流來水匯集正陽關(guān)，控制正陽關(guān)水位是淮河洪水調(diào)度的重要環(huán)節(jié)。通過分析淮干潤河集、正陽關(guān)、潁河潁上、淠河迎河集四個站流量之間的關(guān)系，科學(xué)制定削峰攔洪的時機。在2020 年防御淮河洪水過程中，姜唐湖進(jìn)洪閘及退水閘同時開啟，快速地降低正陽關(guān)和下游河道水位。正陽關(guān)站超保證水位從7 月20 日10 時30 分至7 月21 日0 時40 分，歷時14 小時10分，比不運用姜唐湖超保證水位歷時減少約4～5h。

五、結(jié)語

姜唐湖行蓄洪區(qū)位置重要，處于淮河最大的水利樞紐臨淮崗工程與正陽關(guān)之間，蓄洪庫容較大，且建有進(jìn)退洪閘，可以按照調(diào)度指令及時開閘蓄洪，調(diào)度啟用靈活；在一個汛期時間內(nèi)，可以根據(jù)干流來水以及行蓄洪區(qū)內(nèi)水位、庫容等情況控制進(jìn)洪流量，做到科學(xué)、精準(zhǔn)、有效蓄洪；姜唐湖蓄滿行洪后，擴大了該段河道的排洪斷面，對于分泄淮河洪水，降低淮河洪峰起到了重要作用；在淮河一級支流潁河、淠河等來水較大的情況下，可以利用姜唐湖退水閘反向進(jìn)洪，對快速降低正陽關(guān)水位效果顯著。同時由于淮河干流行蓄洪區(qū)多，作用相互影響，調(diào)度十分復(fù)雜。要進(jìn)一步加強各行蓄洪區(qū)運用效果的實踐總結(jié)和分析研究，強化行蓄洪區(qū)之間的聯(lián)合防洪調(diào)度，做到統(tǒng)籌兼顧，掌握最佳運用時機，取得最佳調(diào)度效果，提高行蓄洪區(qū)決策科學(xué)化的水平，以減少行蓄洪區(qū)啟用數(shù)量，最大程度地削減干流洪峰，充分發(fā)揮防洪減災(zāi)效益■