南湾水库2020年暴雨洪水调度分析

刘力强

(信阳市南湾水库管理局，河南 信阳 464031)

1 概况

南湾水库于1955年建成，位于河南省信阳市淮河一级支流浉河上，控制流域面积1 100 km2，是一座以防洪、灌溉、城市供水为主，兼顾发电、水产养殖、旅游、航运等综合利用的大(1)型水利枢纽工程。南湾水库处于淮河南岸的大别山区，属南北气候过度地带，年均降雨量1 160 mm，暴雨洪水多集中在6～8月，水库防洪标准为万年一遇校核，总库容13.55亿m3。流域内设有南湾、董家河、浉河港、大庙畈、西双河、谭家河、新店7个雨量遥测站。

2 降雨过程及特点

2.1 降雨过程

2020年6～7月，随着副热带高压的南北摆动，中国主雨带也随之南北摆动，河南南部和安徽等地出现大范围强降水，淮河发生了流域性大洪水，淮河干流部分河段超警戒水位，位于淮河上游的信阳市经历了7次较大降雨过程，发生了区域性大洪水。

2020年6月7日，南湾水库流域出现入汛以来第一场强降雨，降雨量187 mm，随后库区出现连续强降雨过程。6-7月，流域内的7个雨量遥测站降雨量777～990 mm，累计面雨量达899 mm，见表1所示，实为罕见。流域平均1 d(6月27日)最大降雨164 mm，最大3 d(7月16-19日)降雨量为208 mm；最大7 d(7月11-18日)降雨量为269 mm。

表1 各雨量站降雨统计表(mm)

2.2 降雨特点

①场次多，持续时间长。6、7月份共有7场强降雨过程，各场降雨过程持续天数在2-11 d，6-7月降雨天数多达44 d，为建库以来历年同期降雨天数第2位。

②降雨总量大。6-7月累计降雨量899 mm，仅次于历史同期最大值1956年的982 mm，为建库以来历年同期均值386 mm的233%,相当于常年全年降雨量的77%；单站最大雨量达到990 mm(谭家河站)，见表2所示。

表2 典型年6-7月累计降雨量统计表

3 洪水过程及特点

3.1 洪水过程

降雨入库洪水分二个阶段，第一阶段为2020年6月7-27日，在6月7日以前，南湾水库上游山区处于干旱状态，小水库及塘堰多数干涸，第一阶段的2场降雨，主要为下渗和补充小水库及塘堰,入库水量较少，库水位缓慢上涨，由降雨初期的95.75 m，上涨至96.73 m，涨幅0.98 m。第二阶段为6月27日至7月31日，此时，库区小水库及塘堰蓄满，土壤逐步达到饱和状态，入库流量迅速增大，水位上涨加快，7月27日上涨至最高水位103.41 m，距汛限水位仅0.09 m，涨幅达6.68 m，随后因水电站泄流库水位逐渐回落；6月28日形成了今年最大入库洪峰2 700 m3/s，6-7月总进库水量4.97亿m3。

3.2 洪水特点

①洪水场次多，并相互叠加。由于7场降雨过程间隔时间短，形成相邻2场洪水相互叠加。如：7月10-12日的第4场降雨，最大入库洪峰为450 m3/s(12日17时)，14日9时第5场降雨开始时，入库流量减至83 m3/s，此时，第5场降雨洪水已开始入库，形成2场洪水相互叠加，入库流量持续不断。②洪水总量大。6-7月累计入库洪水4.97亿m3，为历年同期均值1.55亿m3的320%，并超过了常年全年来水量(4.60亿m3)。③连续出现较大洪峰流量。2020年6、7月暴雨洪水过程，有3场洪水入库洪峰超过了下游河道安全泄量(800 m3/s)，见表3所示，较为罕见。

表3 >1 000 m3/s入库洪峰统计表

4 暴雨洪水比较分析

采用降雨量较大的1996、2007年与2020年的6、7月份进行比较，见表4所示。

从表4可以看出，2020年的6-7月降雨量均比1996、2007年同期降雨量都大，而入库洪水总量比2007年小，比1996年大。

表4 典型年6-7月降雨入库洪水要素对比表

5 洪水调度分析

5.1 调度过程分析

南湾水库防办利用水雨情自动测报系统对暴雨洪水进行实时监测、预报。7月17日8时洪水预报结果显示18日22时库水位将达到102.44 m,低于汛限水位1.06 m(汛限水位103.50 m)，气象部门预报未来几天信阳市仍有强降雨过程，经综合分析研判，决定采用水电站小流量预泄洪水的调度方案调节库水位，为后期拦蓄洪水腾出防洪库容。7月17日水电站开机泄流34 m3/s，7月28日库水位涨至最高水位103.41 m，低于汛限水位0.09 m，随后逐步回落，8月13日库水位降至103.00 m以下，累计泄洪6 000万m3。

如果不采取提前小流量预泄洪水的调度方案，最高库水位将达到104.16 m,超汛限水位0.66 m,根据《南湾水库汛期调度运用计划》，水库应开启溢洪道泄洪闸控泄400 m3/s，将对下游信阳市城区及淮河干流防洪造成不利影响。

5.2 防洪效益分析

南湾水库防洪保护对象主要为信阳市城区和下游4.33×104hm2农田，以及铁路、公路等重要基础设施。水库下游的浉河从信阳市主城区穿过，浉河信阳城区段安全泄量为800 m3/s。6-7月南湾水库拦蓄超浉河安全泄量洪水有3场，其中：6月27日至7月2日强降雨过程产生的最大入库洪峰2 700 m3/s，水库未泄洪，消减洪峰100%；7月10-18日强降雨过程，最大入库洪峰1 530 m3/s，水库下泄流量34 m3/s，消减洪峰98%，共产生防洪减灾效益12亿元。

6 结论

2020年6-7月份淮河流域暴雨范围大、场次多、持续时间长，给防汛带来很大压力。南湾水库管理局利用水雨情自动测报系统对库区降雨、洪水进行实时监测预报，并结合气象预报科学研判汛情及合理调度洪水，在连续历经三场大洪水中消减洪峰流量达到98%以上，从而减轻了洪水对下游防洪的压力，发挥了南湾水库防洪减灾的巨大效益，对同类水库的安全运行及防洪调度具有参考价值。