4.3 洪水

4.3.1 黃河洪水

4.3.1.1 黃河洪水特性

黃河下游洪水主要由中游地區暴雨形成，洪水發生時間為6～10月。黃河中游的洪水，分別來自河龍間、龍三間和三花間這三個地區。各區洪水特性分述如下：

（1）河龍間和龍三間。河龍間屬于干旱或半干旱地區，暴雨強度大（點暴雨一般可達400～600mm/d，最大點暴雨達1400mm/d），歷時較短（一般不超過20h，持續性降雨可達1～2d），日暴雨50mm 以上的籠罩面積達20000～30000km²，最大可達50000～60000km²。一次洪水歷時，主峰過程為1d，持續歷時一般可達3～5d，形成了峰高量小的尖瘦型洪水過程。區間發生的較大洪水，洪峰流量可達11000～15000m³/s，實測區間最大為18500m³/s（1967年），日平均最大含沙量可達800～900kg/m³。本區間是黃河粗泥沙的主要來源區。

龍三間的暴雨特性與河龍間相似，但由于受到秦嶺的影響，暴雨發生的頻次較多，歷時較長，一般為5～10d，秋季連陰雨的歷時可達18d之久（1981年9月）。日降雨強度為100mm左右，中強降雨歷時約5d左右，大于50mm 雨區范圍達70000km²。本區間所發生的洪水為矮胖型，洪峰流量為7000～10000m³/s。本區間除涇河支流馬蓮河外，為黃河細泥沙的主要來源區，渭河華縣站的日平均最大含沙量為400～600kg/m³。

以上兩個區間洪水常常相遭遇，如1933年和1843年洪水。這類洪水主要是由西南東北向切變線帶低渦天氣系統產生的暴雨所形成，其特點是洪峰高、洪量大，含沙量也大，對黃河下游防洪威脅嚴重。下游防洪中把這類洪水簡稱為“上大洪水”。

（2）三花間。三花間屬于濕潤或半濕潤地區，暴雨強度大，最大點雨量達734.3mm/d（1982年7月），一般為400～500mm/d，日暴雨面積為20000～30000km²。一次暴雨的歷時一般為2～3d，最長歷時達5d。本區間所發生的洪水，多為峰高量大的單峰型洪水過程，歷時為5d（1958年洪水）；也發生過多峰型洪水過程，歷時可達10～12d（1954年洪水）。區間洪水的洪峰流量一般為10000m³/s左右，實測區間最大洪峰流量為15780m³/s，洪水期的含沙量不大，伊洛河黑石關站日平均最大含沙量為80～90kg/m³。三花間的較大洪水，主要是由南北向切變線加上低渦或臺風間接影響而產生的暴雨所形成，具有洪水漲勢猛、洪峰高、洪量集中、含沙量不大、洪水預見期短等特點，對黃河下游防洪威脅最為嚴重。這類洪水稱為“下大洪水”。

小浪底水庫建成后，威脅黃河下游防洪安全的主要是小花間洪水，據實測資料統計，小花間的年最大洪峰流量從5～10月均有出現，而較大洪峰主要集中在7月、8月。值得注意的是，小花間的大洪水，如223年、1761年、1931年、1935年、1954年、1958年、1982年等，洪峰流量均發生在7月上旬至8月中旬之間，時間更為集中。

由于小花間暴雨強度大、歷時長，主要產洪地區河網密集，有利于匯流，故形成的洪水峰高量大。一次洪水歷時約5d左右，連續洪水歷時可達12d之久。

4.3.1.2 小浪底水庫運用后黃河下游的設計洪水

2000年水平年下，黃河中下游防洪工程體系的上攔工程有三門峽、小浪底、陸渾、故縣四座水庫；下排工程為兩岸大堤，設防標準為花園口22000m³/s流量；兩岸分滯工程為東平湖滯洪水庫，進入黃河下游的洪水須經過防洪工程體系的聯合調度。2043年水平年下，上攔工程將增加河口村水庫，形成黃河中游三門峽、小浪底、陸渾、故縣、河口村五庫聯合調度的格局。

（1）水庫及滯洪區聯合防洪運用方式。

1）小浪底水庫防洪運用方式。當五站（龍門鎮、白馬寺、小浪底、五龍口、山路平）預報（預見期8h）花園口洪水流量小于8000m³/s，控制汛限水位，按入庫流量泄洪；預報花園口洪水流量大于8000m³/s，含沙量小于50kg/m³，小花間來洪流量小于7000m³/s，小浪底水庫控制花園口8000m³/s。此后，小浪底水庫須根據小花間洪水流量的大小和水庫蓄洪量的多少來確定不同的泄洪方式。

①水庫在控制花園口8000m³/s運用過程中，當蓄水量達到7.9億m³ 時，反映了該次洪水為“上大洪水”且已超過了5年一遇標準，小浪底水庫可按控制花園口10000m³/s泄洪。此時，如果入庫流量小于控制花園口10000m³/s的控制流量，可按入庫流量泄洪。當水庫蓄洪量達20億m³，且有增大趨勢，說明該次洪水已超過三門峽站100年一遇洪水，為了使小浪底水庫保留足夠的庫容攔蓄特大洪水，需控制蓄洪水位不再升高，可相應增大泄洪流量，允許花園口洪水流量超過10000m³/s，可由東平湖分洪解決。此時，如果入庫流量小于水庫的泄洪能力，按入庫流量泄洪；入庫流量大于水庫的泄洪能力，按敞泄滯洪運用。當預報花園口10000m³/s以上洪量達20 億m³，說明東平湖水庫將達到可能承擔黃河分洪量17.5 億m³。此后，小浪底水庫仍需按控制花園口10000m³/s泄洪，水庫繼續蓄洪。當預報花園口洪水流量小于10000m³/s，仍按控制花園口10000m³/s泄流，直至泄空蓄水。

②水庫按控制花園口8000m³/s運用的過程中，水庫蓄洪量雖未達到7.9億m³，而小花間的洪水流量已達7000m³/s，且有上漲趨勢，反映了該次洪水為“下大洪水”。此時，小浪底水庫按下泄發電流量1000m³/s控制運用；當水庫蓄洪量達7.9億m³后，開始按控制花園口10000m³/s泄洪。但在控制過程中，水庫下泄流量不小于發電流量1000m³/s。

2）三門峽水庫的調洪運用方式。

① 對三門峽以上來水為主的“上大洪水”，水庫按“先敞后控”方式運用，即水庫先按敞泄方式運用；達本次洪水的最高蓄水位后，按入庫流量泄洪；當預報花園口洪水流量小于10000m³/s時，水庫按控制花園口10000m³/s退水。

②對三花間來水為主的“下大洪水”，三門峽水庫的運用方式為：

小浪底水庫未達到花園口百年一遇洪水的蓄洪量26億m³前，三門峽水庫不承擔蓄洪任務，按敞泄運用。小浪底水庫蓄洪量達26億m³，且有增大趨勢，三門峽水庫開始投入控制運用，并按小浪底水庫的泄洪流量控制泄流，直到蓄洪量達本次洪水的最大蓄量。此后，控制已蓄洪量，按入庫流量泄洪；直到小浪底水庫按控制花園口10000m³/s投入泄洪運用時，三門峽水庫可按小浪底水庫的泄洪流量控制泄流，在小浪底水庫之前退水。

3）陸渾、故縣水庫調洪運用方式。預報花園口洪峰流量小于12000m³/s時，當入庫流量小于1000m³/s，原則上按進出庫平衡方式運用；否則，按控制下泄流量1000m³/s運用。當預報花園口洪水流量達到12000m³/s，水庫關閘停泄。當水庫蓄洪水位達到蓄洪限制水位時，按入庫流量泄洪。當預報花園口洪水流量小于10000m³/s，按控制花園口10000m³/s泄洪。

4）河口村水庫調洪運用方式。當預報花園口站流量小于12000m³/s時，若預報武陟站流量小于4000m³/s，水庫按敞泄滯洪運用；若預報武陟站流量大于4000m³/s，控制武陟流量不超過4000m³/s。當預報花園口流量出現12000m³/s且有上漲趨勢，水庫關閉泄流設施；當水庫水位達到蓄洪限制水位時，開閘泄洪，其泄洪方式取決于入庫流量的大小：若入庫流量小于蓄洪限制水位相應的泄流能力，按入庫流量泄洪；否則，按敞泄滯洪運用，直到水位回降至蓄洪限制水位。此后，如果預報花園口流量大于10000m³/s，控制蓄洪限制水位，按入庫流量泄洪；當預報花園口流量小于10000m³/s，按控制花園口10000m³/s且沁河下游不超過4000m³/s泄流，直到水位回降至汛期限制水位。

5）東平湖水庫運用方式。東平湖滯洪水庫的分洪運用原則：孫口站實測洪峰流量達10000m³/s，且有上漲趨勢，首先運用老湖區；當老湖區分洪能力小于黃河要求分洪流量或洪量時，即需求分洪量大于老湖區的分洪能力3500m³/s，或需求分洪量大于老湖區的容積，新湖區投入運用。東平湖的石洼、林辛、十里堡3座分洪閘的分洪能力約為7500～8500m³/s。也就是說，孫口站洪水流量不超過17500m³/s的情況下，東平湖分洪后可控制黃河流量不超過10000m³/s。東平湖的控制蓄洪水位為43.29m（考慮側向分洪不利因素，工程設計按43.79m），庫容30.5億m³，扣除汶河來水9.0億m³和老湖區底水量4億m³，東平湖能承擔黃河分洪的庫容為17.5億m³，也就是說孫口站10000m³/s以上的洪量不超過17.5億m³，東平湖可控制黃河流量不超過10000m³/s。

（2）工程運用后黃河下游洪水情況及設防流量。按照上述水庫及滯洪區的防洪運用方式，對2000年、2043年各級各典型洪水進行防洪調度計算，其中2000水平年黃河中游采用三門峽、小浪底、陸渾、故縣四庫聯合調度，2043水平年黃河中游采用三門峽、小浪底、陸渾、故縣、河口村五庫聯合調度。根據《黃河近期重點治理開發規劃》近期應確保防御花園口站洪峰流量22000m³/s堤防不決口。從該表中可以看出，花園口22000m³/s設防流量相應的重現期為近千年，東平湖的分洪運用幾率為30年一遇（對于老湖區和新湖區各自的運用幾率，受汶河來水影響較大）。黃河下游各斷面相應花園口設防標準的流量見表4.3-1。東平湖水庫分洪后，在其以下黃河大堤的設防流量，由黃河干流下泄流量與支流加水組成，干流下泄流量為10000m³/s，支流加水按1000m³/s考慮，艾山以下大堤設防流量為11000m³/s。

4.3.2 汶河洪水

4.3.2.1 汶河洪水特性

汶河洪水皆由暴雨形成。汶河屬山溪性河流，源短流急，洪水暴漲暴落，洪水歷時短。一次洪水總歷時一般在5～6d。如臨汶水文站1964年9月12日洪水，洪峰流量6780m³/s，從12日8時起漲至16時出現洪峰，漲水歷時僅8h。洪峰流量年際變差大。汶河干流洪水組成：一般性洪水60%～70%來源于汶河北支，30%～40%來源于汶河南支。

4.3.2.2 黃、汶遭遇分析

由于汶河洪水通過東平湖再進入黃河，影響東平湖分洪能力和工程建設的主要因素是汶河進入東平湖的洪量，故本次只分析其12日洪量的遭遇。

花園口至汶河入黃口距離為320km，洪水傳播時間為3～4d，按3d計，戴村壩至入黃口距離49.3km，洪水傳播時間按1d計，即花園口洪水與戴村壩洪水相遇，洪水傳播時間相差2d。據實測資料分析，1953～1997年洪水系列花園口年最大12d洪量均值為48.2億m³，遭遇汶河戴村壩12d洪量的均值為1.37億m³，而汶河戴村壩最大12d洪量均值為4.35億m³。從花園口實測大洪水來看，1958年花園口最大12d洪量為81.5億m³，遭遇汶河相應洪量僅0.94億m³，該年汶河洪水較小；1982年花園口最大12d洪量71.6億m³，遭遇汶河洪量0.16億m³，汶河洪水也較小。1954年洪水黃河與汶河基本遭遇，花園口最大12日洪量72.7億m³，正與汶河最大洪量7.57億m³相遭遇，但汶河該年屬中等洪水。1957年汶河大水，與花園口年最大洪量7.57億m³基本遭遇，該年黃河屬中等洪水。另外還有1953年、1955年、1987年、1994年等，黃河年最大12d洪量與汶河基本遭遇，但黃河、汶河均為小洪水。因此，黃河大洪水與汶河大洪水不同時遭遇；黃河的大洪水可以和汶河的中等洪水相遭遇；黃河的中等洪水可以和汶河的大洪水相遭遇；黃河與汶河的小洪水遭遇機會較多。經對花園口及花園口+戴村壩年最大12d洪量同步系列頻率分析（洪水資料年份為1960～1997年，共38年），花園口發生不同量級洪水汶河相應來水見表4.3-2。從該表中可知，花園口發生100年一遇洪水，汶河相應來水6.2億m³；花園口發生1000年一遇洪水，汶河相應來水9.5億m³。

4.3.2.3 汶河戴村壩站的設計洪水

（1）戴村壩站天然設計洪水峰、量值。汶河戴村壩站實測洪水資料年限較長，測驗資料精度較高。因此，戴村壩洪水資料系列的可靠性、代表性較好。由于受水利工程的影響，洪水資料系列的一致性較差。除個別中型水庫外，其余大中型水庫都有水位觀測資料，通過對大中型水庫工程的還原，解決資料基礎不一致的問題。

戴村壩站設計洪水的計算方法，首先計算不受大中型水庫工程影響的天然設計洪水，再分析大中型水庫對各級洪水的影響，計算受大中型水庫工程影響后的設計洪水。天然設計洪水成果見表4.3-3。

（2）大中型水庫工程影響后戴村壩的設計洪水。經過對大中型水庫工程實際蓄洪情況統計、不同典型設計暴雨情況下水庫工程蓄洪情況分析和不同時期雨洪關系分析，經計算10年一遇至50年一遇洪水，水庫工程5日蓄洪量為1億m³，12日蓄洪量為1.5億m³。50年一遇及其以上洪水，水庫工程5日蓄洪量為1.5億m³，12日蓄洪量為2.0億m³。水庫工程影響后戴村壩的設計洪量見表4.3-4。