1. 引言
2024年6月18日至7月1日，富水干流[1]遭受了3轮强降雨，梅雨期来水量为1985年有统计数据以来第1位，富水水库建成以来第二次开启7孔闸门泄洪，干流阳新站60余小时超过保证水位，富水下游防汛形势异常严峻。在湖北省水利厅的科学调度下，富水水库管理局依据雨情、水情精准预报[2]，成功应对了2024年梅雨期暴雨洪水，有力保障了流域防洪安全。
2. 流域概况
富水位于湖北省东南部[1]，为长江中游下段南岸的一级支流，发源于湖北省通山县、崇阳县和江西省修水县3县交界处的幕阜山北麓，自西南向东流经通山、阳新两县，至阳新县富池口汇入长江(见图1)。干流全长
图1. 富水流域水系示意图
194.6 km，其中，通山县城区以上为上游，河长70 km，两岸山势陡峻，属山区性河流；通山县城区至富水水库大坝为中游，河长45 km，两岸为低山、丘陵；富水水库大坝至富池口为下游，河长79.6 km，两岸为湖网地带，地势平坦。
富水流域面积5310 km2，下游建有富水、王英等控制性水库。其中，富水水库控制流域面积2450 km2，占总流域面积的46.1%，水库总库容16.65亿m3，为大(1)型水库，水库上游库区共建成21个雨量站点。
富水流域洪水主要由暴雨形成，暴雨主要集中在4~8月，以5~6月居多，故一般年份可与长江主汛期(7~9月)相互错开，可自排入江；但若遭遇气候异常或梅雨期推后，暴雨往往可延长至7月上旬，与长江洪水遭遇，形成较大灾害。
富水干流下游区受富水水库下泄洪水、区间来水及长江洪水顶托三重影响，成灾洪水大体可分为两类：一是富水流域遭遇连续暴雨，降雨间隔时间短且量大，库区下游区间遭遇恶劣洪水；二是富水干流下游洪水与长江洪水遭遇，外江水位长时间处于高位顶托，导致富池口大闸无法外排富水洪水。
3. 防洪现状
富水干流下游防洪体系可归纳为“蓄、防、排、分”[1]。一是蓄，流域内已建成2座大型水库、5座中型水库和165座小型水库，总库容24.75亿m3。二是防，干流下游两岸筑堤束水，实施河湖分家。三是排，入江口修建富池口大闸自排，长江高水位时由富池口电排站提排。四是分，下游已建成网湖分蓄洪区和朱婆湖分蓄洪区。
富水水库为I等大(1)型水利枢纽工程，由大坝、溢洪道、发电输水管等主要建筑物组成。溢洪道堰顶高程 50.28 m，共8孔，设计最大泄流量为7950 m3/s。发电输水管设计发电流量151 m3/s。
干流下游排市星潭铺至率洲荆头山大桥河段的左岸长塘湖堤、下葵赛湖堤、率洲堤、钟家湖堤、南坦湖堤和右岸雅雀湖堤、中间湖堤、中间湖隔堤、上升湖堤、西湖堤、朱婆湖堤等11段堤防长度约39.832 km，目前未加固达标，河道安全泄量只有1600 m3/s (相当于5 a一遇标准)；当水库水位不超过防洪高水位58.60 m时，现状控制最大下泄流量仅1300 m3/s，不足5 a一遇标准。
下游网湖分蓄洪区2002年建成网湖分洪闸，共6孔，设计分洪流量1000 m3/s；朱婆湖分蓄洪区分洪口门设计分洪流量634.3 m3/s。
4. 暴雨洪水特征分析
长江中下游2024年6月18日入梅[3]，7月3日出梅，共16天，期间富水流域共遭受了3轮强降雨过程，具有范围广、总量大、场次多、强度大等特点，历史较为罕见。受强降雨影响，富水干流洪水呈现涨势快、量级大、历时长的特征[4] [5]，致使富水水库大坝和下游防洪压力巨大。
4.1. 雨情分析
梅雨期主要降雨时段为6月18日~7月1日，富水水库上游库区连续14天都有中雨及以上降雨过程。经统计分析库区21个雨量站的面雨量，最大日雨量为6月22日的127.1 mm (见表1)。梅雨期 3轮强降雨过程，依次为6月21日22时~23日20时、6月26日4时~28日7时、7月1日6时~2日10时，面雨量分别为227 mm、94.8 mm、101.9 mm。
1) 范围广、总量大。梅雨期强降雨过程影响范围波及整个富水流域。入梅后至7月3日8时，富水水库上下游累计降雨563.2 mm，较常年同期偏多220%，为1985年有统计数据以来第一位。库区的21个雨量站点，总雨量低于500 mm的仅4个站点，其中总雨量最少的洪港站为463.5 mm；总雨量在500~600 mm的有10个站，其中有7个站的总雨量超过600 mm以上，总雨量最大的万家站为686.5 mm。
表1. 2024年梅雨期富水水库库区面雨量统计(mm)
序号 |
日期 |
雨量 |
序号 |
日期 |
雨量 |
序号 |
日期 |
雨量 |
1 |
6月18日 |
20.3 |
2 |
6月19日 |
12.2 |
3 |
6月20日 |
19.7 |
4 |
6月21日 |
44.4 |
5 |
6月22日 |
127.1 |
6 |
6月23日 |
60 |
7 |
6月24日 |
14.7 |
8 |
6月25日 |
13 |
9 |
6月26日 |
47 |
10 |
6月27日 |
46.2 |
11 |
6月28日 |
12 |
12 |
6月29日 |
39.2 |
13 |
6月30日 |
11.5 |
14 |
7月1日 |
94.1 |
15 |
7月2日 |
8.5 |
2) 历时长、强度大。梅雨期库区降雨过程连续15天无间断，如此时间长度是1985年有数据记录以来第一位，其中有8天普降大雨至大暴雨。短时降雨强度大，库区最大1 h、3 h、6 h面雨量分别为17.1 mm、37.3 mm、55.9 mm，均达到暴雨级别；库区最大12 h面雨量为88 mm，降雨时段在6月23日3时~15时；库区最大24 h面雨量为133.7 mm，降雨时段在6月22日9时~23日9时，其中富水站6月22日10时~23日10时的单站降雨量为212 mm，位列2024年24 h短历时暴雨全省之首；库区最大72 h面雨量为237.7 mm (>150 mm)，超过富水水库的20 a一遇设计暴雨(230 mm)。
3) 场次多、暴雨区重叠。梅雨期库区连续14天日雨量都在中雨级别以上，8天日雨量在大雨级别以上，有3天日雨量为暴雨级别，其中6月22日为大暴雨。21个雨量站点中，位于北边的7个雨量站点雨量全部大于625 mm、平均雨量为643.6 mm，位于南边的14个雨量站点均低于600 mm、平均雨量为520.2 mm，两者相差120 mm以上；同时对比地图发现，北区地势相对陡峻，雨水汇流更急，且水面面积占比较大，梅雨期多轮强降雨在北区重叠明显。
4.2. 水情分析
受梅雨期3轮强降雨影响，富水水库入库水量接近常年同期的4倍，并出现了超过20 a一遇的洪水(最大7 d洪量)。
1) 涨势快。受连续降雨影响，6月22日0时第一场洪水开始入库，库水位快速上涨，最大涨率0.23 m/h，连续32 h的涨率不低于0.1 m/h (期间开启4~6孔闸门溢洪)，其中22日16时至22时连续6 h的涨率大于0.2 m/h (见图2)。
2) 量级大。梅雨期暴雨入库总水量12.01亿m3，较常年同期偏多280%，为1985年有统计数据以来第1位。最大24 h洪量2.68亿m3，超过10 a一遇设计洪水标准(2.66亿m3)，位列建库以来第7位；最大72 h入库洪量4.95亿m3，超过10 a一遇设计洪水标准(4.55亿m3)，位列建库以来第4位；最大7 d洪量7.20亿m3，超过20 a一遇设计洪水标准(6.54亿m3)。
3) 历时长。梅雨期暴雨导致3次明显洪水过程，且3场洪水连续，洪水总历时长达320 h。3场洪水的洪峰均偏矮胖，最大洪峰4070 m3/s虽不足5 a一遇标准(4360 m3/s)，在最近十年中居于2021年的4900 m3/s和2020年的4384 m3/s之后，但入库流量超过2000 m3/s的时段长达51 h。
4.3. 洪水调度
在第1场洪水中，富水水库于6月23日10时首次开启4孔闸门提前泄洪腾库(见表2)，泄洪流量468 m3/s。此后强降雨继续，库水位持续快速上涨(涨率0.17 m/h)，23日12时增开1孔闸门泄洪(泄洪流量660 m3/s、入库流量2785 m3/s)。为抢抓富水洪水自排入江的窗口期，23日16时又增开1孔闸门泄洪错峰(泄洪流量990 m3/s、入库流量3764 m3/s)。23日17时，本场洪水入库流量达到2024年最大洪峰4070 m3/s；24日3时，库水位上涨至本场洪水的最高水位55.34 m。因长江水位涨势迅猛，且预报库区未来仍有大到暴雨，为确保水库大坝安全，
图2. 2024年富水水库水位蓄量过程线(6月21日至7月8日)
避免后期江水顶托造成水库下泄洪水不能自排入江，24日8时再次增开1孔闸门至7孔泄洪错峰(泄洪流量1520 m3/s、入库流量1028 m3/s)。因富水下游干流河道水位上涨迅速，干流两岸部分乡镇出现内涝，阳新县汛情紧张，富水水库于25日10时关闭1孔闸门拦蓄减泄(泄洪流量864 m3/s，入库流量518 m3/s)。
表2. 2024年富水水库开闸泄洪情况统计
日期 |
时间 |
开闸/孔 |
水位m |
泄洪流量m3/s |
泄洪总量万m3 |
历时h |
6月23日 |
10:00 |
4 |
53.55 |
468 |
55,810 |
214 |
12:00 |
5 |
53.86 |
660 |
16:00 |
6 |
54.43 |
990 |
6月24日 |
8:00 |
7 |
55.28 |
1520 |
6月25日 |
10:00 |
6 |
54.06 |
864 |
6月28日 |
14:00 |
5 |
53.96 |
690 |
6月30日 |
5:00 |
4 |
53.72 |
500 |
17:00 |
3 |
53.80 |
387 |
7月1日 |
10:00 |
2 |
53.79 |
258 |
7月2日 |
2:00 |
1 |
54.76 |
185 |
8:00 |
0 |
55.46 |
0 |
在第2场洪水中，因富水下游防洪压力加大(阳新站6月28日3时超过警戒水位)，富水水库于28日14时又关闭1孔闸门进一步拦蓄减泄，配合下游防汛。6月30日2时，阳新站水位距保证水位仅0.3 m，为进一步减轻下游防汛压力，富水水库于30日5时再次关闭1孔闸门，随后于30日17时再次关闭1孔闸门。由于富水下游河道水位长期高位运行，干流两岸乡镇内涝严重，阳新县防洪压力巨大，富水水库又于7月1日10时关闭1孔闸门仅保留2孔闸门泄洪，下泄流量减至258 m3/s，进一步加大了拦蓄减泄力度。
在第3场洪水中，为全力配合下游阳新县防汛(阳新站7月2日2时超过保证水位)，富水水库于7月2日2时和8时依次将最后2孔闸门关闭，停止泄洪，仅保留150 m3/s左右的发电流量，库水位随后逐渐上涨，于7月5日18时涨至今年最高水位56.80 m。为防止江水倒灌，富池口大闸10孔闸门于3日20时全部关闭。3日21时，网湖分洪闸建成以来第二次运用，开启4孔闸门，分洪流量400 m3/s。富池电排站10台机组全开，抢排干流洪水入江，排涝流量200 m3/s。阳新站于7月4日15时退出保证水位，9日18时退出警戒水位。
4.4. 调度成效
2024年梅雨期暴雨洪水，富水水库最大7 d入库洪量超过20 a一遇。综合研判分析雨情、水情、汛情和工情，精准预报，根据水库上下游安全情况，采取了腾库预泄、错峰加泄、拦蓄减泄、间歇再泄等多种方式科学调度，累计拦洪6.43亿m3，泄洪5.58亿m3。经过还原分析估算，通过水库拦洪、削峰(削峰率约62.7%)、错峰，有效降低了下游阳新站水位3 m左右(未考虑堤防漫溢)，推迟了下游干流堤防超保证水位时间约8.5天，为下游网湖地区行洪预留了充足时间，极大地减轻了阳新县的防洪压力，富水干流下游两岸堤防未出现较大及以上险情，实现了从富水流域全局出发进行科学调度，打赢了这场防汛硬仗。
5. 结语
2024年梅雨期，富水流域遭受了3轮强降雨过程。通过运用工程措施和非工程措施，富水水库和下游防洪体系经受住了此次3轮暴雨洪水考验，水库管理局通过多种方式科学调度，显著降低了下游干流阳新站水位，避免了富水干流下游两岸堤防出现较大及以上险情，极大地减轻了阳新县的防洪压力[6]。
说 明
本文2024年水文要素的统计分析源自报汛数据。
NOTES
作者简介：周昊璇，男，助理工程师，主要从事水文水资源方面的研究。Email: 541367295@qq.com