跋山水庫(kù)2011年“07.03”洪水預(yù)報(bào)淺析

韓玉冬 崔守國(guó) 劉永華

一、流域基本情況

跋山水庫(kù)位于淮河流域跋山與白臘頂之間的沂河干流上，控制流域面積1779km2,河道干流坡度2.07‰,總庫(kù)容 5.28×108m3,興利庫(kù)容 2.67×108m3，位居山東省第三。壩頂高程185.65m，溢洪閘為16孔10×7.5m鋼質(zhì)弧形閘門(mén)，閘底高程171.00m，最大泄量12301m3/s。流域內(nèi)建有大、中型水庫(kù)各一座，分別為田莊、紅旗水庫(kù)，控制流域面積444.4km2。小型水庫(kù)45座，總控制面積236.7km2。本流域共設(shè)報(bào)汛站6處，分別為田莊、紅旗、悅莊、東里店、輝泉、跋山。依據(jù)年汛期控制運(yùn)用方案，汛中限制水位175.00m，汛中允許超蓄水位176.50m，汛末蓄水位176.50m，允許最高水位180.13m。

跋山水庫(kù)于1959年10月動(dòng)工興建，1960年5月建成蓄水，是一座集防洪灌溉、水力發(fā)電、淡水養(yǎng)殖、旅游等綜合利用的大Ⅱ型水庫(kù)。水庫(kù)樞紐工程主要包括大壩、溢洪閘、東西漿砌石壩、放水洞、電站等。

二、預(yù)報(bào)方案概況

本站洪水預(yù)報(bào)方案由產(chǎn)流方案、匯流方案和調(diào)洪方案組成，其中：產(chǎn)流方案采用降雨徑流相關(guān)圖（P～Pa～R），匯流方案采用峰量關(guān)系相關(guān)圖（R～Tc～Qm），均為乙等方案；調(diào)洪方案采用高切林簡(jiǎn)化調(diào)洪圖解曲線。每年汛期，當(dāng)流域一次平均降雨量超過(guò)50mm時(shí)，都要及時(shí)開(kāi)展洪水作業(yè)預(yù)報(bào)，推算出入庫(kù)洪峰流量、庫(kù)內(nèi)最高水位、最大泄量等洪水要素值及相應(yīng)發(fā)生時(shí)間，為防汛調(diào)度提供科學(xué)依據(jù)。

三、洪水作業(yè)預(yù)報(bào)

1.流域內(nèi)暴雨概況及特征分析

受冷暖氣流共同影響，流域內(nèi)普降暴雨，局部大暴雨，截至3日6時(shí)，流域平均雨量78mm，各站最大降雨強(qiáng)度出現(xiàn)時(shí)間不同步，降水量分布不均，主要集中在下游，分別為：田莊54mm，紅旗 54mm，悅莊 89mm，東里店 71mm，輝泉 26mm，跋山 166mm。流域平均前期影響雨量為14.5mm，主要降水歷時(shí)10h。至3日12時(shí)，流域降雨完全停止，前期影響雨量20.0mm，流域平均雨量88.0mm，分別為：田莊58mm，紅旗65mm，悅莊92mm，東里店 83mm，輝泉 33mm，跋山196mm。

2.計(jì)算機(jī)軟件校核

根據(jù)該站流域特征，編制了基于VB和Microsoft Access數(shù)據(jù)庫(kù)的跋山水庫(kù)洪水預(yù)報(bào)程序。見(jiàn)圖1。

3.洪水預(yù)報(bào)結(jié)果

3日6 時(shí)，流域平均雨量達(dá)到78mm，本站降水基本停止，根據(jù)流域上游水利工程以及前期降雨情況，結(jié)合本次暴雨的特征進(jìn)行分析，預(yù)報(bào)本場(chǎng)洪水總量為1335萬(wàn)m3，入庫(kù)洪峰流量320m3/s，洪峰出現(xiàn)時(shí)間為3日14時(shí)。庫(kù)內(nèi)水位3日6時(shí)明顯起漲，起漲水位173.63m，相應(yīng)蓄水量16810萬(wàn)m3，輸水洞泄流量15m3/s。

直接查降雨徑流及峰量關(guān)系相關(guān)圖，得徑流深R=34.0mm，入庫(kù)洪峰流量Qm=1000m3/s，洪水總量W=4539萬(wàn)m3?？紤]到前期降雨及本次雨強(qiáng)，對(duì)徑流深R進(jìn)行了修正，采用R=34×0.3＝10.2mm，最終預(yù)報(bào)結(jié)果為：入庫(kù)洪峰流量Qm=320m3/s（7月3日1時(shí)），洪水總量W=1335萬(wàn)m3，預(yù)報(bào)洪水入庫(kù)后不溢洪時(shí)最高水位174.20m，相應(yīng)蓄水量18150萬(wàn)m3，出現(xiàn)時(shí)間為5日6時(shí)。實(shí)測(cè)本次洪水總量3650萬(wàn)m3，入庫(kù)洪峰345m3/s，洪峰出現(xiàn)時(shí)間為3日9時(shí)，6日8時(shí)庫(kù)內(nèi)最高水位174.61m，相應(yīng)蓄水量19116萬(wàn)m3，輸水洞泄流量30m3/s。

表1 跋山水庫(kù)2011年“07.03”洪水作業(yè)預(yù)報(bào)精度評(píng)定表

表2 跋山水庫(kù)2011年“07.03”降雨徑流成果表

四、預(yù)報(bào)精度評(píng)定

洪水過(guò)后，及時(shí)對(duì)入庫(kù)洪水過(guò)程進(jìn)行了反推，并依據(jù)《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》（SL250－2000），對(duì)洪水作業(yè)預(yù)報(bào)的精度進(jìn)行評(píng)定，見(jiàn)表1。

由表1可以看出，“07.03”洪水作業(yè)預(yù)報(bào)洪峰流量與實(shí)測(cè)值基本吻合，主要問(wèn)題是預(yù)報(bào)洪水總量偏小，入庫(kù)洪峰出現(xiàn)時(shí)間晚，原因?yàn)楸┯曛行脑谙掠危瑢?dǎo)致實(shí)測(cè)入庫(kù)洪峰出現(xiàn)較早；由于場(chǎng)次降水歷時(shí)長(zhǎng)，土壤飽和，預(yù)報(bào)作業(yè)后，流域繼續(xù)降雨產(chǎn)生的徑流量未能及時(shí)作出預(yù)報(bào)，漲水過(guò)程中，上游田莊水庫(kù)溢洪，洪峰流量90m3/s，水量疊加，至水庫(kù)漲平，累計(jì)入庫(kù)水量3650萬(wàn)m3。

五、降雨徑流成果

本著“大洪水不漏，小洪水不湊”的原則，為了提高今后的洪水作業(yè)預(yù)報(bào)精度，及時(shí)對(duì)“07.03”這場(chǎng)洪水的降雨徑流關(guān)系進(jìn)行了分析，并補(bǔ)充到本站洪水預(yù)報(bào)方案中。洪水水位過(guò)程線、入庫(kù)洪水過(guò)程線分別見(jiàn)圖2和圖3，降雨徑流成果見(jiàn)表2。

由圖2、圖3可以看出，“07.03”洪水，流量過(guò)程線形狀漲陡落緩，漲水段水量約占總來(lái)水量的2/5。由表2可知，本場(chǎng)洪水暴雨強(qiáng)度不大、暴雨中心位于下游，致使入庫(kù)洪峰較早，由于上游水庫(kù)溢洪，洪水疊加，致使洪水歷時(shí)較長(zhǎng)，最高水位出現(xiàn)時(shí)間較晚。

六、預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)體會(huì)

本站產(chǎn)匯流方案均為經(jīng)驗(yàn)相關(guān)圖，查圖求得的徑流深、洪峰流量反映的是多次洪水的一種平均狀況。洪水作業(yè)預(yù)報(bào)時(shí)，一般要對(duì)查圖值進(jìn)行修正，尤其是要對(duì)徑流深進(jìn)行修正。徑流深求得的準(zhǔn)確與否直接決定著洪水預(yù)報(bào)的成敗。而徑流深修正系數(shù)的確定十分復(fù)雜，受流域平均雨量大小、前期影響雨量大小、暴雨強(qiáng)度、洪水發(fā)生階段（汛初、汛中、汛末）、降雨過(guò)程、上游水利工程蓄水等眾多因素影響。這就要求預(yù)報(bào)人員必須熟悉情況，積累經(jīng)驗(yàn)，具體問(wèn)題具體分析，靈活掌握“查與修”的關(guān)系。通過(guò)分析，由于上游田莊水庫(kù)溢洪，“07.03”洪水預(yù)報(bào)徑流深修正系數(shù)取用出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致預(yù)報(bào)的洪水總量和最高水位與實(shí)測(cè)不符。

以前本站洪水作業(yè)預(yù)報(bào)成果均為洪水總量預(yù)報(bào)、洪峰預(yù)報(bào)、峰值預(yù)報(bào)，預(yù)報(bào)手段也全靠人工查算。為提高預(yù)報(bào)精度和時(shí)效，編制了基于VB和Microsoft Access的數(shù)據(jù)庫(kù)的跋山水庫(kù)洪水預(yù)報(bào)程序，比較準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)了本次洪峰，結(jié)合本次預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)，以后應(yīng)繼續(xù)完善預(yù)報(bào)程序