青山水庫2011年梅雨期洪水調(diào)度分析

蔡紅娟，葉 萍

(杭州市青山水庫管理處，浙江 杭州 311305)

1 工程概況

青山水庫位于杭州市西郊臨安市境內(nèi)的東苕溪主干南苕溪中游，上游距臨安市8 km，下游距杭州市約40 km，水庫集雨面積603 km2，總庫容2.13億m3，是一座以防洪為主，兼有灌溉、發(fā)電等綜合利用的大(二)水利工程［1］.水庫按百年一遇設(shè)計，設(shè)計洪水位為32.57 m，萬年一遇校核，校核洪水位35.04 m.工程于1958年動工興建，1964年完工.

水庫樞紐主要由大壩、泄洪閘、輸水隧洞、水電站和副壩等水工建筑物組成，自1964年投入運(yùn)行以來，攔蓄了多場較大的洪水，充分發(fā)揮了水庫的防洪效益，對下游西險大塘及杭州市的安全起著關(guān)鍵性的保障作用.

2 雨情、水情

本次梅雨期洪水特點(diǎn):

(1)時間長(2011－06－03—24);

(2)是過程雨量大，青山水庫單站累計降雨量480 mm，為多年平均梅雨期降雨量(283.6 mm)的1.69 倍;

(3)出現(xiàn)了4次洪峰，最大洪峰達(dá)733 m3/s.

2.1 雨情

2011－01—05青山水庫流域出現(xiàn)了近50 a來少有的連續(xù)干旱少雨天氣，5個月總降雨量只有315.6 mm，土壤缺水嚴(yán)重，至 2011－06－03T08，人工Pa值為61.3 mm.

進(jìn)入6月份，受冷空氣和暖濕氣流的共同影響，水庫流域從3日開始，出現(xiàn)4次強(qiáng)降雨過程，2011－06－03—16－18累計流域平均面雨量452 mm，流域最大 24小時降雨量 106.8 mm(2011－06－14T07—15T07)，最大一日降雨量102.2 mm(2011－06－14)，連續(xù)最大三日降雨量是 135.1 mm(2011－06－13—15)，連續(xù)最大七日降雨量是 251.6 mm(2011－06－12—18)，對照青山水庫洪水復(fù)核報告中設(shè)計暴雨標(biāo)準(zhǔn)，除三日降雨量外其它3個指標(biāo)都達(dá)到或超 5 a一遇標(biāo)準(zhǔn)［2］.

這4次降雨為典型的梅雨，持續(xù)性時間長且范圍廣，土壤得到充分飽和，洪水退水慢，后3次洪水都發(fā)生重疊.4次降雨過程:2011－06－03—07，126.1 mm;2011－06－09—12，74.4 mm;2011－06－14—14，134.1 mm;2011－06－18—19，101.1 mm，相應(yīng)出現(xiàn)4次入庫洪峰，分別為:263 m3/s(2011－06－06T15)、226m3/s(2011－06－11T23)、606 m3/s(2011－06－15T10)、733 m3/s(2011－06－18T22).在4次強(qiáng)降雨的間歇期有零星小雨.水庫流域圖及流域內(nèi)各站降雨量分別見圖1、表1.

圖1 青山水庫流域水系及工程示意圖

表1 青山水庫2011年梅雨期洪水日雨量統(tǒng)計表 mm

2.2 水情

本次梅汛期洪水從2011－06－04T16時開始入庫，起漲水位為22.71 m，最大入庫洪峰流量733 m3/s(2011－06－18T22)，最高水位 27.99 m(2011－06－19T22:50)，相應(yīng)蓄水量8852 萬 m3，最大出庫為350 m3/s(2011－06－17T17).從 2011－06－04T06起入庫洪水總量為20931萬m3，水庫最大蓄洪量4564萬m3.

青山水庫2011年梅雨期洪水過程線見圖2.

3 洪水調(diào)度

2011年梅汛期共有四次降雨過程，洪水時間長，青山水庫的調(diào)度重點(diǎn)是攔蓄洪水，兼顧上、下游，錯峰調(diào)度.

3.1 調(diào)度過程

第1次降雨:起漲水位 22.71 m(2011－06－04T16)，低于汛限水位，水庫正常滿發(fā)電;為應(yīng)對東苕溪水污染事件，應(yīng)余杭防辦要求，青山水庫于2011－06－05T22—06T23加大下泄至 50 m3/s(含發(fā)電);本次降雨期間最高水位24.36 m(2011－06－07T01);為控制汛限水位，2011－06－06T23—10T22青山水庫執(zhí)行市防指1號調(diào)度令，控制下泄流量100 m3/s.本次降雨過程洪水水總量3603萬m3，泄洪水量2614萬m3.

圖2 2011年梅汛期洪水過程線

第 2次降雨:起漲水位 23.36 m(2011－06－09T21)，為應(yīng)對東苕溪水污染事件，應(yīng)余杭防辦的要求和環(huán)保部門的意見，2011－06－10T22青山水庫執(zhí)行市防指2號調(diào)度令，控制下泄流量100 m3/s;直至11日，下游河道水質(zhì)恢復(fù)正常，下游應(yīng)急用水取消，11時30分執(zhí)行市防指3號調(diào)度令，水庫正常滿發(fā)電.因處梅汛期且水位處汛限水位以上，先后執(zhí)行防指 4、5號調(diào)度令，下泄流量逐步加大至150 m3/s.本次洪水最高水位 24.73 m(2011－06－12T22)，洪水總量3875萬m3，泄洪水量2452萬m3.

第3次降雨:起漲水位 23.89 m(2011－06－14T12)，此次降雨強(qiáng)度大、量大，此次洪水與第二次洪水退水段重疊.2011－06－14T22執(zhí)行市防指6號調(diào)度令，與下游區(qū)間洪峰錯峰，減少下泄流量至100 m3/s.2011－06－15T05:50，瓶窯水位達(dá)到警戒水位5.70 m，并將持續(xù)上漲，青山水庫執(zhí)行市防指7號調(diào)度令，零出庫，進(jìn)一步減輕下游防洪壓力;瓶窯水位最高達(dá) 6.58 m;2011－06－15T18瓶窯水位6.48 m并在緩慢回落，區(qū)間洪峰已過，青山水庫執(zhí)行市防指 8、9、10、11、13、14、15 號調(diào)度令，下泄流量逐步增加至350 m3/s，逐步降低庫水位.本次降雨期間最高水位 27.51 m(2011－06－16T04)，洪水總量7597萬 m3，泄洪水量7046萬 m3.

第4次降雨:起漲水位 23.96 m(2011－06－18T15)，此次降雨由北向南，降雨歷時短、強(qiáng)度大，下游區(qū)間降水較大，為保障行洪安全，2011－06－18T15:30執(zhí)行市防指17號調(diào)度令，下泄流量由350 m3/s減小至100 m3/s;2011－06－18T16執(zhí)行市防指18號調(diào)度令，關(guān)閘錯峰，停止下泄;2011－06－19T01執(zhí)行市防指19號調(diào)度令，控制下泄流量60 m3/s;19日凌晨，流域又出現(xiàn)了降雨，2011－06－19T05:20執(zhí)行市防指20號調(diào)度令，再次關(guān)閘錯峰;2011－06－19T11:20 瓶窯水位 6.61 m，北湖開始分洪;2011－06－19T20 瓶窯水位 5.78 m，并將緩慢回落，為降低庫水位，青山水庫進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)，先后執(zhí)行市防指21、22、23號調(diào)度令，下泄流量逐步增加至250 m3/s;2011－06－23T09 庫水位 23.93 m，氣象預(yù)報未來無明顯降雨，青山水庫閘門全關(guān)，攔蓄洪水尾水，開始正常發(fā)電.本次洪水期間最高水位27.99 m(2011－06－19T22:50)，洪水總量 5890 萬 m3，泄洪水量6531萬m3.

具體調(diào)度過程見表2.

3.2 調(diào)度小結(jié)

本次梅汛期洪水共執(zhí)行市防指調(diào)度指令21次，閘門啟閉44次，零出庫錯峰共36 h.

由于2011－01—05降雨較多年平均偏少近一半，前期較干旱，故本次梅汛期洪水的起漲水位較低，騰出了水庫全部防洪庫容.

6月初東苕溪臨安工業(yè)園區(qū)發(fā)生水污染事件，2011－06－05T22—09T12共為東苕溪水污染事件提供了應(yīng)急用水2215萬m3，給污染物的清除起到了至關(guān)重要的作用.

4次降雨過程，第3、4次降雨強(qiáng)度大，單日流域平均降雨均超過了100 mm，導(dǎo)致庫水位急劇上漲，但青山水庫積極承擔(dān)了攔蓄洪水的重任，在第3、4次水庫洪峰到來前，水庫閘門全關(guān)為下游錯峰，極大減輕了下游的防洪壓力.在水庫水位急劇上升而下游防洪斷面水位超警戒時，水庫庫區(qū)的移民仍是水庫調(diào)度的掣肘.四次洪水調(diào)度中，水庫嚴(yán)格執(zhí)行市防指的調(diào)度令.

4 防洪效益

青山水庫在東苕溪流域上擔(dān)當(dāng)著“上蓄”洪水的重任，擔(dān)負(fù)著保護(hù)省府杭城及下游杭嘉湖平原安全的神圣使命，防洪作用十分突出與重要.在2011年梅雨期洪水中，青山水庫在攔蓄洪水、削減洪峰、調(diào)洪錯峰等方面發(fā)揮了重要的作用，極大減輕了下游的防洪壓力［3］.

(1)攔蓄洪水

2011年梅雨期洪水總量20965萬m3(分別為:3603 萬 m3、3875 萬 m3、7597 萬 m3、5890 萬 m3)，四次最大攔蓄洪水量分別為:1434萬m3、1266萬m3、3993 萬 m3、4564 萬m3，分別占總徑流量的 39.8%、32.7%、52.6%、77.5%，較好地發(fā)揮了攔蓄洪水的作用.

(2)削減洪峰

2011年梅雨期洪水最大時段入庫流量733 m3/s，當(dāng)時出庫流量為0，削減洪峰100%.

(3)調(diào)洪錯峰

2011－06－15T06—T18、2011－06－18T16—19T01、2011－06－19T05—T20 三個時段期間，青山水庫閘門全關(guān)，下泄流量減小，共錯峰調(diào)度36 h，安全地將大部分洪水?dāng)r蓄在庫，避開了下游洪峰，極大地減輕了下游余杭、瓶窯的防洪壓力.

防洪效益具體見表3.

表3 2011年梅雨期洪水防洪效益表

5 洪水調(diào)度經(jīng)驗總結(jié)

5.1 領(lǐng)導(dǎo)重視，積極響應(yīng)

各級領(lǐng)導(dǎo)高度重視2011年梅雨期洪水的防御工作，認(rèn)真貫徹落實(shí)防汛指示精神，深入一線檢查指導(dǎo)工作，對防御工作作了要求和部署.把防汛工作抓早、抓細(xì)、抓實(shí).水庫各崗位工作人員都及時進(jìn)崗到位，放棄休息時間，加班加點(diǎn)，工作積極主動，認(rèn)真做好防御本次洪水工作.

5.2 系統(tǒng)完善，措施到位

近年來，青山水庫防洪非工程措施的系統(tǒng)化建設(shè)已日趨完善，非工程措施逐步實(shí)現(xiàn)信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化.目前水庫建有水文自動測報系統(tǒng)、洪水預(yù)報調(diào)度系統(tǒng)、防汛遠(yuǎn)程會商系統(tǒng)、水庫實(shí)時安全調(diào)度系統(tǒng)、水情衛(wèi)星傳送系統(tǒng)、大壩安全自動化監(jiān)測系統(tǒng)、泄洪閘監(jiān)控系統(tǒng)、大壩視頻監(jiān)視系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了水庫水雨情、工情自動化監(jiān)測，為工程的安全運(yùn)行提供了技術(shù)支撐，非工程措施的作用日益顯著.

5.3 規(guī)范管理，責(zé)任到位

不斷完善水庫防汛工作預(yù)案，制定了防汛工作規(guī)程，規(guī)范水庫防汛工作，細(xì)分了洪水期間水庫各崗位的防汛工作職責(zé)，全面落實(shí)了水庫防汛責(zé)任制.在本次洪水中成立了5個工作小組:防汛水文組、水工觀測組、用電管理組、后勤保障組，細(xì)化工作崗位職責(zé)，所有人員按照預(yù)案堅守崗位，工作按程序進(jìn)行，做到忙而有序，提高工作效率，為圓滿完成防汛任務(wù)提供了組織保障［4］.

5.4 蓄洪錯峰，科學(xué)調(diào)度

在2011年梅雨期洪水調(diào)度中，青山水庫嚴(yán)格執(zhí)行上級調(diào)度指令，著重以攔蓄洪水為主，科學(xué)調(diào)度，出庫流量控制在350 m3/s以下，期間水庫閘門全關(guān)，減少下泄流量錯峰調(diào)度36小時.青山水庫的攔洪錯峰，有效地減輕了下游的防洪壓力，在整個流域的防洪中發(fā)揮了“上蓄洪水”的重要作用，為整個東苕溪的洪水調(diào)度做出重要貢獻(xiàn).

5.5 動態(tài)控制，合理利用

在2011年梅雨期洪水退水階段，青山水庫水位迅速從27.99 m降至23.93 m，棄水量約6500萬m3，如按照控運(yùn)計劃降至 23.17 m，棄水量約7500萬m3，避免棄水近1000萬m3.近年來，青山水庫動態(tài)控制汛限水位，利用尾水發(fā)電和灌溉等，增加水資源的利用率［5］.

6 結(jié)語

作為東苕溪的控制性防洪工程，青山水庫在2011年梅雨期洪水調(diào)度中，及時掌握全流域的水雨情信息，實(shí)時準(zhǔn)確做出洪水預(yù)報，提出科學(xué)合理的調(diào)度建議.青山水庫在本次洪水調(diào)度中，嚴(yán)格執(zhí)行省市防指調(diào)度令，上下游兼顧，水庫的攔洪錯峰，有效減輕了下游的防洪壓力，為全流域的防洪安全做出重要貢獻(xiàn).

［1］落全富，劉國華.青山水庫提高蓄水位研究［J］.浙江水利水電?？茖W(xué)校學(xué)報，2010，22(1):4 －6.

［2］蔡紅娟.青山水庫預(yù)報調(diào)度與水位動態(tài)控制研究［D］.南京:河海大學(xué)水電學(xué)院，2012.

［3］蔡紅娟.青山水庫“20100306”春汛洪水調(diào)度［J］.新農(nóng)村，2011(2):148－168.

［4］蔡紅娟.青山水庫2001年“6.26”洪水調(diào)度經(jīng)驗淺談［J］.水利建設(shè)與管理，2008(1):57 －58，6.

［5］蔡紅娟.動態(tài)控制青山水庫汛限水位的初步探討［J］.水利建設(shè)與管理，2006(10):53－55.