龍頭橋水庫2013 年場次洪水分析

王立權(quán)，馬金龍

(黑龍江省龍頭橋水庫管理處，黑龍江 寶清155600)

1 概 況

龍頭橋水庫是一座以灌溉、防洪為主，兼顧發(fā)電、養(yǎng)魚等綜合利用的大(2)型水利工程。水庫按100 a一遇洪水設(shè)計(jì)，2 000 a一遇洪水校核，水庫總庫容為6.15 億m3。

水庫工程由大壩、溢洪道、輸水洞和水電站4 部分組成。龍頭橋水庫位于烏蘇里江一級支流撓力河的上游，屬于高緯度地區(qū)。水庫流域形狀呈長方形，水系呈羽狀分布。

水庫上游分別有3 條河流注入撓力河。流域?qū)儆诎敫珊档貛В邓蟛糠旨性?—9 月份，占全年降水量的70%以上，尤其是7、8 份降水更為集中，大暴雨多發(fā)生在此期間。本區(qū)為臺風(fēng)暴雨區(qū)的邊緣，大暴雨多為來自朝鮮的天氣系統(tǒng)經(jīng)日本海水汽補(bǔ)充后形成。一次降水的時(shí)間多為1 ～3 d，降水多集中在1 d之內(nèi)［1－2］。

洪水與暴雨相應(yīng)，主要發(fā)生在7 月下旬—8 月下旬，峰型多為單峰，起漲時(shí)間短，一般為2 ～3 d，落水時(shí)間較長，一次洪水總歷時(shí)約為7 d左右。龍頭橋水庫以上流域?yàn)榍鹆晟絽^(qū)地貌，河流為山區(qū)性河流。

龍頭橋水庫是以撓力河干流防洪除澇任務(wù)為目標(biāo)，結(jié)合水資源供需基本要求，發(fā)展水田灌溉面積，統(tǒng)籌興利與防洪除澇的關(guān)系［3］。

2 基本情況

2013 年7 月—8 月，黑龍江省發(fā)生了特大洪澇災(zāi)害，包括黑龍江、嫩江、松花江、烏蘇里江在內(nèi)的39條河流發(fā)生超警戒洪水。其中，作為烏蘇里江左岸的一級支流撓力河也發(fā)生了較大洪水。龍頭橋水庫處于撓力河上游，龍頭橋水庫整個(gè)流域發(fā)生了超5 a一遇標(biāo)準(zhǔn)的洪水。

3 降水情況

降水情況主要從4 個(gè)方面介紹:降水時(shí)間、降水量、雨量站監(jiān)測情況和降水強(qiáng)度。

3.1 降水時(shí)間

龍頭橋水庫這場洪水的降水過程自7 月24 日起至8 月2 日止，主要有兩場持續(xù)降水過程。龍頭橋水庫全流域均勻分布著16 個(gè)雨量監(jiān)測站點(diǎn)，完成了這次降水全過程的觀測任務(wù)［4］。

3.2 降水量

此次降水過程平均降水量達(dá)到88 mm，降水中心在20 連站點(diǎn)，此站點(diǎn)接近水庫全流域的中心區(qū)。此次降水的主降水過程分布在7 月24 日—29 日這5 d，這5 d的降水量占整個(gè)降水過程總量的97%。

3.3 雨量站監(jiān)測情況

此次降水過程中，測站中最小累計(jì)降水量是最大累計(jì)降水量的43%。測站的累計(jì)降水量達(dá)到最大累計(jì)降水量70%的測站數(shù)有8 個(gè)，占測站數(shù)的50%;測站的累計(jì)降水量達(dá)到最大累計(jì)降水量75%的測站數(shù)有4 個(gè)，占測站數(shù)的25%;測站的累計(jì)降水量達(dá)到最大累計(jì)降水量85%的測站數(shù)有3 個(gè)，占測站數(shù)的19%。

3.4 降水強(qiáng)度

降水量分布較均勻。最大的降水強(qiáng)度為0.025 mm/min。

4 洪水過程

4.1 洪水過程推求

水庫入庫的洪水過程是由水量平衡方程按6 h時(shí)段進(jìn)行推求。水庫自7 月24 日8 時(shí)觀測到降水?dāng)?shù)據(jù)，到24 日14 時(shí)就測驗(yàn)到有洪水入庫，從降水到產(chǎn)匯流過程持續(xù)6 h，產(chǎn)匯流時(shí)間較快［5］。

4.2 洪水三要素

洪水過程總歷時(shí)約為14 d，此次洪水過程峰型為雙峰，洪峰為305 m3/s，第二大流量為241 m3/s。洪峰和第二大流量的出現(xiàn)間隔為18 h。此次洪水總量為1.3 億m3，也是建庫以來最大的一場洪水過程。流域徑流系數(shù)為0.82。

5 洪水情況分析總結(jié)

5.1 水庫漲水較快，起漲過程陡

水庫流域內(nèi)發(fā)生有效降水過程后入庫洪水起漲較快，在一個(gè)時(shí)段(6 h)后就有匯流產(chǎn)生，洪峰在洪水入庫48 h后出現(xiàn)，漲水段的過程線較陡，洪峰出現(xiàn)歷時(shí)較快，這一點(diǎn)比較符合丘陵地區(qū)的洪水特點(diǎn)［6］。

5.2 產(chǎn)、匯流快

洪峰與第二大流量出現(xiàn)的歷時(shí)間隔與兩次大雨主雨間隔的歷時(shí)相同，說明流域產(chǎn)、匯流過程較快。

5.3 與設(shè)計(jì)洪水比較

龍頭橋水庫設(shè)計(jì)洪水采用了與其集水面積相接近，也處于上游山區(qū)的保安站和水庫下游的寶清站兩個(gè)站的洪水過程進(jìn)行推設(shè)。

實(shí)際雙峰過程線的線型和推設(shè)的結(jié)論相符合，第一場降水量大于第二場降水量，產(chǎn)生的前峰流量大于后峰的流量，這也是與下游平原測站洪水過程線的不同之處［7］。

5.4 上游水土保持破壞嚴(yán)重

從這場洪水的降水—徑流過程線分析，洪水的起漲時(shí)間是自第一段有效降水后就產(chǎn)生，整場洪水在第二大流量出現(xiàn)后的退水時(shí)間為42 h，說明此次洪水漲水快，退水也快。

整場洪水的歷時(shí)比水庫初設(shè)中以龍頭橋水庫為主設(shè)計(jì)洪水過程的歷時(shí)要短得多。結(jié)合水庫上游下墊面實(shí)際情況，上游水土保持被破壞是產(chǎn)生洪水漲、退水快的影響因素之一。

5.5 雨區(qū)分布影響

降水中心處于水庫水面附近，將對匯流歷時(shí)產(chǎn)生直接影響，這也是匯流歷時(shí)短的因素之一，同時(shí)加快了洪水形成過程。整個(gè)降水過程分為兩個(gè)降水量較大的地區(qū)，流域的西北部和西南部兩個(gè)區(qū)域，經(jīng)過多次觀測和分析，水庫汛期的降水量極大值區(qū)多分布于此處。

5.6 漲、退水分析

水庫這場洪水漲、退水快主要有以下4 個(gè)影響因素:

1)降水中心接近水庫水面。

2)受此次洪水過程前期影響雨量影響。

3)下墊面水土保持較弱，下墊面調(diào)蓄水功能不強(qiáng)。

4)流域處在丘陵山區(qū)，受地形影響。

6 結(jié) 語

分析這場建庫以來較大一場洪水的過程，對今后水庫防汛調(diào)度工作會積累很關(guān)鍵的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。特別對水庫的入庫洪水預(yù)報(bào)及汛期洪水調(diào)度工作起著一定的分析指導(dǎo)作用。

［1］黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院.黑龍江省三江平原撓力河龍頭橋水庫工程初步設(shè)計(jì)［R］.哈爾濱:黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，1996.

［2］詹道江，葉守澤.工程水文學(xué)(3 版)［M］.北京:中國水利水電出版社，2000:45－52.

［3］袁雪蓮.觀音閣水庫2010 年場次洪水分析［J］.水利建設(shè)與管理，2015(01):49－51.

［4］王敏，張立明，馬秀梅.小流域洪水分析［J］.內(nèi)蒙古水利，2012(06):34.

［5］于劍麗，魯玉忠，宋銀平.金灘大橋橋位選擇與洪水分析［J］.人民黃河，2012，34(11):144－146.

［6］李勇，陳加奇.云南省某水庫設(shè)計(jì)洪水分析［J］.價(jià)值工程，2014(17):90－91.

［7］張明波，陳劍池，秦智偉，郭希望.長江中下游設(shè)計(jì)洪水分析［J］.人民長江，2006，37(09):31－34.