溫嶺市河網(wǎng)水利工程防汛調(diào)度方案研究

【摘要】溫嶺市地處浙南沿海，臺(tái)風(fēng)暴雨導(dǎo)致洪水災(zāi)害頻發(fā)，不僅對(duì)水利等基礎(chǔ)設(shè)施造成毀滅性破壞，而且對(duì)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成極大的損害和威脅，是制約溫嶺市經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一。本文通過(guò)分析近年來(lái)溫嶺市河網(wǎng)水利工程調(diào)度的實(shí)例，探索溫嶺市防汛防旱的基本規(guī)律，分析河網(wǎng)水利工程調(diào)度的基本方法，可供參考。

【關(guān)鍵詞】平原河網(wǎng)；防汛調(diào)度；溫嶺市

1、概況

1.1 地理位置

溫嶺市位于浙江省東南沿海，東頻東海，南連玉環(huán)縣，西鄰樂(lè)清市，北接臺(tái)州市路橋區(qū)、黃巖區(qū)。東西長(zhǎng)55.5km，南北寬35.9km，陸地面積925.47km2，其中內(nèi)陸陸地面積910.7km2，內(nèi)陸海岸線長(zhǎng)120.3km，海涂面積79.08km2。

1.2 地形地貌及河流水系

溫嶺市城區(qū)位于溫黃平原南部，境內(nèi)地勢(shì)西高東低，自西向東逐漸傾斜入東海；西部和西南部，多為綿延起伏的丘陵山區(qū)，間有小塊河谷平原；北部、中部和東部為平原，地勢(shì)平坦，局部間有陸嶼殘丘。地貌單元眾多，有低山、高山、低丘、臺(tái)地、平原等，以平原為主。

溫嶺市城區(qū)位于溫黃平原的金清水系。金清水系位于溫黃平原的東部和南部，由金清大港及以北路橋區(qū)的南官河、三才涇等諸河和以南溫嶺市的運(yùn)糧河、木城河、老灣河、廿四弓河等諸河所構(gòu)成，流域面積1201.8km2，在溫嶺境內(nèi)為693.05km2。溫嶺市主要出海排澇口門(mén)有：江廈排澇隧洞（烏沙門(mén)閘）、金清新閘、鯨山閘，區(qū)內(nèi)澇水通過(guò)上述排澇閘排入東海。老城區(qū)內(nèi)有三條溪流，分別為前溪、白箬溪、肖泉溪，前溪由西南向東北穿過(guò)城區(qū)，于前溪橋處與肖泉溪匯合后入金清河網(wǎng)水系。市境內(nèi)陸河流總長(zhǎng)1494 km，河網(wǎng)水面總面積31.059 km2，總?cè)莘e6253.9萬(wàn)m3。

1.3 氣象

溫嶺市地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。四季分明，雨量豐沛，日照充足。根據(jù)實(shí)測(cè)水文資料統(tǒng)計(jì)，大水年份近70%發(fā)生在臺(tái)汛期，30%發(fā)生在梅汛期。說(shuō)明溫嶺市洪水主要受臺(tái)風(fēng)暴雨控制。據(jù)溫嶺各雨量站長(zhǎng)系列年降水資料統(tǒng)計(jì)，多年平均降水量為1609mm。降水量年際變化明顯：最豐年降水量2251.1mm（2010年），最枯年降水量1006.7mm（1967年）。溫嶺是一個(gè)臺(tái)風(fēng)、暴雨、干旱、洪澇等自然災(zāi)害多發(fā)地區(qū)。

1.4 防汛調(diào)度有關(guān)的主要水利工程

（1）海塘

全市海塘總量為40條，總長(zhǎng)76253m。50年一遇標(biāo)準(zhǔn)塘20條，長(zhǎng)36107m；20年一遇標(biāo)準(zhǔn)塘17條，長(zhǎng)32034m，；10年一遇的1條，長(zhǎng)553米；非標(biāo)準(zhǔn)塘2條，長(zhǎng)7559米。加固和建成沿塘水閘54座，一線海塘水閘48座。

（2）水庫(kù)

河網(wǎng)地區(qū)建有小二型以上的山塘水庫(kù)23座，總庫(kù)容5506萬(wàn)m3。其中中型水庫(kù)兩座，小一型水庫(kù)兩座。

（3）翻水站

建有翻水站一座，設(shè)計(jì)流量為13.2m3/s，是農(nóng)作物地區(qū)重要的抗旱水源工程。

（4）出海涵閘

全市共建有主要出海排澇涵閘6座，設(shè)計(jì)總排水流量1220.5m3/s。（詳見(jiàn)表1）。

2、溫嶺河網(wǎng)水利工程的控制運(yùn)用原則及理論依據(jù)

溫嶺市城區(qū)地面高程2.8～4.5m，東部平原地面高程2.5～3.5m，而石塘站高潮位要高于此高程。因此，在溫嶺沿海建有不同擋潮標(biāo)準(zhǔn)的水閘和海塘，以阻擋海潮的入侵。在溫嶺市遭遇臺(tái)風(fēng)暴雨時(shí)，降水產(chǎn)流超過(guò)河網(wǎng)水庫(kù)蓄水能力時(shí)，調(diào)度沿海涵閘進(jìn)行排水或預(yù)排水，把河網(wǎng)水位控制在正常安全的高度，防止造成洪澇災(zāi)害，或者減輕洪澇災(zāi)害。

本文討論的溫嶺市河網(wǎng)水利工程調(diào)度以金清水系在溫嶺境內(nèi)的693.05 km2為調(diào)度范圍。河網(wǎng)調(diào)度以《長(zhǎng)潭水庫(kù)及灌區(qū)防汛防旱控制運(yùn)用細(xì)則》為指導(dǎo)原則，結(jié)合溫嶺市實(shí)際情況，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供水利支撐。只有通過(guò)海塘、涵閘、河網(wǎng)、山塘水庫(kù)等水利工程科學(xué)控制運(yùn)用，才能既保證防汛安全，又要滿足供水、灌溉、通航等用水需求。

按照《長(zhǎng)潭水庫(kù)及灌區(qū)防汛防旱控制運(yùn)用細(xì)則》要求，河網(wǎng)的正?？刂扑粸?.53～1.73m，警戒水位為2.10m。但是隨著部分地區(qū)近年來(lái)不斷沉降，1.60～1.65m已經(jīng)是河網(wǎng)控制的最高水位；部分村級(jí)河道底高程高達(dá)0.5m，即用于灌溉和通航的水深不足1m，因此考慮灌溉和通航需求時(shí)河網(wǎng)水位不應(yīng)低于1.50m，在臺(tái)風(fēng)來(lái)臨前預(yù)泄后最低水位一般不低于1.30m；在干旱年份，水位低于1.20m時(shí)，長(zhǎng)潭水庫(kù)將會(huì)對(duì)金清水系進(jìn)行補(bǔ)水操作。因此金清水系近年來(lái)實(shí)際操作的控制水位為1.40～1.60m。全市排澇主要依靠六大涵閘進(jìn)行泄洪操作，客水來(lái)源主要是黃巖區(qū)、路橋區(qū)通過(guò)南官河進(jìn)入。

2.1 平原河道蓄水量

溫嶺市平原河網(wǎng)納洪庫(kù)容主要由河網(wǎng)水位決定。麻車(chē)橋站水位與溫嶺河網(wǎng)蓄水量關(guān)系見(jiàn)圖2。

圖2 河道水位蓄水量對(duì)照?qǐng)D

由圖2可計(jì)算出在Z水位下的相應(yīng)蓄水量W，并依據(jù)公式△W=W1-W2，計(jì)算出河網(wǎng)可接納洪水的庫(kù)容，也可以計(jì)算出降雨前后的蓄水量差值，即蓄水增量。

溫嶺市山塘水庫(kù)總庫(kù)容5506萬(wàn)方，在防洪調(diào)度中應(yīng)予以考慮。

2.2 水閘的排澇能力

溫嶺市平原河網(wǎng)的排澇是在閘前水位超過(guò)控制水位且高于外江潮位時(shí)，開(kāi)啟擋潮排澇閘自流排澇，水閘排澇能力受到東?；驑?lè)清灣潮水位和內(nèi)河水位的影響。在計(jì)算涵閘排澇能力時(shí)，潮位數(shù)據(jù)采用石塘站數(shù)據(jù)。

以目前實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)每座擋潮閘現(xiàn)有的排水能力進(jìn)行計(jì)算。6座擋潮排澇閘現(xiàn)有的總排水量為1220.5m3/s。但由于溫嶺市河道現(xiàn)在淤積嚴(yán)重，河道被侵占現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，河道斷面變小，排水不暢，現(xiàn)有水閘的排澇能力充分發(fā)揮受到影響。如金清閘設(shè)計(jì)排水量為707m3/s，但是根據(jù)流量測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最大實(shí)測(cè)流量?jī)H為385m3/s，只達(dá)到設(shè)計(jì)流量的一半。根據(jù)河網(wǎng)排澇實(shí)例的數(shù)據(jù)分析，麻車(chē)橋站水位在1.80m，又沒(méi)有降雨產(chǎn)流情況下，1個(gè)潮次的排水總量可以使溫嶺市河網(wǎng)水位下降0.25～0.35m。

2.3 降水產(chǎn)流分析

溫嶺市面雨量的計(jì)算采用算術(shù)平均法，采用14個(gè)主要降雨站點(diǎn)的算術(shù)平均值。除去水庫(kù)的集雨面積，全市河網(wǎng)地區(qū)計(jì)算區(qū)域的流域面積約為600km2。

對(duì)于溫嶺河網(wǎng)這樣的流域下墊面，降水產(chǎn)流計(jì)算非常復(fù)雜，為了簡(jiǎn)化產(chǎn)水量計(jì)算，采用預(yù)估產(chǎn)流系數(shù)的方法來(lái)計(jì)算產(chǎn)水量，具體產(chǎn)水量的計(jì)算公式如下：

W產(chǎn)=∑P×α×F

式中：W產(chǎn)為本時(shí)段內(nèi)流域產(chǎn)水量（萬(wàn)m2）；∑P為本時(shí)段內(nèi)灌區(qū)累計(jì)平均降雨量（mm）；F為計(jì)算降雨區(qū)區(qū)域面積（km2）；α為預(yù)估產(chǎn)流系數(shù)，根據(jù)全市前期土壤含水率、降雨量、水利工程現(xiàn)狀等具體情況，可取不同的數(shù)值，從而確定不同的排水方案。

3、溫嶺市河網(wǎng)水利工程防洪調(diào)度方案

按照《長(zhǎng)潭水庫(kù)及灌區(qū)防汛防旱控制運(yùn)用細(xì)則》要求，河網(wǎng)的正?？刂扑粸?.53～1.73m，警戒水位為2.10m。但是隨著部分地區(qū)近年來(lái)不斷沉降，1.60～1.65 m已經(jīng)是河網(wǎng)控制的最高水位，近年來(lái)實(shí)際操作的控制水位為1.40～1.60m。

在非用水高峰季節(jié)，河網(wǎng)水位控制在1.60m以下。當(dāng)麻車(chē)橋水位高于1.60m時(shí)，閘前水位高于東海或樂(lè)清灣潮位時(shí)，沿海排澇涵閘開(kāi)閘排澇；當(dāng)潮位高于閘前水位時(shí)，沿海涵閘關(guān)閉擋潮；當(dāng)河網(wǎng)水位恢復(fù)到正常水位時(shí)，排澇閘關(guān)閉，停止排澇。

每年“出梅”后至9月份，是全市用水高峰季節(jié)，水位最高控制在1.65m，保持河網(wǎng)最大蓄水量。河網(wǎng)水位高于1.65m時(shí)，調(diào)度水閘排澇。

4、防洪調(diào)度實(shí)例

2015年第09號(hào)臺(tái)風(fēng)“燦鴻”6月30日20時(shí)在西北太平洋洋面上生成，于7月11日16時(shí)40分在浙江省舟山市朱家尖鎮(zhèn)沿海登陸。受臺(tái)風(fēng)“燦鴻”影響，溫嶺市普降大暴雨，本文對(duì)這次臺(tái)風(fēng)暴雨的防洪調(diào)度過(guò)程進(jìn)行分析。

4.1 河網(wǎng)水量預(yù)測(cè)

氣象預(yù)報(bào)臺(tái)風(fēng)過(guò)程全市降雨量100～150mm。河網(wǎng)現(xiàn)狀水位1.60m。由于前期連續(xù)降雨，土壤含水量接近飽和，用預(yù)估產(chǎn)流系數(shù)的方法計(jì)算預(yù)測(cè)產(chǎn)水量，預(yù)估產(chǎn)流系數(shù)取0.9，過(guò)程雨量用預(yù)報(bào)降雨量的平均值125mm，預(yù)測(cè)產(chǎn)水量達(dá)6750萬(wàn)m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)全市的納洪容庫(kù)。為了盡量減少損失，需要調(diào)度水閘預(yù)排水。在8日15時(shí)起，調(diào)度6座主要涵閘預(yù)排水，至10日19時(shí)，河網(wǎng)水位降到1.00m，全市的納洪容庫(kù)增加了1350萬(wàn)m3。

4.2 雨水情概況

4.2.1 降雨情況

本次降雨過(guò)程是典型的臺(tái)風(fēng)雨過(guò)程，降雨強(qiáng)度大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。降雨從9日8時(shí)開(kāi)始，到11日8時(shí)止全市平均降雨量達(dá)146.9mm。本次降雨范圍覆蓋溫嶺全境，降雨分布不均，中東部降雨量較大，西部山區(qū)地區(qū)降雨較小。本次降雨過(guò)程各主要站點(diǎn)降雨量情況：太平站166.5mm，澤國(guó)站降雨量140.0mm，松門(mén)站147.5mm，金清閘站194.0mm，大溪站81.5mm。實(shí)測(cè)最大值出現(xiàn)在位于城東街道的湖漫水庫(kù)站，過(guò)程降雨量234.0mm。

4.2.2 河網(wǎng)水位情況

10日8時(shí)，麻車(chē)橋站水位0.95m，溫嶺站水位1.04m，處于較低的水平。暴雨發(fā)生后，太平站在11日5時(shí)35分達(dá)到過(guò)程最高水位，麻車(chē)橋站在11日7時(shí)05分達(dá)到過(guò)程最高水位，大溪站在11日9時(shí)35分達(dá)到過(guò)程最高水位，各站普遍超過(guò)警戒水位，但水位上漲幅度低于“7.26”特大暴雨和兩次“9.29”特大暴雨。各主要站點(diǎn)特征水位情況：主城區(qū)太平站2.82m，麻車(chē)站最高水位達(dá)到2.34m，大溪站最高水位2.44m，澤國(guó)站最高水位2.43m，金清站最高水位2.26m，松門(mén)站最高水位2.34m，橫峰站最高水位2.40m。金清水系出海涵閘從7月8日開(kāi)閘預(yù)泄，至7月13日晚，共排澇8個(gè)潮次213孔次，排泄水量9500萬(wàn)m3。

4.2.3 四大水庫(kù)水雨情

湖漫水庫(kù)站過(guò)程降雨量234.0mm，水位從14.12m升至最高點(diǎn)16.63m，共攔蓄洪水558萬(wàn)m3；太湖水庫(kù)站過(guò)程降雨量84.5mm，水位從23.66m升至最高點(diǎn)24.69m，共攔蓄洪水146萬(wàn)m3；花芯水庫(kù)站過(guò)程降雨量165.0mm，水位從91.95m升至最高點(diǎn)95.27m，共攔蓄洪水78萬(wàn)方；桐嶺水庫(kù)站過(guò)程降雨量187.0mm，水位從53.39m升至最高點(diǎn)57.38m，共攔蓄洪水122萬(wàn)m3。四大水庫(kù)共攔蓄洪水904萬(wàn)m3。

4.3 水文分析計(jì)算

水位采用麻車(chē)橋站臺(tái)風(fēng)期間逐時(shí)實(shí)測(cè)水位資料，降水量采用全市14個(gè)主要雨情監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的算術(shù)平均值。

本次計(jì)算的時(shí)段，從9日8時(shí)開(kāi)始，到11日8時(shí)。產(chǎn)水量計(jì)算采用估算法，預(yù)估產(chǎn)流系數(shù)取0.9.本次臺(tái)風(fēng)降雨計(jì)算結(jié)果過(guò)程總產(chǎn)水量8100萬(wàn)m3。

4.4 河道蓄水量計(jì)算

麻車(chē)橋站水位預(yù)排水前1.60m，通過(guò)預(yù)排水水位降到1.00m左右。7月10日19時(shí)起漲，至11日17時(shí)水位退至1.51m，根據(jù)臺(tái)風(fēng)前后麻車(chē)橋站水位，水位～容積曲線查得，河道總蓄水量增加了1100萬(wàn)m3，山塘水庫(kù)蓄水量增加了約1000萬(wàn)m3。

4.5 燦鴻臺(tái)風(fēng)調(diào)度小結(jié)

分析9號(hào)臺(tái)風(fēng)全市臺(tái)風(fēng)雨洪過(guò)程及水量調(diào)度，得出以下結(jié)論：

（1）本次降雨強(qiáng)度較大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)；

（2）本次暴雨過(guò)程產(chǎn)水量明顯大于蓄水幫助，但由于降水量預(yù)報(bào)比較準(zhǔn)確，前期的預(yù)排水和降雨期間的排水方案科學(xué)合理，最大限度發(fā)揮水利工程作用，河網(wǎng)最高洪水位僅有約5個(gè)小時(shí)超過(guò)警戒水位，既確保了防洪安全，又使全市水利工程充分蓄水，這是一次成功的水量調(diào)度，取得了很好的效益。

5、結(jié)論

目前河網(wǎng)正?？刂扑?.40～1.60m，臺(tái)風(fēng)暴雨來(lái)臨前預(yù)泄后最低水位不宜低于1.30m。根據(jù)近年來(lái)實(shí)際調(diào)度資料分析，全市河網(wǎng)水利工程調(diào)度方案歸納如下：

（1）臺(tái)風(fēng)暴雨期間，氣象預(yù)報(bào)雨量大于中雨時(shí)，應(yīng)考慮預(yù)泄，一般預(yù)泄后河網(wǎng)水位不低于1.30m；實(shí)測(cè)雨量大于50mm時(shí)，涵閘全開(kāi)；水位降至1.80m以下時(shí)，再開(kāi)部分閘門(mén)控制河網(wǎng)水位。

（2）較小的降雨宜開(kāi)金清閘、鯨山閘控制，一般面雨量10mm開(kāi)金清閘3孔或者東部三個(gè)小閘（鯨山閘、木耳山閘、前伍礁閘），排澇后河網(wǎng)平均水位可下降4～5cm。

（3）若河網(wǎng)略高于控制水位，且氣象預(yù)報(bào)不確定未來(lái)降雨時(shí)，可開(kāi)金清閘少量閘孔進(jìn)行控制，若未來(lái)雨勢(shì)加大，可考慮增開(kāi)剩余的閘孔控制水位。

6、結(jié)語(yǔ)

溫嶺市山丘河流源短流急，再加上城市化進(jìn)程加快，匯流時(shí)間短，排水不暢，容易形成澇災(zāi)。對(duì)溫嶺市來(lái)說(shuō)，做到避災(zāi)和水資源利用二者兼顧，防洪調(diào)度科學(xué)決策非常重要。溫嶺市河網(wǎng)水利工程的防洪調(diào)度，要在充分掌握全市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、氣象信息等相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，預(yù)測(cè)洪水，進(jìn)行科學(xué)的調(diào)度決策，把臺(tái)風(fēng)暴雨帶來(lái)的災(zāi)害減到最低。溫嶺市隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和水利事業(yè)的逐步推進(jìn)，對(duì)全市的排澇環(huán)境有著深遠(yuǎn)的影響。以后要在實(shí)際工作中，針對(duì)情況的改變，分析各種因素，靈活應(yīng)對(duì)，做好防汛調(diào)度工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]溫嶺市城市防洪規(guī)劃（修編）， 2010.