浙江省長潭水庫流域歷史暴雨分析

摘要：浙江省長潭水庫是臺州市最重要的大型水利工程，自1964年建成投入運(yùn)行以來，發(fā)揮出了巨大的社會效益。本文基于水庫長達(dá)58年的歷史水文數(shù)據(jù)，分析了歷年水庫流域的暴雨特點(diǎn)，為了進(jìn)一步推進(jìn)水情科學(xué)調(diào)度、合理利用水資源提供暴雨數(shù)據(jù)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：長潭水庫；暴雨；分析

中圖分類號： X824 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.12.026

長潭水庫是一座以灌溉、供水為主，結(jié)合防洪、發(fā)電的多年調(diào)節(jié)的大（Ⅱ）型水庫。1958年10月水庫動工建設(shè)，1962年7月大壩合攏，同時開始蓄水并向下游供水，到1964年底隨著水電廠機(jī)組的安裝，水庫最終建成。水庫于2002年～2005年實(shí)施了除險(xiǎn)加固工程，總庫容從6.91億立方米上升到7.32億立方米。按照設(shè)計(jì)，水庫工程的建設(shè)規(guī)模是按百年一遇的洪水設(shè)計(jì)，對應(yīng)的洪水位為40.3米，相應(yīng)庫容為6.2億立方米；千年一遇的洪水校核，對應(yīng)的洪水位為42.0米，相應(yīng)庫容7.32億立方米。一直以來，水庫正常蓄水位36.0米，相應(yīng)庫容為4.57億立方米。水庫承擔(dān)著溫黃平源104.27萬畝的農(nóng)田灌溉，保護(hù)著甬臺溫高速公路、沿海高鐵、臺州機(jī)場等國家重要基礎(chǔ)設(shè)施，承擔(dān)著下游約60萬人口的防洪壓力，防洪受益農(nóng)田28萬畝。水庫通過江南渠道供水，設(shè)計(jì)流量為45立方米/秒。水庫自1995年開始又承擔(dān)了臺州市椒江、黃巖、路橋三個中心城區(qū)和溫嶺市、玉環(huán)縣的供水任務(wù)，以滿足居民生活和工業(yè)用水所需。目前向下游的供水規(guī)模為日引水量77萬噸，供水受益人口達(dá)300萬。

1 流域水文特征

1.1 降雨特性

長潭水庫位于永寧江上游，位于浙江省東南沿海，在東經(jīng)121°00′，北緯28°41′附近，具有典型的亞熱帶季風(fēng)特征，在常年氣溫在零下6℃～40℃之間，四季比較分明，陽光充分，雨量分布偏少，但相對均勻，水庫自有水文記載以來，多年的平均年降水量1988毫米，平均降雨天數(shù)約152天，其中，平均每天降雨量大于15毫米只有35天左右，基本上都是在15毫米以下。與浙江其他沿海地區(qū)類似，全年的降水在時空分布上并不均勻，常常是山區(qū)的降水量大于下游，每年年中的降雨也呈現(xiàn)出明顯的特征，分配也不勻，特別是在汛期的降雨量相對集中，約占了全年降雨的75%左右，非汛期的降雨量只占25%左右。流域內(nèi)降水主要為春雨、梅雨和臺風(fēng)雨，由于地處沿海，臺風(fēng)所帶來的暴雨是水庫特大暴雨的主要成因，也是形成較大洪水的根本因素。西北季風(fēng)和東南季風(fēng)是本地氣候的主要影響因素，當(dāng)兩者互相沖擊時，在每年的3月中旬就會帶來一場春雨。按照浙江省的氣候特征，一般從4月中旬開始進(jìn)入梅汛期，梅汛期最大暴雨通常發(fā)生在6月份，流域平均最大一日雨量169.2毫米（1990年6月23日），最大三日雨量214.2毫米（1990年6月22日至24日），最大七日雨量252.8毫米（1994年6月9日至15日），直到7月中旬出梅，隨之進(jìn)入臺風(fēng)常發(fā)的季節(jié)，由于受到太平洋副熱帶高壓的控制，沿海海面容易形成熱帶風(fēng)暴、強(qiáng)熱帶風(fēng)暴、臺風(fēng)和超強(qiáng)臺風(fēng)。1990年水庫遭受強(qiáng)臺風(fēng)襲擊，流域的一日面暴雨超過300毫米，成為建庫以來的最大日降雨量。2004年，“云娜”臺風(fēng)期間，流域普降特大暴雨，二日的累計(jì)面雨量超過450毫米，一周的累計(jì)面暴雨超過500毫米。從降雨的特性可見，水庫流域最大的暴雨是臺風(fēng)帶來的，降雨非常集中，時間短，降雨量大，降雨強(qiáng)度大。但在枯水年，則會發(fā)現(xiàn)相反的景象，臺風(fēng)的出現(xiàn)機(jī)率較往年大幅減少，由此就會帶來嚴(yán)重的抗旱壓力。

1.2 流域特征值

水庫集水面積及河長、河道比降等流域特征值復(fù)核量算，均采用1972年版的五萬分之一航測地形圖，量得長潭水庫集水面積為441.05公頃，與原設(shè)計(jì)采用集水面積441.3公頃甚為接近，故仍采用原來441.3公頃的流域面積。

2 暴雨分析

2.1 面雨量統(tǒng)計(jì)

1964年分析分期設(shè)計(jì)暴雨時，流域內(nèi)降水量站實(shí)測雨量資料較短，無條件統(tǒng)計(jì)面雨量進(jìn)行頻率計(jì)算。目前庫區(qū)降水量站資料年限增長了30多年，故本次洪水復(fù)核設(shè)計(jì)暴雨采用面雨量頻率計(jì)算法。

流域面雨量統(tǒng)計(jì)選擇寧溪、長潭、白石垟、上垟和垟頭五個降水量站，資料起迄年限分別為1962年～1995年、1995年～2000年和2000年～2013年。其中1995年～2003年資料較齊全，唯垟頭站缺1962年～1967年，但附近下余、白巖崗站有早期觀測資料，用此兩站代替，銜接成連續(xù)系列。故可統(tǒng)計(jì)1962年～2013年臺汛期、梅汛期及非汛期的一日、三日、七日流域面雨量。

流域面雨量采用泰森多邊形面積權(quán)重法計(jì)算，面積權(quán)重分別為：寧溪0.163、長潭0.144、白石垟0.264、上垟0.205、垟頭0.224。

2.2 面雨量頻率計(jì)算

本次計(jì)算中采用矩法計(jì)算統(tǒng)計(jì)資料的均值H、變差系數(shù)Cv及偏態(tài)系數(shù)Cs。采用皮爾遜Ⅲ型曲線適線的方法來確定Cv、Cs值。

通過頻率分析所求得的設(shè)計(jì)暴雨成果見表1。由于流域大暴雨大多發(fā)生在臺汛期，臺汛期的暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)明顯大于梅汛期及非汛期。由表1可見，臺汛期設(shè)計(jì)暴雨與年最大甚為接近，梅汛期設(shè)計(jì)暴雨要小得多，而非汛期則更小。臺汛期暴雨起到控制性作用，本文采用臺汛期設(shè)計(jì)暴雨分析成果。

2.3 暴雨系列代表性分析

暴雨系列代表性分析，選用離設(shè)計(jì)流域附近資料系列最長的臨海站為參證站。該站暴雨資料系列為1946年～2000、2001年～2013年年共68年。臨海站長（62年）短（1952年～2000年共49年）系列暴雨均值計(jì)算成果見表2。由表2可見，本次計(jì)算采用的49年系列均值與62年長系列均值較為接近，相對差3%以內(nèi)。其中，主汛期——臺汛期一日雨量均值長短系列相等；梅汛期一日雨量均值長短系列也幾乎相等。同時，在本次計(jì)算采用的49年系列中，已含有1956年、1959年、1960年、1962年、198年、1990年、1992年、1994年、2013年等年份的大暴雨資料。由此可見，本次采用的49年暴雨系列已經(jīng)具有較好的代表性。

2.4 雨型分析

設(shè)計(jì)暴雨的日程分配，選擇位于水庫流域中心的寧溪雨量站作統(tǒng)計(jì)雨型的代表站。在1952年～2013年中臺汛期三日雨量大于150毫米，七日雨量大于300毫米的19場暴雨，梅汛期三日雨量大于75毫米，七日雨量大于160毫米的17場暴雨，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合擴(kuò)初時所采用的日程分配，得出暴雨分析成果表，如表3所示。

3 結(jié)語

長潭水庫是在1959年～1962年國家經(jīng)濟(jì)十分困難時期水資源開發(fā)的重點(diǎn)工程，也是溫黃平原上游永寧江流域的控制性核心水利工程，曾經(jīng)也是浙江省最大的農(nóng)業(yè)灌溉水利工程，為臺州市工農(nóng)業(yè)持續(xù)、快速發(fā)展做出了卓越貢獻(xiàn)?，F(xiàn)在，長潭水庫又成為了臺州市三區(qū)及周邊溫嶺和玉環(huán)的重要的地表水水源地，通過對長潭水庫歷史暴雨特性進(jìn)行匯總和分析，為進(jìn)一步科學(xué)開發(fā)利用水資源，研究洪水過程，解決臺州市水資源短缺等問題提供了依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]胡小梅，賀天忠，陳向東.高關(guān)水庫降雨序列R/S分析[J].水電與新能源，2014，（01）.

[2]柯美智.五強(qiáng)溪水庫控制流域降雨產(chǎn)流分析[J].華中電力，2011，（06）.

[3]梁明春，蔣思軍.長潭水庫水文分析[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2012，（02）.

作者簡介：梁家蔚，本科學(xué)歷，臺州市黃巖區(qū)長潭水庫管理局，助理工程師，研究方向：水資源管理。