中小河流濕地公園洪水預(yù)報(bào)及調(diào)度
——以淄博孝婦河濕地公園為例

范杰利，王 瓏，趙泮杰

（山東省淄博市水利勘測設(shè)計(jì)院，255000，淄博）

濕地公園既要發(fā)揮景觀功能又要承擔(dān)行洪任務(wù)，汛期洪水調(diào)度十分關(guān)鍵。由于大部分中小河流站網(wǎng)密度稀、缺少必要的應(yīng)急監(jiān)測手段，加上中小河流源短流急，暴雨洪水具有強(qiáng)度大、歷時(shí)短、難預(yù)報(bào)預(yù)防的特點(diǎn)，濕地公園的洪水預(yù)報(bào)及調(diào)度成為汛期安全運(yùn)行工作的突出難點(diǎn)。

一、洪水預(yù)報(bào)方案

淄博市水資源匱乏，是北方典型的缺水地區(qū)。孝婦河為淄博市的母親河，屬中小河流，在濕地公園處有水文站且具備一定水文系列資料;濕地公園上游只有雨量站。本文以孝婦河濕地公園為研究目標(biāo)，運(yùn)用概率統(tǒng)計(jì)理論，采用降雨徑流相關(guān)法，進(jìn)行缺水地區(qū)中小河流的洪水預(yù)報(bào)及調(diào)度方案研究。

孝婦河濕地公園建設(shè)面積425 hm2，河道治理長度6.65 km，公園總蓄水量460萬m3，最大蓄水面積135萬m2。濕地公園位于孝婦河主河道上，公園的蓄水主要由下游氣盾閘控制，氣盾閘屬于新型閘門，啟閉迅速，易于控制。研究中，在采用傳統(tǒng)的瞬時(shí)單位線法計(jì)算時(shí)，洪峰流量比較大，如果以此作為洪水調(diào)度的依據(jù)，整個(gè)汛期氣盾閘必須塌壩運(yùn)行，濕地公園無法蓄水，不能發(fā)揮景觀功能，而且汛期過后需要補(bǔ)充黃河水才能完全蓄滿，補(bǔ)水成本較大，故傳統(tǒng)的洪水計(jì)算方法不適用于濕地公園的洪水預(yù)報(bào)。

圖1 流域平均降雨量頻率分析圖

圖2 前期影響雨量頻率分析圖

1.資料選取

選取2000—2016年濕地公園處水文站實(shí)測洪水資料進(jìn)行分析。根據(jù)站網(wǎng)布設(shè)情況，為方便汛期洪水預(yù)報(bào)，降雨資料來自流域內(nèi)具有代表性的報(bào)汛雨量站，采用面積加權(quán)平均法計(jì)算流域平均雨量。本次選取共計(jì)17年間汛期的29場暴雨洪水資料，經(jīng)對比分析，資料系列完整、可靠，具有良好的代表性。

本次分析（見圖 1、圖 2、圖 3）共得到29場洪水成果。從暴雨中心來看，包含了上中下游和普雨等各種情況；從暴雨發(fā)生時(shí)間來看，包括汛初、汛中等情況；從降雨量級分析，涵蓋了31～131 mm區(qū)間內(nèi)的各種暴雨；從前期降雨影響分析，包含干旱到濕潤各類情況。本次成果具有廣泛代表性，成果可以用做降雨徑流關(guān)系分析的依據(jù)。

2.預(yù)報(bào)方案

產(chǎn)流部分：采用降雨徑流相關(guān)法，根據(jù)計(jì)算出的平均雨量P、前期影響雨量Pa和徑流深R，繪制P+Pa～R相關(guān)圖，即徑流深預(yù)報(bào)圖（見圖4）。

匯流部分：以流域平均降雨歷時(shí)為參數(shù)，利用徑流深與凈峰流量的相關(guān)關(guān)系，建立徑流深R與凈峰流量Q凈相關(guān)圖（見圖5），預(yù)報(bào)出凈峰流量后加上起漲流量即得到洪峰流量。

圖3 暴雨中心位置頻率分析圖

圖4 P+Pa～R相關(guān)圖

圖5 R～Q凈相關(guān)圖

圖6 典型洪水過程圖

表1 濕地公園洪水調(diào)度運(yùn)行表

3.設(shè)計(jì)洪水過程線的分析

以峰高量大為原則，選取具有代表性的洪號“20050806”洪水過程作為典型洪水（見圖6）。預(yù)報(bào)采用按洪峰同倍比控制方法放大典型洪水過程線，從而求得設(shè)計(jì)洪水過程線。

二、調(diào)度方案

根據(jù)天氣預(yù)報(bào)強(qiáng)度等級，選取24h降雨量計(jì)算值，加上選定的前期影響雨量 Pa，根據(jù) P+Pa～R 相關(guān)圖、R～Q凈相關(guān)圖，計(jì)算洪峰流量。根據(jù)典型洪水過程，結(jié)合濕地公園調(diào)洪演算，確定下泄流量，計(jì)算氣盾閘的塌落高度，依據(jù)前面演算的洪水過程線及下泄庫容計(jì)算洪峰過后的氣盾閘升起流量。洪峰過后，氣盾閘調(diào)整到流量控制模式，當(dāng)流量達(dá)到各工況對應(yīng)值時(shí)開始升起。

據(jù)此形成的濕地公園洪水調(diào)度運(yùn)行表（見表 1），孝婦河濕地公園建成后據(jù)此組織防汛調(diào)度，效果良好。

三、結(jié) 語

近年缺水地區(qū)中小河流上新建的濕地公園越來越多，汛期公園的景觀功能和防洪功能是一個(gè)巨大的矛盾綜合體。以淄博孝婦河濕地公園為例，利用新型氣盾閘啟閉迅速、易于控制的特點(diǎn)，結(jié)合天氣預(yù)報(bào)及實(shí)測水文資料進(jìn)行洪水預(yù)報(bào)是一種新型的預(yù)報(bào)模式，能夠?yàn)闈竦毓珗@的洪水調(diào)度提供依據(jù)，不僅滿足防洪要求，而且最大限度地利用了雨洪資源，生態(tài)效益顯著。

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