暴雨移植情景下陸渾水庫洪水模擬分析及應(yīng)對策略研究

摘 要：極端天氣事件引發(fā)的暴雨洪澇災(zāi)害嚴重威脅水庫的安全運行，從極限思維和底線思維的防汛觀念出發(fā)，通過移植“７５·８淮河暴雨”和２０２１ 年“鄭州７·２０ 暴雨”到陸渾水庫進行洪水模擬，開展了暴雨移植情景下陸渾水庫洪水模擬分析及應(yīng)對策略的研究。研究結(jié)果表明：暴雨移植情景下陸渾水庫現(xiàn)狀工程的泄洪能力不足，水庫需要增建非常溢洪道；非常溢洪道老虎溝出口方案施工工程量略大于湯池溝出口方案，但是后者涉及人員搬遷難度較大，故傾向于前者。根據(jù)模型試驗結(jié)果對非常溢洪道的設(shè)計規(guī)模和方案進行了優(yōu)化和完善。

關(guān)鍵詞：暴雨移植；洪水模擬；應(yīng)對策略；陸渾水庫

中圖分類號：ＴＶ１３１．６１ 文獻標志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０８．００８

引用格式：趙留香，劉顏琿，程會娟，等．暴雨移植情景下陸渾水庫洪水模擬分析及應(yīng)對策略研究［Ｊ］．人民黃河，２０２４，４６（８）：４３－４８．

０ 引言

水庫在防洪、供水、灌溉、發(fā)電、生態(tài)等方面發(fā)揮著重要作用，是開發(fā)水資源和防治水災(zāi)害的重要工程，水庫的安全運行影響范圍廣，關(guān)系到流域的防洪安全，保障水庫運行安全至關(guān)重要。極端降雨事件所引發(fā)的洪澇災(zāi)害嚴重威脅水庫的安全運行，而暴雨移植對于水庫應(yīng)對極端降雨事件具有重要意義，模擬暴雨移植情景下水庫洪水演進過程，對于水庫應(yīng)對極端降雨事件有重要指導(dǎo)作用。

受全球氣候變暖影響，極端天氣事件引發(fā)的暴雨洪澇災(zāi)害頻發(fā)、突發(fā)，眾多學(xué)者預(yù)測了暴雨洪水移植情景下區(qū)域可能的最大降水和洪水。Ｊｉｎ 等［１］ 以無定河“７·２６”暴雨為例，利用Ｐ－ＩＩＩ 分布建立移植相鄰特大暴雨等３ 種情況下李家河站和丁家溝站降雨頻率曲線，并計算了各站降雨重現(xiàn)期，考慮到暴雨的移植問題，建議在分析暴雨重現(xiàn)期時考慮當前最大值，移植相鄰特大值。苑瑞芳等［２］ 將赤橋流域率定得到的洪水預(yù)報模型參數(shù)移植到其他水庫流域進行水庫入庫洪水預(yù)報，證實該方法具有一定的可行性。Ｋｏｎｇ 等［３］ 引入分布式模型ＴＯＰＫＡＰＩ，通過參數(shù)移植的方法對缺乏資料流域洪水進行預(yù)測，結(jié)果表明，模型在缺資料流域的洪水預(yù)報中表現(xiàn)出良好的性能。李紅莉等［４］ 引進美國的局地分析預(yù)報系統(tǒng)（ＬＡＰＳ），通過對其進行局地移植，實現(xiàn)天氣預(yù)報業(yè)務(wù)中對于多種中尺度資料的有效利用，該系統(tǒng)能夠融合多種非常規(guī)觀測資料，提供包含豐富中尺度信息的高分辨率的中尺度分析場［５］ 。Ｃｈｅｎ 等［６］構(gòu)建三維ＤＥＭ 模型模擬城市內(nèi)澇災(zāi)害，模型僅需局部地理數(shù)據(jù)和降雨數(shù)據(jù)，便于移植到其他地區(qū)，可為水庫等汛期防洪提供重要思路和方法。牟麗琴等［７］ 以汀江流域為例，分別采用當?shù)啬Ｊ?、移植模式、組合模式估算了研究流域面平均的可能最大暴雨。劉樹鋒等［８］ 移置西枝江流域“７９·９”暴雨，計算韓江流域可能最大暴雨，并利用洪水預(yù)報系統(tǒng)推求韓江流域可能最大洪水，為韓江流域防御特大洪水研究提供基礎(chǔ)依據(jù)。張葉暉等［９］ 基于歷史降雨資料將莫拉克臺風暴雨最大２４ ｈ 實測暴雨中的輻合雨分量分割，并將其輻合雨成分移置到香港地區(qū)，估算出香港地區(qū)的可能最大降雨，其最大中心值與香港地區(qū)歷史暴雨中心值一致。華家鵬等［１０］ 對１９３５ 年７ 月長江中游的特大暴雨移置可能性和移置的位置進行分析，并對其進行水汽放大和移置改正，最終推求出江坪河流域可能最大暴雨。張婉麗等［１１］ 從移植２０２１ 年“鄭州７·２０ 暴雨”入手，對黃河流域三花間區(qū)域進行洪水演進分析，模擬桃花峪水庫的入、出庫洪水情況，表明建設(shè)桃花峪水庫能夠有效控制小浪底至花園口區(qū)間洪水。