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        沂河梯級(jí)橡膠壩調(diào)度運(yùn)用實(shí)況對(duì)洪水影響分析

        2010-05-29 09:23:54張世功孫廷璽段偉華王保彩
        治淮 2010年5期
        關(guān)鍵詞:沂河橡膠壩梯級(jí)

        張世功 孫廷璽 段偉華 王保彩 杜 靜

        一、引言

        近年來,為開發(fā)利用洪水資源,山東臨沂城區(qū)段沂河干支流上建成多處橡膠壩,已形成梯級(jí)橡膠壩群。這些梯級(jí)橡膠壩能最大限度地?cái)r蓄過境水量,為城區(qū)地下水補(bǔ)給、工農(nóng)業(yè)供水等提供水源保障。但沂河是骨干行洪河道,汛期洪水峰高量大流急,調(diào)度不好,將造成洪水疊加,危及橡膠壩工程及下游河道安全。因此,科學(xué)制定梯級(jí)橡膠壩汛期聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用方案十分必要。

        為保證在行洪安全基礎(chǔ)上最大化地發(fā)揮橡膠壩工程的蓄水興利效益,實(shí)現(xiàn)科學(xué)調(diào)度洪水,臨沂市防指于2009年6月研究制定《臨沂城區(qū)段攔河閘壩汛期防洪聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行方案(試行)》(以下簡稱《方案》),并于當(dāng)年7月13日印發(fā)執(zhí)行。

        2009年7月20日~21日及8月17日~18日,沂河流域先后發(fā)生兩場較大暴雨洪水過程,各橡膠壩工程管理單位按照統(tǒng)一調(diào)度指令將壩袋塌落或全塌,使上游來水順利通過,保證了橡膠壩的工程安全和下游河道安全。

        本文就這兩場暴雨洪水中各橡膠壩調(diào)度運(yùn)用實(shí)況對(duì)洪水的影響進(jìn)行了系統(tǒng)分析,旨在為后續(xù)洪水調(diào)度提供借鑒,使《方案》更加完善,同時(shí)也為今后的臨沂水文站實(shí)用洪水預(yù)報(bào)方案修訂工作積累資料,以提高該站洪水作業(yè)預(yù)報(bào)精度。

        二、橡膠壩工程概況

        各橡膠壩工程指標(biāo)見表1。

        三、橡膠壩調(diào)度運(yùn)用方案

        (一)當(dāng)預(yù)報(bào)小埠東橡膠壩上游來水Q≤1000m3/s時(shí),各攔河閘壩按汛限水位運(yùn)行,不塌壩,采取壩頂溢流或調(diào)節(jié)閘泄洪。當(dāng)預(yù)報(bào)小埠東上游無大洪水時(shí),各閘壩可根據(jù)需要,短時(shí)間內(nèi)抬高汛限水位,并報(bào)市防辦備案。

        (二)當(dāng)小埠東橡膠壩以上沂河區(qū)間流域降雨50mm<P≤70mm,或預(yù)報(bào)小埠東上游來水 1000m3/s<Q≤2000m3/s時(shí),葛莊、花園、柳杭3座橡膠壩全部塌壩;角沂塌落1.5m至68.00m高程、桃園塌落1m至67.00m高程、小埠東塌落1m至63.50m高程。

        (三)當(dāng)小埠東橡膠壩以上沂河區(qū)間流域降雨70mm<P≤100mm,或預(yù)報(bào)小埠東上游來水2000m3/s<Q≤3000m3/s,葛莊、花園、角沂、柳杭、桃園5座橡膠壩全部塌壩;小埠東塌落1m至63.50m高程。

        (四)當(dāng)小埠東橡膠壩以上沂河區(qū)間流域降雨P(guān)>100mm,或預(yù)報(bào)小埠東上游來水Q>3000m3/s時(shí),葛莊、花園、角沂、柳杭、桃園、小埠東橡膠壩全部塌壩。

        (五)閘壩再次蓄水按“先下游,后上游”的原則進(jìn)行,各管理單位視洪水過程和天氣形勢自行恢復(fù)到汛限水位。

        表1 梯級(jí)橡膠壩工程指標(biāo)表

        表2 梯級(jí)橡膠壩2009年“7.21”、“8.18”洪水塌壩情況表

        表3 梯級(jí)橡膠壩2009年“7.21”、“8.18”調(diào)度運(yùn)用實(shí)況對(duì)臨沂水文站洪水影響情況表

        四、暴雨洪水概況

        (一)2009年“7.21”洪水。7月20日16時(shí)~21日6時(shí),受副高南撤和切變線共同影響,沂河流域普降暴雨,大中型水庫以下臨沂水文站以上區(qū)間流域平均雨量96.1mm,有效降雨歷時(shí)10h,前期影響雨量46.1mm,暴雨中心平邑縣昌里水庫 206.9mm(141.5mm/2h)。暴雨發(fā)生以后,滾動(dòng)預(yù)報(bào)臨沂水文站洪水,最終預(yù)報(bào)成果為:洪峰流量4200m3/(s7月21日15時(shí))。臨沂水文站7月21日13時(shí)實(shí)測洪峰流量4650m3/s。

        (二)2009年“8.18”洪水。8月17日16時(shí)~18日6時(shí),受副高邊緣暖濕氣流和冷空氣的共同影響,沂河支流礻方河流域普降暴雨,大中型水庫以下臨沂水文站以上區(qū)間流域平均雨量91.4mm,有效降雨歷時(shí)4h,前期影響雨量8.5mm,暴雨中心平邑縣岳莊水庫 225.9mm(148.6mm/2h)。本次暴雨,臨沂水文站最終洪水預(yù)報(bào)成果為:洪峰流量2800m3/s(8月18日14時(shí))。臨沂水文站8月18日12時(shí)實(shí)測洪峰流量3560m3/s。

        五、橡膠壩調(diào)度運(yùn)用實(shí)況

        兩場暴雨洪水期間,臨沂市防辦根據(jù)降雨過程及洪水預(yù)報(bào)成果下達(dá)調(diào)度指令,各橡膠壩塌壩情況見表2。

        六、橡膠壩調(diào)度運(yùn)用實(shí)況對(duì)洪水的影響

        小埠東橡膠壩下游是沂河干流控制站臨沂水文站,該站洪水預(yù)報(bào)成果直接作為下游分洪閘調(diào)度的決策依據(jù),本次分析橡膠壩調(diào)度運(yùn)用實(shí)況對(duì)洪水的影響即針對(duì)該站而言。由表2可以看出:

        2009 年“7.21”洪水發(fā)生期間,花園、角沂、桃園、小埠東橡膠壩塌壩增加 的 流 量 分 別 達(dá) 11m3/s、38m3/s、251m3/s和439m3/s,不考慮坦化現(xiàn)象傳至臨沂水文站時(shí),只有花園橡膠壩的塌壩增加流量疊加在臨沂水文站的洪峰上,角沂、小埠東則落在峰前段,桃園落在峰后段。實(shí)際上,洪水傳播過程中,必然存在坦化現(xiàn)象,而花園橡膠壩的塌壩增加流量僅為11m3/s,可以忽略不計(jì)。因此認(rèn)為,2009 年“7.21”洪水,橡膠壩調(diào)度運(yùn)用實(shí)況對(duì)臨沂水文站洪峰流量沒有影響(本場洪水葛莊、柳杭橡膠壩均未蓄水)。

        2009年“8.18”洪水發(fā)生期間,柳杭橡膠壩仍未蓄水,對(duì)洪水沒有影響;葛莊、花園、角沂、桃園、小埠東橡膠壩塌壩增加的流量依次為 646m3/s、81m3/s、163m3/s、103m/s 和 741m3/s,不考慮坦化現(xiàn)象傳至臨沂水文站時(shí),花園、桃園、小埠東橡膠壩的塌壩增加流量均疊加在臨沂水文站的洪峰上,達(dá)925m3/s,葛莊、角沂則落在峰前段。考慮到洪水坦化現(xiàn)象,綜合認(rèn)為,2009年“8.18”洪水,臨沂水文站洪峰流量3560m3/s中,上游梯級(jí)橡膠壩塌壩增加的流量約占22.5%,即800m3/s左右。

        兩場洪水中橡膠壩調(diào)度運(yùn)用實(shí)況對(duì)臨沂水文站洪水影響情況見表3,2009年“8.18”洪水各水文站流量過程線見圖。

        七、體會(huì)與建議

        (一)體會(huì)。2009年“8.18”洪水中部分橡膠壩的塌壩增加流量造成了洪峰疊加。多年實(shí)測暴雨洪水資料顯示,當(dāng)預(yù)報(bào)小埠東橡膠壩上游來水洪峰流量1000m3/s<Q≤2000m3/s時(shí),洪水預(yù)報(bào)的平均預(yù)見期只有8~9h,洪水平均漲水歷時(shí)僅為25h,若待洪水預(yù)報(bào)發(fā)布后再進(jìn)行梯級(jí)橡膠壩塌壩調(diào)度,必然會(huì)造成塌壩流量與自然來水洪峰疊加,中高水洪水預(yù)報(bào)的平均預(yù)見期更短。因此,《方案》需要進(jìn)一步研究完善。

        (二)建議。實(shí)時(shí)掌握各橡膠壩的蓄水及下泄情況,能夠有效提高臨沂水文站的洪水作業(yè)預(yù)報(bào)精度,增長預(yù)見期。建議在各橡膠壩設(shè)立水位、流量自動(dòng)測報(bào)設(shè)施■

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