杜雪梅,丁素媛,竇 冰
(濟(jì)南水文水資源勘測局,山東 濟(jì)南 250014)
臥虎山水庫位于濟(jì)南市玉符河的中游、歷城縣仲宮鎮(zhèn)以下3km干流上,距濟(jì)南市25km。由于水庫北臨濟(jì)南市,西靠津浦鐵路,張莊飛機(jī)場等,位置十分重要,萬一水庫的大壩出險,將給水庫下游和濟(jì)南市人民的生命財產(chǎn)造成極大的損失。近年來,隨著人類活動對環(huán)境影響的增大,臥虎山水庫流域下墊面情況發(fā)生了較大變化,水庫原預(yù)報方案已不能滿足現(xiàn)在運(yùn)行的要求。為防患于未然,保障濟(jì)南市人民生命財產(chǎn)的安全,2010年重新修訂了《臥虎山水庫洪水預(yù)報方案》。并針對濟(jì)南市2010年雨水較往年偏多的特點(diǎn),利用此洪水預(yù)報方案,對汛期兩場大雨進(jìn)行了預(yù)報,預(yù)報結(jié)果基本符合實(shí)際。
方案編制時,在1991年原編制方案的基礎(chǔ)上補(bǔ)充了1992—2008年的資料,并對原分析值進(jìn)行了部分修改。方案分為三大部分:一是對流域自然地理特征、流域內(nèi)水利工程概況進(jìn)行了描述。二是介紹了臥虎山水庫測站情況。三是對臥虎山水庫預(yù)報方案進(jìn)行了分項說明,詳細(xì)闡述了產(chǎn)流方案、匯流方案、預(yù)報方案如何使用、方案的合理性檢查、評定及方案適應(yīng)能力分析。方案后附有大量的圖表,以便于查詢預(yù)報使用。這些圖表對研究分析臥虎山水庫流域的洪水狀況提供了依據(jù),但是,由于本流域范圍廣,近50年的資料年限跨度大,下墊面條件變化多等因素,預(yù)報精度不高,實(shí)際應(yīng)用需多方考慮才能定論。
2010年8月13日接到省氣象臺天氣預(yù)報,13日—14日將有大到暴雨,需要對臥虎山流域水情進(jìn)行預(yù)報。通過水利局水情科了解到,臥虎山水庫除險加固工程正在進(jìn)行,現(xiàn)溢洪道無閘門控制,如果未來的降雨使得臥虎山水庫水位超過汛限水位,將對下游河道構(gòu)成威脅。取臥虎山水庫8月8日—12日上游4個雨量站的降雨情況進(jìn)行分析(如表1):
表1 臥虎山水庫流域4個水文站的降雨量表 mm
由表1可見,降雨集中在臥虎山水庫西南部。通過調(diào)查,臥虎山水庫上游來水情況如下:至8月13日9時,錦繡川水庫進(jìn)水僅30萬m3,庫容剛過死庫容,蓄水量較少;錦陽川上游大會和亓城水庫還差2m到汛限水位;錦云川上游八大嶺水庫還差1m到汛限水位。因此,臥虎山水庫此次降雨應(yīng)扣除錦繡川水庫流域面積170km2,參與計算的流域面積為384km2,通過計算,臥虎山水庫8月8日—13日降雨-水位關(guān)系如表2示。
據(jù)以上實(shí)測資料分析,此次臥虎山流域平均降雨量為83mm,暴雨中心在臥虎山水庫庫區(qū)周圍,水庫水位上升2.17m,庫容增加246萬m3。
臥虎山水庫溢洪道堰頂高程為121.66m,以現(xiàn)有水位113.72m推算,水庫來水超過1800萬m3,將到達(dá)汛限水位。根據(jù)水情信息中心修訂的臥虎山水庫站降雨-徑流關(guān)系曲線及洪水預(yù)報軟件分析,若水位上升至汛限水位,臥虎山水庫流域未來幾小時平均降雨量需要達(dá)到100~150mm。
表2 臥虎山水庫降雨-水位關(guān)系表
查詢中央氣象臺預(yù)報,13日6時,渤海黃海出現(xiàn)6~8級大風(fēng),濟(jì)南未來降雨會受此氣漩影響,但考慮當(dāng)時氣候因素,預(yù)計強(qiáng)降雨過程不會持續(xù)很長時間,臥虎山流域全流域產(chǎn)流,徑流深達(dá)到40mm以上的情況出現(xiàn)的機(jī)率不大,如果不出現(xiàn)極端天氣情況,對除險加固工程不會造成影響。
據(jù)氣象預(yù)報,2010年8月19日左右將有強(qiáng)降雨出現(xiàn),對此需要進(jìn)行洪水預(yù)報。
首先分析歷史資料,2001—2010年10年間的7月下旬(每年的7月21日至7月28日)和8月上旬(每年的8月1日至8月10日)降雨量情況分析如表3:
表3 降雨量實(shí)測值 mm
分析表3可見,7月下旬臥虎山流域降水偏少,8月上旬突增。這是因為8月9日以來的降雨,受四號臺風(fēng)“電母”影響,副熱帶高壓加充足的水氣條件產(chǎn)生強(qiáng)降雨。
據(jù)濟(jì)南市雨量發(fā)布平臺統(tǒng)計,8月19日降大暴雨,僅19日4時至20日4時,臥虎山流域相關(guān)各雨量站雨量如下:臥虎山水庫109mm,柳埠71mm,南高而98mm,西營84mm,棗林130mm,東泉瀘128mm,錦繡川71mm,窩鋪89mm。臥虎山水庫水位突漲,除險加固工程正在進(jìn)行,閘門處于全開狀態(tài),一旦水位越過溢洪道底高程,將會對下游造成影響。經(jīng)預(yù)測,本次降雨可產(chǎn)生20~25mm的徑流深,會產(chǎn)生760~960萬m3的水,加上前期來水643萬m3,水庫將會有1400~1600萬m3的進(jìn)水,距離警戒庫容,還差600萬m3左右。若后期有連續(xù)暴雨,需引起高度重視。根據(jù)預(yù)報,防汛指揮部的領(lǐng)導(dǎo)非常重視,命令及時撤出施工隊伍,并采取相應(yīng)措施,啟動應(yīng)急預(yù)案,以備水位越溢洪道泄流的情況出現(xiàn)。
2010年19日至27日,連降大到暴雨,22日6時,臥虎山水庫入庫流量33.2m3/s,還差500多萬立方米的溢洪道泄流,預(yù)計60h左右達(dá)到。24日19時45分,臥虎山水庫開始溢洪,與估計時間相同。
8月19日的強(qiáng)降雨說明,對天氣的認(rèn)識不足,將會導(dǎo)致預(yù)報產(chǎn)生誤差。2010年8月下旬的降雨也是近10年中降雨量最大、持續(xù)時間最長的一次,屬于極端天氣情況。此次降雨歷時長、雨強(qiáng)小,對驗證洪水預(yù)報方案起到了很大的幫助作用。
通過2010年對臥虎山水庫來水情況的預(yù)報及分析,若使預(yù)報數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,需要注意以下幾個方面:
1)關(guān)注天氣。洪水預(yù)報和天氣息息相關(guān),對天氣情況的估計不足,直接影響到洪水預(yù)報的準(zhǔn)確與否。2010年對8月下旬降雨的估計不足,就導(dǎo)致預(yù)報失準(zhǔn)。2010年的降雨集中在8月下旬,這與常提到的“七下八上”雨水充足的說法不相符,如果憑經(jīng)驗來定,預(yù)報肯定會出現(xiàn)很大差異。因此,要準(zhǔn)確進(jìn)行洪水預(yù)報,就需要增加氣象知識的積累,加強(qiáng)與氣象部門的聯(lián)系,提前通過氣象預(yù)報來進(jìn)行洪水預(yù)報。
2)掌握流域變化情況。由于洪水預(yù)報參考的資料都是十幾年甚至是幾十年所累積的,這期間,流域內(nèi)下墊面情況變化復(fù)雜,原來的結(jié)論不能直接用以推斷現(xiàn)在的水情,需要加以分析和換算得出結(jié)論。
3)了解水利工程指標(biāo)的變化。歷年來,臥虎山水庫曾進(jìn)行多次除險加固,水庫的水利工程各項指標(biāo)變化很大。相應(yīng)的庫容、水位等許多水利要素需隨之進(jìn)行調(diào)整,以適應(yīng)當(dāng)前情況的變化。
4)洪水預(yù)報精度有待提高。根據(jù)洪水預(yù)報方案可進(jìn)行短期洪水預(yù)報,但進(jìn)行中長期洪水預(yù)報有待于繼續(xù)研究,因為中長期水文預(yù)報對水利工程規(guī)劃建設(shè)將起到更加重要的作用,對節(jié)省人力、物力、財力,保障人民生命財產(chǎn)的安全至關(guān)重要。