朱 婕 金嵩濤 周超峰
(河南省陸渾水庫(kù)管理局,河南 洛陽(yáng) 471003)
陸渾水庫(kù)是一座庫(kù)容為13.2億m3的大(一)型水庫(kù)其防洪任務(wù)主要有:洛陽(yáng)防洪、黃河下游防洪和陸渾水庫(kù)本身保壩。做好洪水預(yù)報(bào),是為上級(jí)單位和水庫(kù)本身防洪調(diào)度運(yùn)用的關(guān)鍵。一九七六年二月至一九七七年元月,水電部組織的洪水預(yù)報(bào)會(huì)戰(zhàn)小組,在學(xué)習(xí)大伙房水庫(kù)管理局提出的“單元匯流單位線”方法的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)伊河流域的實(shí)地勘察和資料分析,編制了陸渾水庫(kù)的洪水預(yù)報(bào)方案。編制至今三十年的運(yùn)用中,發(fā)現(xiàn)了一些在本流域預(yù)報(bào)中存在的問(wèn)題,有洪峰偏大、退水過(guò)程過(guò)急等,導(dǎo)致預(yù)報(bào)精度偏低,不能很好地為防洪決策提供精確依據(jù)?,F(xiàn)將本方案的運(yùn)用情況介紹如下。
陸渾水庫(kù)壩址以上受雨面積為3492km2,全區(qū)共分10個(gè)匯流單元,其中有8個(gè)單元多為石山林區(qū),有兩個(gè)單元為黃土丘陵區(qū)。10個(gè)單元中現(xiàn)有16個(gè)按12時(shí)段制報(bào)汛的雨量站,其中有4個(gè)水文站(不包括陸渾站)。流域上、中、下游的劃分為:舊縣站以上為上游,舊縣至嵩縣為中游,嵩縣至陸渾為下游。
為進(jìn)一步驗(yàn)證“單元匯流單位線”法編制的洪水預(yù)報(bào)方案在本流域中的運(yùn)用情況,將1964年至今有完整資料的23場(chǎng)洪水重新做了一次預(yù)報(bào)。預(yù)報(bào)情況分析如下。
按照《水庫(kù)洪水調(diào)度考評(píng)規(guī)定》達(dá)到好的標(biāo)準(zhǔn)的有9場(chǎng);一般的有6場(chǎng);差的有8場(chǎng)。
從預(yù)報(bào)結(jié)果來(lái)看,一般情況下,洪峰流量大小與徑流量成正比關(guān)系。同時(shí),也受到其它因素的影響,如同樣降雨量,降雨歷時(shí)越長(zhǎng),洪峰越?。唤涤隁v時(shí)越短,洪峰越大。即使同樣降雨量,同樣降雨歷時(shí),個(gè)別時(shí)段降雨強(qiáng)度特別大和沒(méi)有特別大強(qiáng)度時(shí)段降雨,洪峰流量差別也比較大。同樣降雨量,降雨在流域上的分布越集中,則洪峰流量越大,洪水歷時(shí)越短。對(duì)于降雨時(shí)段比較短,時(shí)段雨量較大的洪水,預(yù)報(bào)的洪峰值比實(shí)測(cè)值大得多。
按照《水庫(kù)洪水調(diào)度考評(píng)規(guī)定》達(dá)到好的標(biāo)準(zhǔn)的有10場(chǎng);一般的有4場(chǎng);差的有8場(chǎng)。
從預(yù)報(bào)資料可以看出洪水總量與洪峰的關(guān)系。在本流域中,洪量的大小不僅與洪峰的大小有關(guān)而且與降雨中心的位置有關(guān)。降雨中心在上游的洪水一般是預(yù)報(bào)值大于實(shí)測(cè)值。全流域均勻降雨的洪水一般預(yù)報(bào)的洪量值小于實(shí)測(cè)值。
從資料中可以發(fā)現(xiàn),峰現(xiàn)時(shí)間不僅與洪水大小有關(guān),還與降雨歷時(shí)有關(guān)。同樣的徑流量或洪水總量,降雨歷時(shí)越短,降雨強(qiáng)度越大,洪峰出現(xiàn)就越早。
本流域洪水主要由夏季暴雨形成,由于暴雨歷時(shí)短,強(qiáng)度大,加之流域坡度陡,河床比降大。洪水屬于尖瘦型洪峰類型,歷時(shí)短,陡漲陡落。一次洪水的持續(xù)時(shí)間一般為3~5天。通過(guò)資料可以看出,所有場(chǎng)次洪水預(yù)報(bào)過(guò)程的后半部分的退水過(guò)程比較快,與實(shí)際退水過(guò)程相差比較大。
對(duì)于時(shí)段比較長(zhǎng),前期影響Pa值比較大的洪水,洪水預(yù)報(bào)因退水非常快,而實(shí)際退水比較緩,雖然在起漲過(guò)程中和退水的前半程中洪量相近,但洪水總量的預(yù)報(bào)值往往小于實(shí)測(cè)值。
據(jù)上游欒川水電公司提供資料,在流域上游支流上近幾十年來(lái)不斷修建小水庫(kù),匯集了上游來(lái)水。由于流域下游為黃土丘陵區(qū),中游嵩縣至舊縣為半石山區(qū),而上游為石林山區(qū),產(chǎn)流匯流條件不同。因此降雨中心在上游,且前期影響Pa值比較小的洪水,所做預(yù)報(bào)的洪峰值、洪量值比實(shí)測(cè)值大。
從計(jì)算結(jié)果來(lái)看,所做的預(yù)報(bào)值誤差偏大。我們可以從中尋找一定的規(guī)律,根據(jù)前期影響Pa值和降雨中心分布不同,及三十年來(lái)洪水預(yù)報(bào)結(jié)果分析,經(jīng)反復(fù)實(shí)踐,對(duì)預(yù)報(bào)值加減一個(gè)系數(shù)(洪峰為K1,洪量為K2)進(jìn)行修正來(lái)降低誤差,使其更趨于實(shí)測(cè)值。如下表所示:
注:因Pa≤40降雨中心在下游的洪水場(chǎng)次很少,故無(wú)法計(jì)算其K1、K2值。
修正后的數(shù)值,按照《水庫(kù)洪水調(diào)度考評(píng)規(guī)定》達(dá)到好的標(biāo)準(zhǔn)有14場(chǎng);一般的有6場(chǎng);差的有3場(chǎng)。洪量預(yù)報(bào)達(dá)到好的標(biāo)準(zhǔn)有15場(chǎng);一般的有5場(chǎng);差的有2場(chǎng)。修正后的洪水其洪峰洪量的預(yù)報(bào)值更加趨于實(shí)測(cè)值。大大提高了洪水預(yù)報(bào)的精度。
根據(jù)修正后的來(lái)水過(guò)程及水庫(kù)實(shí)時(shí)調(diào)度情況,用手工計(jì)算得出水庫(kù)實(shí)時(shí)庫(kù)水位。在2003、2005豐水年的預(yù)報(bào)中精度還是比較高的。為水庫(kù)調(diào)度提供了更加科學(xué)的依據(jù),增加了水庫(kù)的自身效益和社會(huì)效益。
為提高預(yù)報(bào)精度,在洪水預(yù)報(bào)過(guò)程中對(duì)以下幾個(gè)方面的問(wèn)題我們也應(yīng)該注意到。(1)在做洪水預(yù)報(bào)時(shí),盡量將各降雨量時(shí)段全部登記上,不要從時(shí)段上截取,反之則會(huì)使預(yù)報(bào)值偏小。(2)不宜將一個(gè)時(shí)段的降雨量平均到其它沒(méi)有降雨量的時(shí)段,否則將會(huì)使預(yù)報(bào)的洪峰值偏大,洪量值也隨之偏大,峰現(xiàn)時(shí)間也將發(fā)生變化。(3)在做洪水預(yù)報(bào)時(shí)要仔細(xì)認(rèn)真,不能將一個(gè)單元的時(shí)段降雨量依次前移或后移,否則洪峰將會(huì)發(fā)生變化。(4)在一次比較大的降雨過(guò)程中,若發(fā)現(xiàn)有的站沒(méi)有時(shí)段雨量,可采用臨近站的時(shí)段雨量,選取比較準(zhǔn)確的資料以此來(lái)提高預(yù)報(bào)精度。