【摘要】中小水庫(kù)水文預(yù)報(bào)工作是防汛抗旱的重要前期工作,是遇見(jiàn)未來(lái)水情變化的一項(xiàng)科研情報(bào)工作。它不僅是水庫(kù)進(jìn)行科學(xué)管理、搞好水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行的重要依據(jù),而且在防汛抗旱中起著重要作用。
【關(guān)鍵詞】徑流系數(shù)法;中小水庫(kù);水文預(yù)報(bào)
中小水庫(kù)水文預(yù)報(bào)工作是防汛抗旱的耳目,是遇見(jiàn)未來(lái)水情變化的一項(xiàng)科研情報(bào)工作。它不僅是水庫(kù)進(jìn)行科學(xué)管理,搞好水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行的重要依據(jù),而且可以在防汛抗旱斗爭(zhēng)中做到心中有數(shù),取得主動(dòng)權(quán),對(duì)確保水庫(kù)及下游安全、充分發(fā)揮工程效益、戰(zhàn)勝洪澇災(zāi)害起著重要作用。水庫(kù)短期洪水預(yù)報(bào)中,雨情水情和降雨徑流則是其重要的科學(xué)數(shù)據(jù)。
近幾年來(lái),我們充分運(yùn)用勁松水庫(kù)的水文觀測(cè)成果,較準(zhǔn)確的進(jìn)行了短期洪水預(yù)報(bào)和水庫(kù)調(diào)度。三年干旱仍蓄足水,保證了灌溉與漁業(yè)所需。遭受較大洪災(zāi)時(shí)也能安全度汛,做到了泄洪不淹地,使下游群眾安心、領(lǐng)導(dǎo)放心,有力地保證了各項(xiàng)工作生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
1 小匯水面積徑流系數(shù)的核定
勁松水庫(kù)是1975年建立的一座山區(qū)水庫(kù),位于完達(dá)山麓,流域面積31平方千米,總庫(kù)容273萬(wàn)立方米,防洪庫(kù)容240萬(wàn)立方米。自1977年開(kāi)始,水庫(kù)管理人員進(jìn)行了多項(xiàng)水文觀測(cè),包括降雨、蒸發(fā)、入庫(kù)流量實(shí)測(cè)、水位庫(kù)容、出流量觀測(cè)等項(xiàng)目。到1981年,整理分析了五年的水文觀測(cè)資料,編制了大量的相關(guān)圖,取得了本地區(qū)各個(gè)時(shí)期徑流系數(shù)的參考值。
(1)一般年份的年徑流系數(shù)為0.29~0.36。1981年大澇年徑流系數(shù)達(dá)0.48。
(2)大地開(kāi)化一般在3月8日左右。而山區(qū)由于郁密度大,開(kāi)化較晚,桃花汛時(shí)間一般在4月9日至17日,且大都為雨融雪,個(gè)別為短期高溫化雪。春化期(4、5月份)的徑流系數(shù)一般為0.58~0.9。前期由于山區(qū)蒸發(fā)量小,地表未解凍,初損值很小,徑流系數(shù)一般在0.8~0.9;后期可選小些,桃花汛多為雨融雪,洪水過(guò)程短,三小時(shí)洪峰即達(dá)庫(kù)區(qū),汛急而猛,安全度汛不可忽視。
(3)雨洪期(夏秋季)徑流系數(shù)一般為0.06~0.26。1981年大澇,其徑流系數(shù)為0.49(7、8月份)。對(duì)于降雨歷時(shí)短(7小時(shí)~20小時(shí))且強(qiáng)大的(50毫米~100毫米)暴雨,前期多雨的徑流系數(shù)可達(dá)0.28左右;如果前期少雨或無(wú)雨可選0.14~0.18,降雨20毫米左右;如果前期多雨,徑流系數(shù)可選0.11左右;前期無(wú)雨或少雨,可選0.03左右,降雨5毫米左右;前期多雨,可選0.06左右。前期無(wú)雨或少雨一般不產(chǎn)流。
(4)秋后到封凍期的徑流系數(shù)一般為0.14~0.48。前期多雨徑流系數(shù)可選大一些,反之可選小一些。
2 小匯水面積徑流系數(shù)的事件考證
為了增進(jìn)水庫(kù)效益,興利除害,利用徑流系數(shù)預(yù)報(bào)降雨產(chǎn)生的洪量是一個(gè)較為簡(jiǎn)易而廣泛應(yīng)用的方法。九年來(lái)的短期洪水預(yù)報(bào)實(shí)踐,我們較好的解決了防洪與興利之間的矛盾,即確保水庫(kù)安全度汛,又不失時(shí)機(jī)地蓄上水,保障灌溉和漁業(yè)用水。
2.1 越冬水位的確定
由于桃花汛急而猛,加之林區(qū)大量采伐,洪水過(guò)程極短。如勁松水庫(kù)1979年4月9日,降雨24毫米,三小時(shí)洪峰到達(dá)庫(kù)區(qū),流量為2.2立方米/秒,洪水總量42萬(wàn)立方米,占全年來(lái)水量的9.5% 。過(guò)去為了安全,往往將水庫(kù)放空或降至汛前水位,如遇秋冬干旱造成庫(kù)干魚死,次年灌溉無(wú)水。這樣并沒(méi)有緩解防洪與興利的矛盾。經(jīng)過(guò)實(shí)踐,我們針對(duì)各水庫(kù)的防洪能力,將越冬水位定在正常高水位或與汛前水位之間,即保證了灌溉與養(yǎng)魚所需,又留有一定的防洪庫(kù)容。3月開(kāi)始,根據(jù)短期洪水預(yù)報(bào),采用“小水量、長(zhǎng)出流”的辦法,將庫(kù)水緩慢下泄,到四月桃花汛來(lái)臨時(shí),已將庫(kù)容騰了出來(lái)。這種辦法可進(jìn)可退,穩(wěn)操勝券,是一個(gè)成功措施。
2.2 春汛洪量預(yù)報(bào)
幾年來(lái),我們對(duì)春汛水庫(kù)的運(yùn)行發(fā)出了調(diào)度令。做法是:根據(jù)封凍后的降水量和氣象站的天氣預(yù)報(bào)以及相應(yīng)的徑流系數(shù),求出徑流深,再根據(jù)匯水面積求出春汛期的入庫(kù)洪水總量,以此來(lái)進(jìn)行各水庫(kù)的調(diào)度。
如1978年的一號(hào)調(diào)令規(guī)定了各水庫(kù)五月初的水位庫(kù)容。是根據(jù)11月10日(封凍后)至2月17日的降水量和預(yù)報(bào)的降水量p=37.8毫米,由于前期雨量影響較大,徑流系數(shù)采用α=0.58。用公式W=0.1αpA (A:流域面積)求出各水庫(kù)的來(lái)水量。如加上現(xiàn)庫(kù)容,得出各水庫(kù)5月初的庫(kù)容。要根據(jù)設(shè)計(jì)興利庫(kù)容進(jìn)行校核,決定蓄泄水量,得出規(guī)定的庫(kù)容。
今年各水庫(kù)都達(dá)到或基本達(dá)到規(guī)定的興利庫(kù)容,保證了灌溉用水和漁業(yè)所需。通過(guò)上述實(shí)例說(shuō)明,水庫(kù)調(diào)度要有一個(gè)科學(xué)態(tài)度,不蠻干、不碰運(yùn)氣,要做到心中有數(shù)。
2.3 雨洪期水庫(kù)調(diào)度
秋汛一般在7月中旬到8月中旬。這個(gè)時(shí)期的降雨量約占全年的42%~62%,但由于蒸發(fā)、植物載留、填洼、入滲等初損值很大,洪水過(guò)程線不是較緩慢的。不過(guò)對(duì)于降雨歷時(shí)短、強(qiáng)度大的暴雨,其徑流系數(shù)可達(dá)0.12~0.28 。如1979年8月15日降雨32.4毫米,8月18、19日又降雨90.2 毫米,兩次降雨122.6毫米,其前期32天無(wú)雨,初損值應(yīng)是很大。但由于降雨歷時(shí)短、強(qiáng)度大,徑流系數(shù)達(dá)0.14,徑流總量達(dá)53.5萬(wàn)立方米;又如1981年8月2日降雨55毫米,其前期多雨,初損極小,因降雨歷時(shí)短、強(qiáng)度大,徑流系數(shù)達(dá)0.28,日洪量為47.5萬(wàn)m立方米。所以水庫(kù)調(diào)度時(shí)不可忽視暴雨洪水對(duì)水庫(kù)的影響。
近年,由于進(jìn)行了科學(xué)調(diào)度,各水庫(kù)均運(yùn)行正常,在戰(zhàn)勝旱澇災(zāi)害中發(fā)揮了顯著作用。如1981年大澇,勁松水庫(kù)8月8、9、11、13、16日,五天降雨41.4毫米,歷時(shí)17.5小時(shí),前期雨量偏少,求得前期影響雨量為1.31,徑流系數(shù)選用α=0.028代入公式W=0.1αpA= 0.1×0.028×41.4×31=3.59352萬(wàn)立方米。當(dāng)時(shí)的庫(kù)容為100萬(wàn)立方米,匯水后得庫(kù)容103.6萬(wàn)立方米,水庫(kù)安全。當(dāng)年汛期,該水庫(kù)將水位嚴(yán)格控制在108米以下。所以,當(dāng)8月2日一次暴雨55毫米時(shí),最大入庫(kù)流量5.5 立方米/秒,日洪量為47.5萬(wàn)立方米,庫(kù)水位猛漲50厘米,水庫(kù)仍安然無(wú)恙,也不必突擊泄洪。
今年氣候異常,為防止“厄爾尼諾”現(xiàn)象的影響,我們根據(jù)水情雨情和當(dāng)時(shí)各水庫(kù)的水位情況,連續(xù)發(fā)出了兩次調(diào)度令,以一次中陣雨為假設(shè)暴雨量計(jì)算出來(lái)水量,從而給各水庫(kù)規(guī)定了7月前的限制水位和8月警報(bào)水位。即保證了水庫(kù)安全又不至于無(wú)水灌溉。
3 結(jié)語(yǔ)
幾年來(lái),我們利用取得的水位觀測(cè)成果為水利事業(yè)服務(wù),取得了一些經(jīng)驗(yàn)。但很不成熟,有待進(jìn)一步積累資料,提高精度,力求科學(xué)化、規(guī)范化,更好的為國(guó)民經(jīng)濟(jì)服務(wù),為社會(huì)服務(wù)。