□宋伯琦 □周軍亭（平頂山水文水資源勘測(cè)局）

1 流域自然地理特征

昭平臺(tái)水庫(kù)站位于沙河上游，該流域處于暖溫帶半濕潤(rùn)大陸季風(fēng)氣候區(qū)，年平均降水量817.80mm。沙河發(fā)源于豫西魯山縣伏牛山東麓的堯山。堯山主峰海拔2153m,為本水系與黃河流域伊洛河水系、長(zhǎng)江流域唐白河水系的分水嶺；河源至下湯為深山區(qū)，山系多為風(fēng)化粗粒花崗巖，河底比降大。林木覆蓋率較少，土壤侵蝕現(xiàn)象較普遍。流域內(nèi)有報(bào)汛站9個(gè)，分別是二郎廟、中湯、下湯、雞冢、坪溝、瓦屋、下孤山、白草坪、昭平臺(tái)。

1.1 水利工程情況

昭平臺(tái)水庫(kù)位于魯山縣城西南13km處，控制流域面積1430 km2。水庫(kù)始建于1958年5月~1959年6月，1966-1969年續(xù)建，1984年除險(xiǎn)加固。水庫(kù)是以防洪、灌溉為主，融發(fā)電、養(yǎng)殖等功能于一體的大型水利工程。水庫(kù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為百年一遇，設(shè)計(jì)水位177.60m，相應(yīng)庫(kù)容5.36×108m3；校核標(biāo)準(zhǔn)為千年一遇，校核水位180.70m，相應(yīng)庫(kù)容7.13×108m3。主溢洪道設(shè)計(jì)泄量4590m3/s，副溢洪道設(shè)計(jì)泄量12000m3/s。

流域內(nèi)有小（1）型水庫(kù)2座，?。?）型水庫(kù)8座，總控制面積34.10 km2，總庫(kù)容368×104m3。

1.2 水庫(kù)概況

現(xiàn)狀水庫(kù)樞紐工程主要由主壩、副壩、正常溢洪道、非常溢洪道、輸水洞等組成。主壩壩高35.50m，壩頂高程181.80m，壩頂長(zhǎng)度2315m，防浪墻頂高程183m。副壩為粘土斜墻壩，副壩最高35.50m，壩長(zhǎng)923m。正常溢洪道堰頂高程164m，泄洪閘共5孔10m×10m閘門，最大泄量4680m3/s。非常溢洪道底部高程169m，底寬200m，堵壩頂高程179.60m，最大泄量約10000m3/s。輸水洞進(jìn)口高程150m，泄量141m3/s。調(diào)度方式：（1） 庫(kù)水位167.00~169.00m時(shí)，控泄40m3/s。（2） 庫(kù)水位169.00~174.66m時(shí)，控泄500m3/s。（3）庫(kù)水位超過(guò)174.66m時(shí)，全開(kāi)泄洪。汛期限制水位167m。水庫(kù)下游保護(hù)對(duì)象有平頂山、漯河、周口等重要城市，劉氏發(fā)源地昭平湖。

1.3 測(cè)站概況

1.3.1 降水特征及暴雨成因

該流域多年平均降水量900mm,2/3降水集中在汛期6-9月份，年均蒸發(fā)量1020mm，該站最大日降水量461.50mm，發(fā)生在1971年6月28日，最高水位177.30m，發(fā)生在1975年8月8日流域內(nèi)的豹子溝站，最大24 h暴雨量可達(dá)479.10mm，流域年均徑流深度380mm,多年平均徑流量2.30億m3。

暴雨成因與地形、天氣有關(guān)，昭平臺(tái)水文站地處沙潁河水系山丘區(qū)。沙潁河水系位于北半球中緯度地帶，為大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。因處于北半球的中緯度高空西風(fēng)帶，冷暖氣團(tuán)交接頻繁，低壓槽、切變線、低渦、臺(tái)風(fēng)等天氣系統(tǒng)常使該區(qū)產(chǎn)生局部性或大面積暴雨。

1.3.2 洪水特征

昭平臺(tái)站地處沙河山區(qū)，沙河上游多為山區(qū)，為河南省的暴雨中心之一，一旦山洪暴發(fā)，迅猛下泄進(jìn)入水庫(kù)，預(yù)見(jiàn)期短，突發(fā)性強(qiáng)，嚴(yán)重威脅水庫(kù)安全。年最大洪峰集中出現(xiàn)在汛期6—9月，尤以7、8月最為集中，7、8月出現(xiàn)年最大洪峰的概率為70%。

2 洪水預(yù)報(bào)方法分析

昭平臺(tái)站洪水預(yù)報(bào)方案主要采用降雨徑流預(yù)報(bào)方案，采用降雨徑流相關(guān)圖（P～Pa～R），以分析計(jì)算的45個(gè)點(diǎn)據(jù)點(diǎn)繪定線。本次分析采用1961—2000年的有代表性資料。

2.1 產(chǎn)流方式

昭平臺(tái)站多年平均降水量為900mm，多年平均徑流深380 mm，汛期由于降雨入滲影響，本流域地下水埋深較淺，暴雨洪水峰型尖瘦，次洪過(guò)程呈現(xiàn)漲洪陡、落洪緩的偏態(tài)型，退水時(shí)段較長(zhǎng)，由此可以確定本流域產(chǎn)流方式是以蓄滿產(chǎn)流為主，產(chǎn)流量計(jì)算采用降雨徑流經(jīng)驗(yàn)相關(guān)法。

2.2 相關(guān)要素分析計(jì)算

2.2.1 流域平均雨量P

用二郎廟、中湯、下湯、雞冢、坪溝等9個(gè)報(bào)訊站的雨量加權(quán)平均法計(jì)算。

2.2.2 前期影響雨量Pa

前期影響雨量Pa，為土壤濕度的指標(biāo)，計(jì)算公式如下：

Pat+1=K*(Pat+xt-yt)

式中：Pat—t日開(kāi)始時(shí)刻土壤含水量；Pat+1—t+1日開(kāi)始時(shí)刻土壤含水量；xt—t日降雨量；yt—t日產(chǎn)流量；K—土壤含水量的日耗退系數(shù)。

采用前30 d雨量，用公式逐日計(jì)算。每次洪水資料，則用流域內(nèi)9個(gè)雨量站算術(shù)平均值為流域前期影響雨量的計(jì)算依據(jù)，Pa以Im為上限進(jìn)行控制。

2.2.3 參數(shù)Im、折減系數(shù)K的確定

沿用1987年匯編方案數(shù)據(jù)，各雨量站權(quán)重及參數(shù)K、Im見(jiàn)圖1。

2.3 次洪水徑流深的推求

2.3.1 退水曲線的形式

選取多次峰后基本無(wú)雨的徑流過(guò)程點(diǎn)繪關(guān)系曲線圖，綜合出退水曲線。由于本流域平均坡降較大，洪水具有明顯暴漲暴落的特點(diǎn)，峰后退水段只有當(dāng)?shù)乇韽搅鹘K止后才漸變緩，故退水曲線可選在較小流量以下部分。退水曲線與本次洪水過(guò)程起漲流量Q起有較密切的關(guān)系，當(dāng)起漲流量較大時(shí)，表明前次地下徑流在本次洪水過(guò)程中所占比例較大，所以本次洪水退水愈慢。反之若起漲流量愈小，本次洪水退水愈快。

2.3.2 徑流深R的推求

采用水平直線分割基流，再將連續(xù)洪峰按所選退水曲線割去前期退水，即得本次降雨相應(yīng)的徑流深Rg。采用下式來(lái)計(jì)算

R總=∑Q×△t×3.6／F×1000

2.4 匯流分析

2.4.1 制作方案

用試錯(cuò)法推求不同時(shí)段凈雨的3條單位線。

2.4.2 精度評(píng)定

點(diǎn)繪徑流深R與凈峰流量（扣除基流）Qm凈關(guān)系曲線圖，以占次降雨量80%的連續(xù)降雨歷時(shí)為主要降雨歷時(shí)。

通過(guò)對(duì)670711、670825、710629、800616、920505、940703、950820和950821共8次洪水進(jìn)行驗(yàn)證，洪峰流量合格率為88%，峰現(xiàn)時(shí)間合格率為100%，屬甲等方案。

2.4.3 突出點(diǎn)據(jù)分析

“710629”洪水：降雨不均，暴雨中心在上游，雨強(qiáng)偏大，前期土壤比較濕潤(rùn)，預(yù)報(bào)徑流深偏小。

3 實(shí)際作業(yè)預(yù)報(bào)分析

3.1 洪水預(yù)報(bào)實(shí)例

3.1.1 “19920505”洪水預(yù)報(bào)分析

1992年5月4日，受低槽前和副高邊緣的西南氣流影響，沙河上游普降暴雨，利用單位線做出預(yù)報(bào)，6日6時(shí)將出現(xiàn)9230m3/s的洪峰，實(shí)際在5日6時(shí)出現(xiàn)了9200m3/s的洪峰，準(zhǔn)確率99.70%。

3.1.2 “20100719”洪水預(yù)報(bào)分析

圖1 降雨徑流相關(guān)圖

2010年7月18日，受副高邊緣西南氣流影響，沙河上游普降暴雨，18日20時(shí)，中湯站水位開(kāi)始上漲，19日1時(shí)，根據(jù)上游降雨，利用單位線做出預(yù)報(bào)，19日4時(shí)將出現(xiàn)洪峰9123m3/s的洪峰；實(shí)際根據(jù)反推入庫(kù)流量在19日3時(shí)30分出現(xiàn)洪峰10500m3/s，準(zhǔn)確率87%。

3.2 綜合分析

昭平臺(tái)水庫(kù)站以上由于是一個(gè)閉合流域，流域內(nèi)無(wú)大型的水利工程，單位線推流效果不錯(cuò)，預(yù)報(bào)時(shí)，用9個(gè)報(bào)汛站進(jìn)行面平均雨量的計(jì)算，在降雨均勻時(shí)代表性還行，如果降雨不均勻時(shí)，代表性就差。隨著國(guó)家防汛指揮系統(tǒng)以及山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)等遙測(cè)站點(diǎn)的建設(shè)，山區(qū)的站點(diǎn)密度大大增加，可以考慮在以后的作業(yè)預(yù)報(bào)中加以應(yīng)用；要充分利用現(xiàn)在的遙測(cè)雨量數(shù)據(jù)，在強(qiáng)降雨期間，應(yīng)該開(kāi)展?jié)L動(dòng)預(yù)報(bào)作業(yè)，為防汛調(diào)度贏得寶貴的時(shí)間。

3.3 科學(xué)調(diào)度

昭平臺(tái)水庫(kù)站上游山區(qū)是全省有名的暴雨中心，控制流域面積大，一遇暴雨，洪水產(chǎn)生歷時(shí)短、來(lái)勢(shì)猛，容易造成洪澇災(zāi)害。要高度重視，進(jìn)一步加強(qiáng)水庫(kù)的科學(xué)調(diào)度。中湯、下孤山水文站是昭平臺(tái)水庫(kù)的兩大重要入庫(kù)站，在每年的防汛任務(wù)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，準(zhǔn)確快速的掌握水情資料并及時(shí)作出預(yù)報(bào)對(duì)防汛決策起到重大的作用，特別是利用照平臺(tái)、白龜山兩個(gè)梯級(jí)水庫(kù)，聯(lián)合調(diào)度，適時(shí)錯(cuò)峰，對(duì)緩解下游防汛壓力有很大作用。2014年河南是“干渴”的一年，平頂山市旱情尤為嚴(yán)重，為應(yīng)對(duì)近63 a來(lái)最嚴(yán)重的“夏旱”，平頂山市從昭平臺(tái)水庫(kù)先后多次調(diào)水到白龜山水庫(kù)，昭平臺(tái)水庫(kù)為解決“水荒”發(fā)揮了巨大的作用。