【摘要】龍背灣水電站工程位于湖北省竹山縣境內(nèi)的官渡河流域，屬于鄂西北山溪性河流，洪水漲陡落快，且上游支流無水文控制站，加上圍堰截流后形成了壅水型水庫(kù)，使工程施工期水文預(yù)報(bào)難度增大。本文通過龍背灣水電站施工期水文預(yù)報(bào)的編制過程，對(duì)山區(qū)性河流水利工程施工期預(yù)報(bào)的特點(diǎn)及難點(diǎn)進(jìn)行分析探討，為類似工程的施工期水文預(yù)報(bào)提供參考。

【關(guān)鍵詞】水電站；施工期預(yù)報(bào)；難點(diǎn)解決方案

引言

龍背灣水電站工程壩址位于漢江南岸竹山縣柳林鄉(xiāng)龍背灣，最大支流堵河南源官渡河中上游處，官渡河全長(zhǎng)126.9km，流域面積2961km2，平均坡降4.73‰。大壩為鋼板混凝土面板堆石壩，壩高158.3m，總庫(kù)容8.30億m3，為多年調(diào)節(jié)水庫(kù)，電站裝機(jī)容量180MW。工程以發(fā)電為主，兼有防洪、航運(yùn)、灌溉等綜合利用。

工程施工期導(dǎo)流采用全段圍堰擋水，隧洞導(dǎo)流，于2012年汛前實(shí)施截流。導(dǎo)流隧洞布置在壩址左岸山體內(nèi)，隧洞為8×10m拱形斷面，全長(zhǎng)606.00m。為確保龍背灣水電站施工期間的度汛安全，避免或盡量減少因暴雨洪水對(duì)工程施工造成人員和財(cái)產(chǎn)損失，編制有較長(zhǎng)預(yù)見期和較高精度的水文預(yù)報(bào)至關(guān)重要。

1、流域概況

官渡河流域?yàn)樯刃嗡担螤钌蠈捪抡?，地?shì)由南向北傾斜，有大小支流52條，其中匯入龍背灣壩址處的較大支流有5條，即：陰峪河、洪坪河、公祖河、渣漁河、平渡河。

官渡河流域徑流有明顯的季節(jié)性，汛期為5-10月。洪水由暴雨形成，時(shí)空分布特性與暴雨相應(yīng)，陡漲陡落，過程比較尖瘦，暴雨中心九湖坪站實(shí)測(cè)最大24h暴雨167.1mm，最大72h暴雨224.5mm。年最大洪水一般發(fā)生在7-9月，但以7月份居多，占31.3%。洪水漲洪歷時(shí)一般為8-17h，總歷時(shí)3d左右。

2、施工期洪水預(yù)報(bào)方案編制

2.1 水文資料情況。老碼頭水文站是官渡河干流的控制站。該站控制流域面積1854km2，資料年限為1987-2010年，共計(jì)24年。老碼頭水文站與壩址位于同一條河流的上、下游，相距僅1.5km，站址控制面積占?jí)沃芬陨狭饔蛎娣e的86%，采用老碼頭站資料來分析壩址處產(chǎn)、匯流過程。

2.2 方案編制。官渡河流域?qū)儆谥?、小流域，洪水過程陡漲陡落，產(chǎn)流采用API模型，匯流采用集總式流域匯流方案。

壩址處產(chǎn)流采用老碼頭站1987-2010年76次洪水資料，經(jīng)過降雨徑流關(guān)系分析，確定每一場(chǎng)洪水的P、Pa、R，建立龍背灣壩址以上流域降雨徑流三變數(shù)關(guān)系圖。

匯流采用經(jīng)驗(yàn)單位線法推求壩址以上流域的入流過程。根據(jù)老碼頭水文站實(shí)測(cè)資料系列，分別分析了6h單位線與3h單位線，然后根據(jù)老碼頭站與龍背灣壩址以上面積比，經(jīng)倍比放大（按洪峰控制），得到壩址以上流域單位線。

由于實(shí)測(cè)洪水過程受降雨強(qiáng)度及降雨中心不同影響較大，本次按雨強(qiáng)大小及降雨中心位置分析了3條單位線，即單時(shí)段大于30mm單位線、2個(gè)時(shí)段大于30mm單位線及多時(shí)段平緩過程單位線。

2.3 方案檢驗(yàn)與評(píng)定。產(chǎn)流方案成果評(píng)定：用1987-2010年24年實(shí)測(cè)降水量成果，選取場(chǎng)次降水76次進(jìn)行預(yù)報(bào)檢驗(yàn)，降雨徑流關(guān)系合格率為84.2%。

匯流方案成果評(píng)定：6h單位線，選取老碼頭水文站1996-2008年實(shí)測(cè)大、中、小共44場(chǎng)洪水進(jìn)行預(yù)報(bào)誤差精度評(píng)定；3h單位線，對(duì)2010-2011年共10場(chǎng)洪水進(jìn)行預(yù)報(bào)誤差精度評(píng)定。6h單位線洪峰流量合格率90.9%，峰現(xiàn)時(shí)間合格率90.0%；3h單位線洪峰流量合格率97.7%，峰現(xiàn)時(shí)間合格率80.0%。

方案的檢驗(yàn)：6h單位線采用1994-1995年共4場(chǎng)洪水，對(duì)預(yù)報(bào)方案進(jìn)行檢驗(yàn)；3h單位線選取2008-2009年共4場(chǎng)洪水，對(duì)預(yù)報(bào)方案進(jìn)行檢驗(yàn)，6h單位線洪峰流量合格率100%，峰現(xiàn)時(shí)間合格率100%；3h單位線洪峰流量合格率75.0%，峰現(xiàn)時(shí)間合格率100%。

《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》GB/T 22482-2008規(guī)定，預(yù)報(bào)方案的合格率達(dá)到甲、乙兩個(gè)等級(jí)者，可用于作業(yè)預(yù)報(bào)，可對(duì)用戶提供預(yù)報(bào)成果。

3、調(diào)洪演算

龍背灣水電站施工期采用導(dǎo)流洞泄洪，2012年導(dǎo)流隧洞設(shè)計(jì)工況為全年20年一遇設(shè)計(jì)洪水。壩址處20年一遇設(shè)計(jì)洪水為3660m3/s（導(dǎo)流洞的泄洪能力為1860m3/s），大量洪水滯留庫(kù)內(nèi)，壩址處的洪水過程已不是天然河道下的洪水過程，為了確保施工及圍堰安全，需要預(yù)知水庫(kù)壩前最高水位、最大出流量及其過程，這要通過調(diào)洪演算解決。

調(diào)洪演算是根據(jù)水量平衡原理進(jìn)行的，在忽略水庫(kù)滲漏和蒸發(fā)的情況下，水庫(kù)的水量平衡方程為：

將壩址處不同頻率設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行了調(diào)洪演算，經(jīng)調(diào)洪演算后得到水庫(kù)壩前最高水位、水位變幅以及與圍堰頂?shù)母卟睿瑤?kù)水位及出庫(kù)流量變化過程。

4、方案檢驗(yàn)中的存在問題及應(yīng)對(duì)措施

在作業(yè)檢驗(yàn)預(yù)報(bào)過程中，根據(jù)不斷得到的預(yù)報(bào)誤差信息，及時(shí)地校正、改善預(yù)報(bào)值或水文預(yù)報(bào)模型中的參數(shù)，使后續(xù)階段的預(yù)報(bào)誤差盡可能減小。

4.1 降雨強(qiáng)度及暴雨中心位置不同，暴雨的移動(dòng)路線和速度對(duì)單位線有影響，可導(dǎo)致預(yù)報(bào)值跟實(shí)測(cè)值有較大出入。在預(yù)報(bào)實(shí)踐中要分析暴雨中心點(diǎn)位置，對(duì)洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)預(yù)報(bào)出來數(shù)據(jù)，合理實(shí)施人工校正。

4.2 在作業(yè)預(yù)報(bào)中，預(yù)報(bào)根據(jù)時(shí)間以前的降雨量是實(shí)測(cè)的，之后的降雨量是預(yù)報(bào)的。預(yù)報(bào)雨量與預(yù)報(bào)方案的誤差，兩者都影響預(yù)報(bào)的精度。因此，在作業(yè)預(yù)報(bào)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)時(shí)段降雨量或?qū)崪y(cè)流量對(duì)預(yù)報(bào)的徑流進(jìn)行逐時(shí)段修正。

5、結(jié)論

龍背灣水電站施工期水文預(yù)報(bào)應(yīng)用老碼頭水文站產(chǎn)、匯流方案，先預(yù)報(bào)出壩址處入庫(kù)流量，再根據(jù)導(dǎo)流洞泄流量經(jīng)調(diào)洪演算反推庫(kù)水位及水位變幅。由于施工進(jìn)度不斷變化，圍堰擋水轉(zhuǎn)變?yōu)閴误w擋水，隨著壩體增高，對(duì)來水產(chǎn)生的調(diào)蓄作用越來越明顯，從而影響預(yù)報(bào)精度。作業(yè)預(yù)報(bào)時(shí)要根據(jù)施工進(jìn)度，對(duì)預(yù)報(bào)方案及時(shí)進(jìn)行修正，使預(yù)報(bào)接結(jié)果更接近實(shí)際情況，切實(shí)的為龍背灣施工期防洪提供決策依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王守強(qiáng).水文預(yù)報(bào)方法[M].第二版.北京：水利電力出版社，1983.