王鶴翔

(遼寧省供水局，沈陽 110003)

遼寧省水庫抗雨能力計算分析

王鶴翔

(遼寧省供水局，沈陽 110003)

為了提高防汛的主動性，深入分析水庫的防洪能力。在汛期，如何從被動防汛轉化為主動防汛，更好的分析水庫的防洪能力，以做到科學調度，提前預泄部分庫容，以更好的迎接洪水。文章結合水庫流域內的水情自動測報系統(tǒng)，建立了土壤含水量與徑流系數(shù)關系，分析計算了遼寧省27座大型水庫的抗暴雨能力。實例研究表明，本方法具有很強的時效性和可操作性，可以為防洪決策提供有效的計算支持。

可抗御暴雨總量；徑流系數(shù)；抗雨能力；計算分析

1 研究背景

水庫作為控制性水利工程，起到重要的興利防洪作用。在汛期，如何從被動防汛轉化為主動防汛，更好的分析水庫的防洪能力，以做到科學調度，提前預泄部分庫容，以更好的迎接洪水。

遼寧省共有水庫792座，其中大型水庫30座，中型水庫76座，小型水庫686座。在水庫防汛過程中，尤其是流域整體防洪考慮，根據(jù)水庫的工程特性及當前運行狀態(tài)，在防汛會商時，一次性快速大量的計算庫的抵御暴雨能力，已為決策者更好的提供計算支持，

2 方法介紹

2.1 可抗御暴雨總量計算

2.1.1 計算面臨時刻可抗御降雨能力增值△P

△P=[V(Z汛)-V(Z0)]/F·α0

(1)

式中：V(Z汛)為汛限水位Z汛對應的庫容；V(Z0)為對應面臨時刻運行水位Z0的庫容；F為流域面積；α0為相應面臨時刻徑流系數(shù)的最高值。

2.1.2 計算不同設計頻率洪水折合可抗御暴雨量Pf抗御

Pf抗御=Wf/F·αm

(2)

式中：Wf為對水庫調洪起控制作用的設計頻率f%的洪量值；F為流域面積；αm為流域暴雨徑流系數(shù)的最高值。

2.1.3 計算面臨時刻可抗御暴雨總量Pf總

Pf總=Pf抗御+ △P

(3)

2.2 徑流系數(shù)計算

徑流系數(shù)α的計算是一個關鍵因素，采用的方法是以省直水庫歷史場次洪水為樣本，統(tǒng)計每場洪水的前期土壤含水量、降雨、凈雨歷史資料，建立土含和降雨的相關關系。在實際應用過程中，利用報汛軟件，省直水庫每日早8點上報當日土壤含水量，以省直水庫流域所在位置為代表反應遼寧省各地區(qū)土壤含水量情況。以大伙房水庫代表撫順地區(qū)，清河、柴河水庫的均值代表鐵嶺地區(qū)，以觀音閣水庫代表本溪、大連、丹東地區(qū)，葠窩和湯河水庫的均值代表沈陽、遼陽、鞍山、盤錦、營口地區(qū)，白石和鬧德海水庫的均值代表朝陽、阜新、錦州、葫蘆島地區(qū)。

3 實例研究

統(tǒng)計土壤含水量與徑流系數(shù)的相關關系如圖1，畫出兩者的外包線，即為面臨時刻徑流系數(shù)的最高值。即計算省直水庫時刻抗雨能力如表2。

表1 以大伙房水庫為例

4 拓展實例

將大型水庫抗雨能力拓展至全省小(1)型、小(2)型水庫計算，采用上述徑流系數(shù)帶入。

Pf總=XP+[V(Z汛)-V(Z0)]/F·α0+Pa

(4)

式中：XP為24h設計暴雨；V(Z汛)為汛限水位Z汛對應的庫容；V(Z0)為對應面臨時刻運行水位Z0：的庫容；F為流域面積；α0為相應面臨時刻徑流系數(shù)的最高值；Pa為前期影響雨量。

計算結果如表4。

圖1

表2 省直水庫抗雨能力計算表

將此方法應用于其余21座大型水庫，其中3座水庫未完工驗收，此處不予計算，結果如表3。

表3 大型水庫抗雨能力表

表4 全省小(1)型水庫抗雨能力分析表

表5 全省小(2)型水庫抗雨能力分析表

5 結 論

文章介紹了一種水庫抗暴雨能力的計算方法，本方法通過徑流系數(shù)的計算，充分考慮了流域的下墊面狀況，并根據(jù)水庫的設計洪量和當前蓄水量反算了水庫可抵御地面凈雨量。通過省管9座水庫徑流系數(shù)的計算結果應用到相近流域中去，計算了其它18座大型水庫，以此類推，可計算全部水庫的抗雨能力。本方法能夠在防汛會商時，快速有效的計算多個水庫的運行狀態(tài)，根據(jù)不同的設計標準計算不同抗暴雨等級，并結合實際的天氣預報，水庫可以預泄部分水量，騰出庫容以攔蓄大洪水，因此，本計算方法特別適用于多個水庫的同時計算，可以有效利用到實際防洪調度中，為決策者提供技術支持。

[1]武晟，汪志榮.不同下墊面徑流系數(shù)與雨強及歷時關系的實驗研究[J].中國農業(yè)大學學報，2006,11(05):55-59.

[2]楊春輝，張玥，孟祥國.改進的API模型在尼爾基洪水預報中的應用 [J].東北水利水電,2013(09)：47-50.

1007-7596(2017)10-0026-04

TV697

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2017-09-22

王鶴翔(1988-)，男，遼寧沈陽人，助理工程師，從事水庫防汛調度及運行管理工作。