董關富

(安吉縣老石坎水庫管理局，浙江 湖州 313300)

1 工程概況

老石坎水庫地處湖州市安吉縣，位于西苕溪支流南溪中游。主壩坐落于孝豐鎮(zhèn)西南10km處的老石坎村，壩址以上控制流域面積為258.0km2，占南溪流域面積383.7km2的67.2%。工程于1958年08月動工，1983年底完工。水庫樞紐工程由大壩、正常溢洪道、非常溢洪道、鴨坑塢分洪閘、輸水隧洞、電站等組成。大壩為黏土心墻砂殼壩，頂高124.57m(1985國家高程基準，下同)，最大壩高36.90m，壩頂寬6.00m，壩長620.00m。水庫總庫容1.14億m3，是一座以防洪為主，結合供水、灌溉、發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合利用的大 (2)型水庫。

2002年01 月進行水庫除險加固工程建設，主要內(nèi)容為:大壩加固，在心墻軸線增設套井黏土防滲墻;正常溢洪道加固;非常溢洪道加固;將第三級自潰壩改建為5孔8.00m×5.30m的非常溢洪閘，最大下泄流量2811m3/s;鴨坑塢分洪渠加固;輸水隧洞加固;新建大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)等。至2003年10月主體加固工程完成，2007年01月通過除險加固工程蓄水安全鑒定。

為掌握庫區(qū)雨情水情動態(tài)變化，滿足水庫控制運行及防洪調(diào)度需要，水庫集雨區(qū)內(nèi)設有馬峰庵、章里、冰坑、董嶺、老石坎水庫 (含蒸發(fā))雨量站5處，其雨量權重分別為0.334、0.247、0.227、0.104、0.088。設有壩上、隧洞、泄洪閘水位站3處，隧洞、泄洪閘、分洪閘流量站3處。隧洞測流斷面設在電廠下游120m的電站尾水渠上。

2 “?？迸_風與降雨

2.1 “?？迸_風概況和特點

2012年08 月03 日第11號臺風“?？痹谌毡緵_繩以東偏南約1360km的西北太平洋洋面上生成，隨后快速向西北偏西方向移動，強度逐漸加強，06日17時加強為臺風，07日17時發(fā)展為強臺風，以10km/h的速度繼續(xù)向西北偏西方向移動，并于08日03時20分在寧波市象山縣鶴浦鎮(zhèn)登陸，登陸時中心氣壓965hPa，中心最大風速14級(42m/s)，隨后經(jīng)紹興市、杭州市于08日下午16時進入湖州市。穿過德清、安吉2縣，于08日20時離開湖州市進入安徽省境內(nèi)。09日20時減弱為熱帶風暴。

“?？迸_風特點:

(1)強度大:08月07日17時近中心最大風力達15級，登陸時仍為強臺風。

(2)暴雨強度大、暴雨覆蓋范圍廣:從07日08時至11日08時，湖州市平均降雨量244.2mm，測站最大雨量董嶺站達643.5mm。

(3)影響范圍廣、影響時間長:08月07日臺風七級風圈半徑450km，10級風圈半徑200km，七級風圈維持時間長達25h。

(4)移動前期快后期慢:“?？迸_風自08月03日08時形成至05日11時，移動速度20～30km/h，05日14時后移速減慢為10～15km/h，06日出現(xiàn)回旋打轉(zhuǎn)停滯不前的現(xiàn)象。在安徽境內(nèi)減弱為熱帶低壓后停滯少動，誘發(fā)湖州市強對流降雨天氣。

2.2 降雨量

08月06 日起受臺風外圍云系影響，水庫流域出現(xiàn)陣雨天氣，07日23時起開始大范圍降雨，臺風影響過程 (08月06—10日)水庫流域面雨量463.4mm，5個雨量站降雨量全部超過200.0mm，其中3個站點超過400.0mm，最大降雨量董嶺站655.0mm。降雨強度最大1h為董嶺站49.5mm(08日07—08時)，最大3h為董嶺站119.5mm(08日06—09時)，最大1d雨量為董嶺站達396.5mm(08月08日)。3d面雨量429.9mm，超臺汛期50a一遇雨量標準 (P=2%，391.0mm)。最大24h面雨量371.7mm為特大暴雨，超臺汛100a一遇標準 (P=1%，355mm)。各站雨量見表1。

表1 水庫各站雨量表 mm

3 水情與洪水調(diào)度

3.1 水情與洪水調(diào)度

07日23 時起，水庫開始出現(xiàn)大范圍降雨，08日03時，水庫水位110.47m開始大漲。08日10時，庫水位漲至113.05m，僅低于汛限水位0.62m，執(zhí)行市防指首次調(diào)度指令，開啟泄洪閘泄洪，流量50m3/s。由于入庫流量遠遠大于出庫，水位上漲飛快，11時水位113.74m，開啟鴨坑塢分洪閘分洪，分洪流量50m3/s。隨著入庫流量的進一步增大，水位依舊上漲迅猛，13時水位115.07m，泄洪流量增大至100m3/s。14時水庫水位115.84m，超臺控水位2.17m，14時40分，水庫泄洪流量增至150m3/s。16時，庫水位117.26m，水位漲幅仍達0.71m/h，為減輕水庫防洪壓力，同時考慮下游河道安全，水庫維持泄洪流量不變，增大分洪閘流量至100m3/s，19時40分再次增至120m3/s。隨著雨勢的減弱，入庫流量逐漸減少，09日14時水庫水位漲至120.54m為最高水位，本次洪水漲幅10.03m，其中08日最大漲幅9.28m。14時后開始緩慢下降，10日12時水位119.89m，減少分洪閘流量至100m3/s，13時減少泄洪流量至50m3/s。10日20時，庫水位降至119.47m，關閉鴨坑塢分洪閘停止分洪。為盡快降低庫水位，12日09時，再次調(diào)整泄洪流量至100m3/s，14日13時，庫水位降至116.75m，減少泄洪流量至50m3/s，15日22時，調(diào)整泄洪流量至15m3/s，20日10時水位降至114.92m，水庫關閉泄洪閘停止泄洪，電站繼續(xù)滿發(fā)泄流，洪水調(diào)度結束。洪水過程嚴格執(zhí)行湖州市防汛指揮部調(diào)度指令。

圖1 2012年11號“?？迸_風水庫水位、泄洪流量過程線圖

從水庫安全度汛出發(fā)，08月06—07日，水庫預泄水量140萬m3，洪水過程、庫內(nèi)水位、泄洪流量見圖1。

3.2 入庫徑流量分析計算

水庫庫區(qū)上游各支流成扇形分布，由于源短和匯流面積較小，故未設入庫流量站，其入庫流量按出庫流量和庫容變量等推求。出庫流量則由隧洞發(fā)電流量和泄洪閘、分洪閘流量合成計算。

式中:W入為入庫水量，萬m3;W出為出庫水量，萬m3，即隧洞發(fā)電水量+泄洪水量+分洪水量;△W為洪水始末庫容增減量，萬m3;W供為下游孝豐鎮(zhèn)的供水量，萬m3;W蒸為庫面蒸發(fā)水量，萬m3，據(jù)逐日蒸發(fā)量和當日平均水位的庫面積求算;W滲為庫區(qū)和大壩滲漏量，萬m3，根據(jù)庫區(qū)水文地質(zhì)、工程設計、施工質(zhì)量，參照水利水文計算，為當前蓄水庫容的0.03%計。

電站裝機2臺容量分別為2500，1000kW，設計流量為15m3/s。隧洞流量按實測流量與水位建立相應關系，Z～Q關系線按部頒《水文資料編印規(guī)范》的規(guī)定，通過符號檢驗、適線檢驗、偏離值檢驗和測點標準差計算，經(jīng)嚴格審定后推求。

正常溢洪道位于大壩右頂端，為3孔泄洪閘6.0m×9.0m，泄洪閘流量據(jù)歷年Z～Q關系推求。

鴨坑塢分洪閘為單孔弧形閘門7.7m×5.8m，最大分洪流量250m3/s。分洪閘流量據(jù)歷年庫內(nèi)水位～開啟度關系線推求。

據(jù)庫區(qū)雨情、水情、入庫流量過程，產(chǎn)流分析確定為08月07—20日。

經(jīng)計算，入庫總水量為10182萬m3，其中隧洞發(fā)電水量1495萬m3，泄洪水量4328萬m3，分洪水量2440萬m3，孝豐鎮(zhèn)供水38萬m3，庫面蒸發(fā)水量21萬m3，滲漏水量25萬m3，庫容增量1835萬m3。本次洪水最大入庫流量為1480m3/s(08日14時30分)，最大泄洪流量為264m3/s(08日16時)，最大出庫流量為274m3/s(08日16時06分)，最大削峰率達91.9%。有效攔蓄洪水5483萬m3，占入庫水量的53.8%。洪水過程基流水量968萬m3，入庫水量與洪水期間庫區(qū)上游羅家費水庫發(fā)電尾水分流水量約170萬m3并計，本次臺風洪水徑流系數(shù)為0.785。雨量、入庫流量過程見圖2。

圖2 2012年11號“?？迸_風雨量、入庫流量過程線圖

4 洪水量級與效益分析

“?？迸_風暴雨洪水是湖州市48a來 (1963年以后)風最大、雨最大、水最大的臺風型流域性大洪水，按照《湖州市防臺風應急預案》汛情等級為重大 (Ⅱ級)。老石坎水庫在“?？迸_風中各主要洪水特征對照《老石坎水庫水文復核和洪水調(diào)度研究報告》、《老石坎水庫除險加固工程初步設計報告》臺汛期的設計資料其量級見表2。

表2 “?？迸_風洪水特征量級表

5 結語

(1)受臺風“?？庇绊?，長時間的暴雨和強風，破壞性極大，暴雨范圍廣，降雨強度大，其最大上3d雨量重現(xiàn)期約75a一遇，最大24h雨量超100a一遇，最大入庫流量1480m3/s，水庫水位日漲幅9.28m為建庫以來最大，是1963年臺風洪水后48a來最大的臺風型流域性大洪水。

(2)在本次臺風洪水中，水文測驗、資料整理、整編滿足部頒規(guī)范要求，水文資料合理、可靠，洪水分析計算均采用整編成果，徑流系數(shù)與徑流條件相匹配，符合產(chǎn)匯流規(guī)律。

(3)本次臺風洪水中，鴨坑塢分洪水量2440萬m3，老石坎水庫與賦石水庫2庫聯(lián)合調(diào)度，進一步開發(fā)利用水資源，也顯示了水庫除險加固的工程效益。

(4)水庫電站在08月07日開始24h滿負荷運行，預泄騰出庫容，對控制水位起到了積極作用。在此次洪水過程中，通過科學調(diào)度水庫充分發(fā)揮了它的防洪功能，削峰率達91.9%，有效攔蓄洪水5483萬m3，占入庫水量的53.8%。減輕了下游河道的防洪壓力，確保了水庫下游重要堤防和孝豐鎮(zhèn)、遞鋪鎮(zhèn)的安全，充分體現(xiàn)了它的防洪減災效益。