王志剛
(遼寧省大連市水文局,遼寧 大連116023)
大連市位于遼寧省的東南部,河網(wǎng)密集,暴雨洪水多發(fā),洪澇災(zāi)害頻繁,是遼寧省防汛重點(diǎn)地區(qū)之一,城市經(jīng)濟(jì)繁榮,人口集中,一旦發(fā)生水害,損失相當(dāng)嚴(yán)重。截止2010年,大連市共有263座已建成水庫,其中中型水庫16座、?。ㄒ唬┬退畮?5座、?。ǘ┬退畮?95座。數(shù)量龐大的中小型水庫在防洪、灌溉、城鄉(xiāng)供水和水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面發(fā)揮著重要作用,是大連市防汛工程體系和水利基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。但是,中小型水庫調(diào)節(jié)能力小,抗風(fēng)險(xiǎn)能力差,大部分水庫無洪水預(yù)報(bào)方案,給防汛帶來隱患,制約著水庫經(jīng)濟(jì)發(fā)展。目前,大連地區(qū)中、小水庫的降雨、水位和出流等觀測(cè)資料比較短缺,或者雖有一些水文資料但精度較差,不能較準(zhǔn)確的計(jì)算入庫流量過程和分析出水庫的降雨徑流和洪水規(guī)律。在這種情況下,可暫借用流域降雨洪水特性相似的鄰近水文站,或水庫所在區(qū)域的降雨徑流關(guān)系和洪水規(guī)律分析資料,來預(yù)報(bào)水庫的洪水過程。
在中、小型水庫附近,有流域特性等相似的水文站或水庫,可借用該站(庫)的降雨徑流相關(guān)圖。應(yīng)用時(shí),根據(jù)該水庫的降雨量,借用附近水文站的K和Im值計(jì)算Pa,用(P+Pa)直接從降雨徑流相關(guān)圖中查R值,即為該水庫預(yù)報(bào)的洪水徑流深。如果該水庫附近沒有這樣的水文站或水庫,可借用水庫所在區(qū)域的綜合降雨徑流相關(guān)圖,推求本水庫的洪水徑流深。
對(duì)短缺實(shí)測(cè)水文資料的中、小型水庫,同樣可借用流域特性等相似的水文站(或水庫)的峰量關(guān)系,但必須根據(jù)集水面積,應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)公式將借用水文站(庫)的洪峰流量(Q借m),轉(zhuǎn)化為該水庫的入庫洪峰流量(Q入m)。其轉(zhuǎn)化公式為:
式中:Q入m——水庫入庫洪峰流量,m3/s;Q借m——借用水文站(庫)的洪峰流量,m3/s;F——水庫集水面積,km2;F借——借用水文站(庫)的集水面積,km2;2/3——經(jīng)驗(yàn)指數(shù)。
水庫觀測(cè)水文資料無法計(jì)算徑流深,但由于大西山水庫和龍王塘水庫流域相似,兩庫直線距離10.3km,河源距離3.8km且流域狀況基本一致,因此,這次產(chǎn)匯流方案借用龍王塘水庫預(yù)報(bào)方案。產(chǎn)流方案采用降雨徑流相關(guān)法(借用龍王塘水庫降雨徑流相關(guān)圖);洪峰流量推求采用凈雨深與洪峰流量(龍王塘水庫的洪峰流量通過面積比轉(zhuǎn)化為大西山水庫的洪峰流量)相關(guān),即峰量關(guān)系相關(guān)圖。
借用龍王塘水庫降雨徑流相關(guān)圖,見圖1。
峰量用龍王塘水庫與大西山水庫積水面積與洪峰流量關(guān)系線查得,較大頻率洪水由地區(qū)積水面積與洪峰流量關(guān)系線求得。以Qm為橫坐標(biāo),R為縱坐標(biāo),點(diǎn)繪Qm~R相關(guān)圖,見圖2。
圖1 降雨徑流關(guān)系圖
圖2 峰量相關(guān)圖
大西山水庫從2005年至2009年收集到15場(chǎng)次洪水資料和降雨資料。產(chǎn)流參數(shù)和前期影響雨量Pa的借用龍王塘水庫計(jì)算方法。用大西山水庫的資料分析、計(jì)算出各場(chǎng)次徑流深和入庫洪峰流量。用P+Pa~R相關(guān)圖,預(yù)報(bào)出徑流深;用峰量相關(guān)圖預(yù)報(bào)出洪峰流量。對(duì)大西山15次徑流深模擬結(jié)果,12次合格,徑流深預(yù)報(bào)合格率為80%;對(duì)洪峰流量模擬結(jié)果,11次合格,洪峰預(yù)報(bào)合格率為73.3%;按照《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范規(guī)定》,模擬結(jié)果均已達(dá)到乙級(jí)標(biāo)準(zhǔn),可用于作業(yè)預(yù)報(bào)。
由于小型水庫缺少長(zhǎng)期的水文觀測(cè)資料積累,即使有些水庫汛期觀測(cè)一些水文數(shù)據(jù),僅是為了當(dāng)時(shí)的水情報(bào)汛,過后也未能進(jìn)行資料整理而散失,沒有資料存檔。大連地區(qū)中型以上水庫有洪水預(yù)報(bào)方案,在這些大中型水庫附近的沒有預(yù)報(bào)方案的小型水庫,可以采用文中洪水預(yù)報(bào)方法。
[1]山東省水文總站.中小型水庫水文預(yù)報(bào)[M].北京:水利電力出版社,1979.
[2]李慧瓏,鄭濯清等.水文預(yù)報(bào)與計(jì)算[M].北京:水利電力出版社,1982.
[3]包為民.水文預(yù)報(bào)[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2006.