吳澤華

(福建省水利水電科學(xué)研究院，福建 福州 350001)

傳統(tǒng)治水實(shí)踐中，洪水治理往往依托水庫(kù)大壩和河道防洪工程，屬于空間上的“末端治理”，未能充分發(fā)揮流域在暴雨產(chǎn)流過(guò)程的綜合調(diào)節(jié)能力，難以最大限度減緩洪澇災(zāi)害及進(jìn)行雨洪資源充分利用[1-2]?！皬V域滯洪庫(kù)容”則是在傳統(tǒng)水庫(kù)校核洪水位的上方進(jìn)行廣域延伸和廣義拓展，利用上游流域的丘陵溝谷和緩坡有利地形，建設(shè)可控閘門(mén)的低壩群，新增形成廣散分布并可隨機(jī)啟用的地表和地層臨時(shí)性存水單元體系，從而實(shí)現(xiàn)“精準(zhǔn)攔削洪峰”和增加雨洪資源蓄用的雙重效益。相對(duì)而言，“廣域滯洪庫(kù)容”理論是“系統(tǒng)治水”理念的有益實(shí)踐和探索[3-4]。

同時(shí)，研究將“廣域滯洪庫(kù)容”理論和技術(shù)原理應(yīng)用于福州溪源水庫(kù)，結(jié)合溪源溪流域現(xiàn)狀和溪源水庫(kù)下游防洪排澇安全問(wèn)題引發(fā)的防洪調(diào)度難題，提出在流域上游增設(shè)適度規(guī)模“廣域滯洪庫(kù)容”的解決思路，模擬分析其削減洪峰量值和遲滯洪水入庫(kù)時(shí)間對(duì)下游大學(xué)城的防洪排澇安全的有利影響，以及典型年度增加的雨洪資源蓄用量。驗(yàn)證了“廣域滯洪庫(kù)容”理論在洪水調(diào)度管理、水資源利用方面的可行性和優(yōu)勢(shì)。

1 “廣域滯洪庫(kù)容”理論基礎(chǔ)

1.1 “廣域滯洪庫(kù)容”理論及構(gòu)建方法

“廣域滯洪庫(kù)容”是以既有的傳統(tǒng)水庫(kù)為基礎(chǔ)，將單純水庫(kù)大壩庫(kù)區(qū)的洪水治理，擴(kuò)展到涉及整個(gè)上游流域空間的山水林草系統(tǒng)治理，因而增加了創(chuàng)新的思路和空間[5]。“廣域滯洪庫(kù)容”是以整個(gè)流域防洪安全和生態(tài)環(huán)境友好為前提，在傳統(tǒng)水庫(kù)校核洪水位上方，進(jìn)行廣域延伸和廣義拓展，構(gòu)建存水單元及其體系，形成廣義、高端的“傳統(tǒng)水庫(kù)+”，從而擴(kuò)大增加傳統(tǒng)水庫(kù)的防洪庫(kù)容和興利功能，提高流域防洪減災(zāi)能力水平和雨洪資源利用水平。

“廣域滯洪庫(kù)容”在傳統(tǒng)水庫(kù)之上的流域范圍內(nèi)新增3類存水單元：通過(guò)在水庫(kù)上游流域適宜的區(qū)域，采用工程手段新增帶閘低堰攔蓄，形成溝谷存水單元、低丘緩坡存水單元。

新增2類存水單元構(gòu)建方法主要包含以下幾個(gè)特點(diǎn)：

① 利用溝谷和低丘緩坡地形和地層存水，因地而建，散布在傳統(tǒng)水庫(kù)上游丘陵區(qū)域；

② 壩高矮(通常不大于10 m)、庫(kù)容小(小山塘或小Ⅱ庫(kù))，盡量減少工程造價(jià)，不需要移民征遷；

③ 下設(shè)可隨時(shí)啟閉的電控閘門(mén)，洪峰到達(dá)時(shí)關(guān)閉閘門(mén)，啟用滯洪庫(kù)容，達(dá)到精準(zhǔn)攔削洪峰目的，洪水過(guò)后逐漸放空庫(kù)容補(bǔ)給下游水庫(kù)，進(jìn)行水資源利用；

④ 蓄滿后可從壩頂溢洪匯入傳統(tǒng)水庫(kù)庫(kù)區(qū)，不產(chǎn)生安全影響。

新增的2類存水單元向地層及地下水滲入，形成新增地層存水單元。3類存水單元廣泛分布在流域集水區(qū)域內(nèi)，形成多種層次互相影響，從而構(gòu)成“廣域滯洪庫(kù)容”新增存水單元體系。

新增存水單元體系建造成本低，在暴雨期間，存水單元可以收集雨洪，若存水單元已被雨洪充滿，則溢流至低海拔處的存水單元或者最終匯聚至傳統(tǒng)水庫(kù)，不僅延緩雨洪到達(dá)傳統(tǒng)水庫(kù)的時(shí)間，而且減小了進(jìn)入傳統(tǒng)水庫(kù)的雨洪量。從流域產(chǎn)匯流的時(shí)間和空間雙尺度，增大傳統(tǒng)水庫(kù)的防洪庫(kù)容量，減輕傳統(tǒng)水庫(kù)在暴雨期間的防洪壓力。存水單元所收集的雨水在暴雨之后可以逐漸流入山溝或滲入地表層中或就地供給植物的根系，也可以基流和地下水徑流的形式補(bǔ)給傳統(tǒng)水庫(kù)，提高傳統(tǒng)水庫(kù)的防洪庫(kù)容量和興利庫(kù)容量，從而提高水資源合理利用的程度和水平?！皬V域滯洪庫(kù)容”理念將單純水庫(kù)大壩庫(kù)區(qū)的洪水治理，擴(kuò)展到涉及整個(gè)上游流域空間的山水林草系統(tǒng)治理，因而增加了創(chuàng)新的思路和空間。新增存水單元的3種形式如圖1所示。

圖1 “廣域滯洪庫(kù)容”存水形式示意

1.2 “廣域滯洪庫(kù)容”的調(diào)度管理方法

從流域整體優(yōu)化的角度出發(fā)，在保證下游防洪安全的基礎(chǔ)上，結(jié)合預(yù)報(bào)信息判定各水庫(kù)的蓄水時(shí)機(jī)及次序，以精準(zhǔn)攔削洪峰和雨洪資源蓄滯效益最大為目標(biāo)，提出一種“廣域滯洪庫(kù)容”與傳統(tǒng)水庫(kù)聯(lián)合蓄水策略。該策略充分利用“廣域滯洪庫(kù)容”作為補(bǔ)償庫(kù)容，達(dá)到“廣域滯洪庫(kù)容”與傳統(tǒng)水庫(kù)聯(lián)合對(duì)下游保護(hù)對(duì)象進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)度。

1) 汛限水位補(bǔ)償

傳統(tǒng)的汛限水位大多以年最大設(shè)計(jì)洪水為防洪調(diào)度依據(jù)，采用固定汛限水位，這種方法在過(guò)去雨水情預(yù)報(bào)體系不健全，預(yù)報(bào)手段不先進(jìn)的條件下，是偏于安全的設(shè)計(jì)方式，但也因此使水庫(kù)處于超標(biāo)準(zhǔn)安全狀態(tài)，水資源得不到充分利用[6-7]。研究通過(guò)合理調(diào)度“廣域滯洪庫(kù)容”，以上游“廣域滯洪庫(kù)容”作為補(bǔ)償庫(kù)容，以洪水調(diào)控能力較大、距離防洪區(qū)較近的傳統(tǒng)水庫(kù)作為被補(bǔ)償水庫(kù)，將補(bǔ)償庫(kù)容換算為被補(bǔ)償水庫(kù)的可利用的防洪庫(kù)容，進(jìn)而提高被補(bǔ)償庫(kù)的汛限水位控制值。

“廣域滯洪庫(kù)容”位于傳統(tǒng)水庫(kù)上游，與傳統(tǒng)水庫(kù)共同承擔(dān)一個(gè)防洪目標(biāo)，“廣域滯洪庫(kù)容”蓄水時(shí)，將削減傳統(tǒng)水庫(kù)的入庫(kù)流量，若有效調(diào)度，可一定程度降低下游傳統(tǒng)水庫(kù)的入庫(kù)洪水標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而有條件提高傳統(tǒng)水庫(kù)的汛限水位，緩解防洪壓力的同時(shí)，最大程度利用洪水資源。

2) “廣域滯洪庫(kù)容”作為“可控動(dòng)庫(kù)容”可以精準(zhǔn)攔削洪峰

若降雨最大時(shí)刻為T(mén)1，入庫(kù)洪峰的到來(lái)時(shí)刻為T(mén)2(如圖2所示)，“廣域滯洪庫(kù)容”的開(kāi)啟時(shí)間Tx在最大降雨發(fā)生之后洪峰到來(lái)之前，即Tx位于T1和T2之間?！皬V域滯洪庫(kù)容”啟用后，可以攔蓄徑流削減洪峰，削減的洪量V等于“廣域滯洪庫(kù)容”的容量，相當(dāng)于將“廣域滯洪庫(kù)容”作為下游傳統(tǒng)水庫(kù)可利用的防洪庫(kù)容。如此，傳統(tǒng)水庫(kù)有充足的條件和能力調(diào)蓄徑流，控制下游河道水位，保證下游保護(hù)區(qū)洪澇水量的順利排除。

圖2 “廣域滯洪庫(kù)容”精準(zhǔn)攔削入庫(kù)洪峰示意

“廣域滯洪庫(kù)容”的開(kāi)啟時(shí)間是非常重要的參數(shù)，受來(lái)水情況、流域特征參數(shù)、“廣域滯洪庫(kù)容”布置情況因素影響。設(shè)x為廣域水庫(kù)開(kāi)啟時(shí)間到洪峰到來(lái)時(shí)間的差值，影響x的因素包括流域形狀、地形坡度等影響產(chǎn)匯流時(shí)間的因素，還包括“廣域滯洪庫(kù)容”設(shè)置和容量，區(qū)間入流情況等。若流域平均匯流時(shí)間T1-T2越大，則x越大；可調(diào)節(jié)“廣域滯洪庫(kù)容”的位置越靠近傳統(tǒng)水庫(kù)，x越??；“廣域滯洪庫(kù)容”越大，x越大。為了充分發(fā)揮“廣域滯洪庫(kù)容”的精準(zhǔn)攔削洪峰效益，需要充分考慮流域特點(diǎn)、“廣域滯洪庫(kù)容”布置情況以及來(lái)水特點(diǎn)制定調(diào)度方案。

預(yù)報(bào)條件下的“廣域滯洪庫(kù)容”精準(zhǔn)攔削洪峰調(diào)度是一種充分利用洪水預(yù)報(bào)，達(dá)到水庫(kù)錯(cuò)峰、提高水庫(kù)防洪庫(kù)容利用效率的防洪優(yōu)化調(diào)度方式[8]。需要充分的降雨預(yù)報(bào)信息才能確定最優(yōu)的“廣域滯洪庫(kù)容”的啟用時(shí)間，充分使用“廣域滯洪庫(kù)容”的補(bǔ)償調(diào)節(jié)作用，最大限度的錯(cuò)峰和削峰，保障下游傳統(tǒng)水庫(kù)防洪安全，解決下游保護(hù)區(qū)的防洪排澇問(wèn)題。

3) “廣域滯洪庫(kù)容”調(diào)度可增加雨洪資源蓄滯

在汛期洪水量不大，防洪安全影響可控的前提下，“廣域滯洪庫(kù)容”的另一個(gè)重要調(diào)度管理功能是增加雨洪資源蓄滯。即在汛期洪水量不大，防洪安全影響可控的前提下，“廣域滯洪庫(kù)容”啟用時(shí)間可以相應(yīng)前移，確保傳統(tǒng)水庫(kù)和上游“廣域滯洪庫(kù)容”達(dá)到滿蓄，盡量實(shí)現(xiàn)增加雨洪資源蓄滯。

2 “廣域滯洪庫(kù)容”理論在溪源水庫(kù)的應(yīng)用

2.1 溪源水庫(kù)防洪問(wèn)題

溪源水庫(kù)位于閩江下游南港的一小支流上，壩址以上匯水面積為83.6 km2，河長(zhǎng)為20 km，河道比降為30‰。水庫(kù)所在流域地處中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均降水量為1 394 mm，且年內(nèi)分配不均，多集中于4—9月的梅雨和臺(tái)風(fēng)雨季節(jié)。溪源水庫(kù)壩址以上流域洪水陡漲陡落，下游為福州大學(xué)城上街片，是保護(hù)大學(xué)城上街片的重要防洪工程。溪源水庫(kù)攔河壩為砌石拋物線雙曲拱壩，按100年一遇洪水設(shè)計(jì)，1 000年一遇洪水較核，設(shè)計(jì)洪水位為105.58 m，校核洪水位為107.44 m，總庫(kù)容為2 428萬(wàn)m3。由于大學(xué)城上街片是福建省的暴雨中心區(qū)，且地勢(shì)平坦，高程較低，內(nèi)有溪源溪由北向南貫穿全境，外有閩江頂托，澇水經(jīng)常不能自排，需要由排澇站抽排才能解決，這給上游溪源水庫(kù)的泄洪提出很高的要求，在臺(tái)風(fēng)暴雨季節(jié)存在極大的洪澇災(zāi)害隱患。

2.2 溪源水庫(kù)上游適度“廣域滯洪庫(kù)容”構(gòu)建

根據(jù)“廣域滯洪庫(kù)容”的設(shè)置理念，以“小、多”為布置原則，結(jié)合流域特點(diǎn)、溪源水庫(kù)防洪庫(kù)容、場(chǎng)次洪水流量等進(jìn)行適度“廣域滯洪庫(kù)容”構(gòu)建的分析和設(shè)定。

根據(jù)鲇魚(yú)臺(tái)風(fēng)(10年一遇)下游防洪排澇需求，以消減洪峰2 h區(qū)間內(nèi)50%～60%流量為目標(biāo)，提出在流域上游增設(shè)20個(gè)、總庫(kù)容約330萬(wàn)m3的“廣域滯洪庫(kù)容”，約占溪源水庫(kù)防洪庫(kù)容的20%～30%，“廣域滯洪庫(kù)容”壩高規(guī)模在10～15 m，庫(kù)容為10～30萬(wàn)m3，根據(jù)1：1萬(wàn)溪源水庫(kù)流域地形圖，通過(guò)GIS生成DEM高程數(shù)據(jù)，構(gòu)建三維立體成像圖輔助分析選址。低壩設(shè)置電子自動(dòng)控制閘門(mén)，可在洪峰到來(lái)時(shí)刻前自動(dòng)開(kāi)啟，洪峰過(guò)后則逐步開(kāi)啟閘門(mén)放空“廣域滯洪庫(kù)容”，放空時(shí)間不大于12 h。圖3為溪源水庫(kù)上游“廣域滯洪庫(kù)容”構(gòu)建方案示意。

圖3 溪源水庫(kù)上游“廣域滯洪庫(kù)容”構(gòu)建方案示意

3 “廣域滯洪庫(kù)容”聯(lián)合溪源水庫(kù)調(diào)洪數(shù)值模擬

3.1 模擬方法

采用水文模型和水動(dòng)力學(xué)模型相結(jié)合的方法驗(yàn)證“廣域滯洪庫(kù)容”防洪和水資源利用方面的價(jià)值。

3.1.1水文模型NAM模型

利用NAM模型為各河段提供沿程的旁側(cè)入流，以滿足NAM模型與MIKE11水動(dòng)力模型耦合計(jì)算的需要。

1) 為分析廣域滯洪庫(kù)容年際產(chǎn)、匯流調(diào)蓄及場(chǎng)次洪水調(diào)蓄的效果，便于后續(xù)工況流域內(nèi)不同分布的情景設(shè)計(jì)，將溪源水庫(kù)流域劃分為10個(gè)面積大小相近、流域特征類似的小尺度匯水分區(qū)，作為廣域滯洪庫(kù)容后期工況設(shè)計(jì)的單元控制匯水范圍。具體劃分結(jié)果見(jiàn)圖4所示。

2) 降雨數(shù)據(jù)采用泰森多邊形分割后的9個(gè)雨量站(壩頭、白葉限、坑口、里洋、前山、青光坪、陶洋、溪南、溪源宮)2014—2018年降雨實(shí)測(cè)整編資料。

3) 蒸發(fā)采用中國(guó)氣象數(shù)據(jù)中心提供的《中國(guó)地面國(guó)際交換站氣候資料日值數(shù)據(jù)集(V3.0)》福州閩侯氣象站的蒸發(fā)數(shù)據(jù)。

取2014—2016年日降雨量、日均蒸發(fā)量、日均實(shí)測(cè)流量輸入模型，進(jìn)行模型參數(shù)率定；取2017—2018年日降雨量、日均蒸發(fā)量、日均實(shí)測(cè)流量對(duì)率定的模型進(jìn)行驗(yàn)證。

3.1.2MIKE 11 HD模型構(gòu)建

1) 按照廣域滯洪庫(kù)容計(jì)算精度劃分河網(wǎng)結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖5所示)。

2) 模型邊界

上游開(kāi)邊界：實(shí)測(cè)未降雨期入庫(kù)流量約為1 m3/s，假定子流域平均分配，均為0.1 m3/s。

區(qū)間入流邊界：取率定、驗(yàn)證后的NAM降雨徑流模擬的設(shè)計(jì)降雨—徑流作為流量邊界(m3/s)。

下游開(kāi)邊界：即水庫(kù)水位邊界，取實(shí)測(cè)水位值(m)。

3) 模型斷面：根據(jù)DEM數(shù)字高程提取河道橫斷面。

4) 模型河床糙率M：溪源水庫(kù)庫(kù)區(qū)屬于山區(qū)多礫石河道特征取M=35(M=1/m，m約為0.03)。

5) 模型水工建筑物：設(shè)計(jì)工況下的蓄水單元(蓄洪區(qū)、壩或堰等)。

圖5 水動(dòng)力河網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意

3.1.3MIKE 21 HD模型構(gòu)建

1) 地形數(shù)據(jù)

根據(jù)溪源水庫(kù)水下地形12.5 m×12.5 m DEM數(shù)據(jù)，建立MESH文件，網(wǎng)格劃分見(jiàn)圖6，網(wǎng)格數(shù)量為3 687，最小網(wǎng)格面積為20 m×20 m。

2) 邊界條件

開(kāi)邊界條件即水域邊界條件。本研究開(kāi)邊界即：入庫(kù)流量(入庫(kù)流量根據(jù)不同工況采用NAM模型及MIKE11HD計(jì)算得到的入庫(kù)流量過(guò)程)。

閉邊界條件即陸地邊界條件，取滑動(dòng)陸地邊界即法向流速為0 m/s。

3) 庫(kù)底糙率M

溪源水庫(kù)庫(kù)區(qū)屬于山區(qū)多礫石河道特征，取M=35(M=1/m，m約為0.03)。

4) 初始條件

取水位為其實(shí)測(cè)水庫(kù)蓄水位(m)。

庫(kù)區(qū)庫(kù)面平展，非洪水及泄洪狀態(tài)下，流速較小，故取初始條件流速Ux、Uy取0 m/s。

3.2 “廣域滯洪庫(kù)容”精準(zhǔn)攔削入庫(kù)洪峰分析

以2016年“鲇魚(yú)”臺(tái)風(fēng)在福州市降雨過(guò)程為例，圖6是增設(shè)20個(gè)帶調(diào)節(jié)閘堰，形成“廣域滯洪庫(kù)容”調(diào)節(jié)后對(duì)洪峰的消減過(guò)程。

圖6 “廣域滯洪庫(kù)容”攔削“鲇魚(yú)”入庫(kù)洪峰過(guò)程示意

1) “鲇魚(yú)”調(diào)洪過(guò)程中，廣域滯洪庫(kù)容共攔蓄301.4萬(wàn)m3，相對(duì)于鲇魚(yú)臺(tái)風(fēng)總洪量為3 524.8萬(wàn)m3，總洪量減小為3 223.4萬(wàn)m3，攔蓄率約8.8%；相對(duì)于洪峰發(fā)生時(shí)刻前后2 h的區(qū)間總?cè)霂?kù)流量為637萬(wàn)m3，攔蓄率達(dá)到約47.6%。

2) 相對(duì)于鲇魚(yú)臺(tái)風(fēng)入庫(kù)洪峰最大值834.84 m3/s，經(jīng)廣域滯洪庫(kù)容攔蓄削峰后最大值為683.95 m3/s，最大洪峰值減小150.89 m3/s，峰值削減比例達(dá)到約18.06 %。

綜上所述，“廣域滯洪庫(kù)容”采用帶可控閘門(mén)的堰在洪峰時(shí)刻進(jìn)行操作，可以集中削減進(jìn)入水庫(kù)的山洪洪峰，對(duì)于水庫(kù)的防洪安全管理有較明顯的意義和效果。

3.3 “廣域滯洪庫(kù)容”與溪源水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度防洪分析

1) 鲇魚(yú)臺(tái)風(fēng)調(diào)洪過(guò)程中，溪源水庫(kù)在壩址原有下泄流量120 m3/s的泄洪洞全開(kāi)的情況下。洪峰期產(chǎn)生最大下泄流量260 m3/s匯入下流大學(xué)城。而模擬設(shè)置廣域滯洪庫(kù)容330萬(wàn)m3參與調(diào)峰調(diào)度時(shí)，產(chǎn)生遲滯洪水入庫(kù)時(shí)間為3 h，調(diào)蓄后下泄洪量可控制不大于120 m3/s，遠(yuǎn)低于調(diào)度方案控制下泄流量260 m3/s的要求，下泄流量削減率為53.8%。鲇魚(yú)臺(tái)風(fēng)調(diào)洪過(guò)程示意見(jiàn)圖7。

2) 2018年溪源水庫(kù)立項(xiàng)研究，在壩址原有120 m3/s的泄洪洞基礎(chǔ)上，庫(kù)內(nèi)新增設(shè)一個(gè)設(shè)計(jì)流量為286 m3/s的泄洪洞。新泄洪洞直排閩江而不匯入大壩下游河道，可以緩解長(zhǎng)期受困擾的下游大學(xué)城防洪排澇問(wèn)題。但是，新增泄洪洞方案在遭遇特大洪水工況下，下游大學(xué)城防洪排澇仍有較大不利影響。而采用廣域滯洪庫(kù)容參與新增泄洪洞方案進(jìn)行防洪調(diào)度管理，則可起到很好的調(diào)節(jié)效果。通過(guò)防洪調(diào)度管理數(shù)值模擬計(jì)算，可以得到如下結(jié)果。

百年一遇調(diào)洪過(guò)程中，在洪峰期產(chǎn)生溢洪道最大下泄流量260 m3/s+原泄洪洞120 m3/s，合計(jì)最大下泄流量380 m3/s匯入下流大學(xué)城。而廣域滯洪庫(kù)容設(shè)置的額外庫(kù)容約為330萬(wàn)m3參與調(diào)度時(shí)，廣域滯洪庫(kù)容在洪峰時(shí)段啟用后，產(chǎn)生遲滯洪水入庫(kù)時(shí)間為1 h，可單純用新設(shè)泄洪洞直排閩江滿足調(diào)洪要求，不產(chǎn)生下泄至下游大學(xué)城的流量。對(duì)比大學(xué)新區(qū)設(shè)計(jì)澇水流量成果表，下泄流量的削減大致相當(dāng)于下游洪峰流量重現(xiàn)期從50年一遇削減為10年一遇。

千年一遇調(diào)洪過(guò)程中，在洪峰期最大產(chǎn)生溢洪道1 919 m3/s+原泄洪洞120 m3/s，合計(jì)下泄流量2 039 m3/s 匯入下流大學(xué)城。而廣域滯洪庫(kù)容設(shè)置的額外庫(kù)容約為330萬(wàn)m3參與調(diào)度時(shí)，廣域滯洪庫(kù)容在洪峰時(shí)段啟用后，產(chǎn)生遲滯洪水入庫(kù)時(shí)間為0.4 h，最大下泄流量1720 m3/s匯入下流大學(xué)城，洪峰削減量319 m3/s，削峰率為15.6%。

3.4 “廣域滯洪庫(kù)容”水資源效益分析

按擬定的20個(gè)調(diào)節(jié)堰與溪源水庫(kù)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)度，遇到單次強(qiáng)降雨結(jié)束，堰蓄滿后，開(kāi)啟電動(dòng)閘門(mén)，將調(diào)節(jié)堰的雨洪下泄到溪源水庫(kù)或供給其他水資源利用，可增加供水能力、下泄生態(tài)流量或發(fā)電收益。

將2014年降雨-徑流過(guò)程根據(jù)降雨大小、歷時(shí)及間隔時(shí)間(按相鄰降雨間隔時(shí)間至少12 h以上，保證下次降雨前“空庫(kù)”，否則假定為一場(chǎng)連續(xù)長(zhǎng)系列降雨，保守的估計(jì)蓄水量)作為劃分依據(jù)，劃分為7次過(guò)程，降雨過(guò)程及劃分過(guò)程見(jiàn)圖8。

圖8 溪源水庫(kù)模擬計(jì)算流量示意

由計(jì)算結(jié)果可知，2014年蓄滿—空庫(kù)周期為7次，在溪源水庫(kù)或其他水資源利用方案合理調(diào)控下，可增加利用總蓄水量達(dá)到2 310萬(wàn)m3，在增加發(fā)電、補(bǔ)充供水、增加生態(tài)下泄流量等方面具有顯著的水資源效益。

4 結(jié)論與展望

1) “廣域滯洪庫(kù)容”理論是實(shí)現(xiàn)流域綜合治水的技術(shù)理論。本文將“廣域滯洪庫(kù)容”理論和技術(shù)原理應(yīng)用于福州溪源水庫(kù)，通過(guò)在流域上游模擬適度規(guī)?！皬V域滯洪庫(kù)容”，結(jié)合溪源溪流域現(xiàn)狀和水庫(kù)下游防洪排澇安全實(shí)際問(wèn)題，建立虛實(shí)結(jié)合的數(shù)學(xué)模型，分析其削減洪峰量值和遲滯洪水入庫(kù)時(shí)間對(duì)下游大學(xué)城防洪排澇安全的有利影響，以及典型年度增加的雨洪資源蓄用量，驗(yàn)證了“廣域滯洪庫(kù)容”理論在洪水調(diào)度管理、水資源利用方面的可行性和優(yōu)勢(shì)。

2) “廣域滯洪庫(kù)容” 理論作為流域綜合治水的技術(shù)理論，在降雨量大或小的南、北方區(qū)域均有應(yīng)用效益和價(jià)值。在臺(tái)風(fēng)暴雨頻發(fā)、降雨量大的南方地區(qū)，其應(yīng)用效益主要體現(xiàn)為增強(qiáng)水庫(kù)下游防洪排澇安全的效益；在降雨量相對(duì)較小的北方地區(qū)，其應(yīng)用效益主要體現(xiàn)為增加水資源利用效益，同時(shí)也能提高在偶發(fā)極端降雨條件下，水庫(kù)下游的防洪排澇安全保障。

3) “廣域滯洪庫(kù)容”理論將具有良好應(yīng)用和推廣前景，可供大量的傳統(tǒng)水庫(kù)防洪調(diào)度管理借鑒和指導(dǎo)水庫(kù)防洪安全補(bǔ)短板項(xiàng)目規(guī)劃實(shí)施，也可應(yīng)用于指導(dǎo)新建水庫(kù)在更廣闊的水庫(kù)上游流域，以適度成本構(gòu)建“廣域滯洪庫(kù)容”這種“可控動(dòng)庫(kù)容”，化解水庫(kù)庫(kù)區(qū)大量移民征地的難題。