臥虎山水庫洪水預報的編制及應用

杜雪梅，丁素媛，竇 冰

（濟南水文水資源勘測局，山東 濟南 250014）

臥虎山水庫位于濟南市玉符河的中游、歷城縣仲宮鎮(zhèn)以下3km干流上，距濟南市25km。由于水庫北臨濟南市，西靠津浦鐵路，張莊飛機場等，位置十分重要，萬一水庫的大壩出險，將給水庫下游和濟南市人民的生命財產造成極大的損失。近年來，隨著人類活動對環(huán)境影響的增大，臥虎山水庫流域下墊面情況發(fā)生了較大變化，水庫原預報方案已不能滿足現(xiàn)在運行的要求。為防患于未然，保障濟南市人民生命財產的安全，2010年重新修訂了《臥虎山水庫洪水預報方案》。并針對濟南市2010年雨水較往年偏多的特點，利用此洪水預報方案，對汛期兩場大雨進行了預報，預報結果基本符合實際。

1 洪水預報方案的主要內容

方案編制時，在1991年原編制方案的基礎上補充了1992—2008年的資料，并對原分析值進行了部分修改。方案分為三大部分：一是對流域自然地理特征、流域內水利工程概況進行了描述。二是介紹了臥虎山水庫測站情況。三是對臥虎山水庫預報方案進行了分項說明，詳細闡述了產流方案、匯流方案、預報方案如何使用、方案的合理性檢查、評定及方案適應能力分析。方案后附有大量的圖表，以便于查詢預報使用。這些圖表對研究分析臥虎山水庫流域的洪水狀況提供了依據(jù)，但是，由于本流域范圍廣，近50年的資料年限跨度大，下墊面條件變化多等因素，預報精度不高，實際應用需多方考慮才能定論。

2 洪水預報方案的應用

2.1 來水情況預報

2010年8月13日接到省氣象臺天氣預報，13日—14日將有大到暴雨，需要對臥虎山流域水情進行預報。通過水利局水情科了解到，臥虎山水庫除險加固工程正在進行，現(xiàn)溢洪道無閘門控制，如果未來的降雨使得臥虎山水庫水位超過汛限水位，將對下游河道構成威脅。取臥虎山水庫8月8日—12日上游4個雨量站的降雨情況進行分析（如表1）：

表1 臥虎山水庫流域4個水文站的降雨量表 mm

由表1可見，降雨集中在臥虎山水庫西南部。通過調查，臥虎山水庫上游來水情況如下：至8月13日9時，錦繡川水庫進水僅30萬m3，庫容剛過死庫容，蓄水量較少；錦陽川上游大會和亓城水庫還差2m到汛限水位；錦云川上游八大嶺水庫還差1m到汛限水位。因此，臥虎山水庫此次降雨應扣除錦繡川水庫流域面積170km2，參與計算的流域面積為384km2，通過計算，臥虎山水庫8月8日—13日降雨-水位關系如表2示。

據(jù)以上實測資料分析，此次臥虎山流域平均降雨量為83mm，暴雨中心在臥虎山水庫庫區(qū)周圍，水庫水位上升2.17m，庫容增加246萬m3。

臥虎山水庫溢洪道堰頂高程為121.66m，以現(xiàn)有水位113.72m推算，水庫來水超過1800萬m3，將到達汛限水位。根據(jù)水情信息中心修訂的臥虎山水庫站降雨-徑流關系曲線及洪水預報軟件分析，若水位上升至汛限水位，臥虎山水庫流域未來幾小時平均降雨量需要達到100～150mm。

表2 臥虎山水庫降雨-水位關系表

查詢中央氣象臺預報，13日6時，渤海黃海出現(xiàn)6～8級大風，濟南未來降雨會受此氣漩影響，但考慮當時氣候因素，預計強降雨過程不會持續(xù)很長時間，臥虎山流域全流域產流，徑流深達到40mm以上的情況出現(xiàn)的機率不大，如果不出現(xiàn)極端天氣情況，對除險加固工程不會造成影響。

2.2 洪水情況預報

據(jù)氣象預報，2010年8月19日左右將有強降雨出現(xiàn)，對此需要進行洪水預報。

首先分析歷史資料，2001—2010年10年間的7月下旬（每年的7月21日至7月28日）和8月上旬（每年的8月1日至8月10日）降雨量情況分析如表3：

表3 降雨量實測值 mm

分析表3可見，7月下旬臥虎山流域降水偏少，8月上旬突增。這是因為8月9日以來的降雨，受四號臺風“電母”影響，副熱帶高壓加充足的水氣條件產生強降雨。

據(jù)濟南市雨量發(fā)布平臺統(tǒng)計，8月19日降大暴雨，僅19日4時至20日4時，臥虎山流域相關各雨量站雨量如下：臥虎山水庫109mm，柳埠71mm，南高而98mm，西營84mm，棗林130mm，東泉瀘128mm，錦繡川71mm，窩鋪89mm。臥虎山水庫水位突漲，除險加固工程正在進行，閘門處于全開狀態(tài)，一旦水位越過溢洪道底高程，將會對下游造成影響。經預測，本次降雨可產生20～25mm的徑流深，會產生760～960萬m3的水，加上前期來水643萬m3，水庫將會有1400～1600萬m3的進水，距離警戒庫容，還差600萬m3左右。若后期有連續(xù)暴雨，需引起高度重視。根據(jù)預報，防汛指揮部的領導非常重視，命令及時撤出施工隊伍，并采取相應措施，啟動應急預案，以備水位越溢洪道泄流的情況出現(xiàn)。

2010年19日至27日，連降大到暴雨，22日6時，臥虎山水庫入庫流量33.2m3/s，還差500多萬立方米的溢洪道泄流，預計60h左右達到。24日19時45分，臥虎山水庫開始溢洪，與估計時間相同。

8月19日的強降雨說明，對天氣的認識不足，將會導致預報產生誤差。2010年8月下旬的降雨也是近10年中降雨量最大、持續(xù)時間最長的一次，屬于極端天氣情況。此次降雨歷時長、雨強小，對驗證洪水預報方案起到了很大的幫助作用。

3 結語

通過2010年對臥虎山水庫來水情況的預報及分析，若使預報數(shù)據(jù)準確，需要注意以下幾個方面：

1）關注天氣。洪水預報和天氣息息相關，對天氣情況的估計不足，直接影響到洪水預報的準確與否。2010年對8月下旬降雨的估計不足，就導致預報失準。2010年的降雨集中在8月下旬，這與常提到的“七下八上”雨水充足的說法不相符，如果憑經驗來定，預報肯定會出現(xiàn)很大差異。因此，要準確進行洪水預報，就需要增加氣象知識的積累，加強與氣象部門的聯(lián)系，提前通過氣象預報來進行洪水預報。

2）掌握流域變化情況。由于洪水預報參考的資料都是十幾年甚至是幾十年所累積的，這期間，流域內下墊面情況變化復雜，原來的結論不能直接用以推斷現(xiàn)在的水情，需要加以分析和換算得出結論。

3）了解水利工程指標的變化。歷年來，臥虎山水庫曾進行多次除險加固，水庫的水利工程各項指標變化很大。相應的庫容、水位等許多水利要素需隨之進行調整，以適應當前情況的變化。

4）洪水預報精度有待提高。根據(jù)洪水預報方案可進行短期洪水預報，但進行中長期洪水預報有待于繼續(xù)研究，因為中長期水文預報對水利工程規(guī)劃建設將起到更加重要的作用，對節(jié)省人力、物力、財力，保障人民生命財產的安全至關重要。