跋山水庫2011年“07.03”洪水預報淺析

韓玉冬 崔守國 劉永華

一、流域基本情況

跋山水庫位于淮河流域跋山與白臘頂之間的沂河干流上，控制流域面積1779km2,河道干流坡度2.07‰,總庫容 5.28×108m3,興利庫容 2.67×108m3，位居山東省第三。壩頂高程185.65m，溢洪閘為16孔10×7.5m鋼質弧形閘門，閘底高程171.00m，最大泄量12301m3/s。流域內建有大、中型水庫各一座，分別為田莊、紅旗水庫，控制流域面積444.4km2。小型水庫45座，總控制面積236.7km2。本流域共設報汛站6處，分別為田莊、紅旗、悅莊、東里店、輝泉、跋山。依據年汛期控制運用方案，汛中限制水位175.00m，汛中允許超蓄水位176.50m，汛末蓄水位176.50m，允許最高水位180.13m。

跋山水庫于1959年10月動工興建，1960年5月建成蓄水，是一座集防洪灌溉、水力發電、淡水養殖、旅游等綜合利用的大Ⅱ型水庫。水庫樞紐工程主要包括大壩、溢洪閘、東西漿砌石壩、放水洞、電站等。

二、預報方案概況

本站洪水預報方案由產流方案、匯流方案和調洪方案組成，其中：產流方案采用降雨徑流相關圖（P～Pa～R），匯流方案采用峰量關系相關圖（R～Tc～Qm），均為乙等方案；調洪方案采用高切林簡化調洪圖解曲線。每年汛期，當流域一次平均降雨量超過50mm時，都要及時開展洪水作業預報，推算出入庫洪峰流量、庫內最高水位、最大泄量等洪水要素值及相應發生時間，為防汛調度提供科學依據。

三、洪水作業預報

1.流域內暴雨概況及特征分析

受冷暖氣流共同影響，流域內普降暴雨，局部大暴雨，截至3日6時，流域平均雨量78mm，各站最大降雨強度出現時間不同步，降水量分布不均，主要集中在下游，分別為：田莊54mm，紅旗 54mm，悅莊 89mm，東里店 71mm，輝泉 26mm，跋山 166mm。流域平均前期影響雨量為14.5mm，主要降水歷時10h。至3日12時，流域降雨完全停止，前期影響雨量20.0mm，流域平均雨量88.0mm，分別為：田莊58mm，紅旗65mm，悅莊92mm，東里店 83mm，輝泉 33mm，跋山196mm。

2.計算機軟件校核

根據該站流域特征，編制了基于VB和Microsoft Access數據庫的跋山水庫洪水預報程序。見圖1。

3.洪水預報結果

3日6 時，流域平均雨量達到78mm，本站降水基本停止，根據流域上游水利工程以及前期降雨情況，結合本次暴雨的特征進行分析，預報本場洪水總量為1335萬m3，入庫洪峰流量320m3/s，洪峰出現時間為3日14時。庫內水位3日6時明顯起漲，起漲水位173.63m，相應蓄水量16810萬m3，輸水洞泄流量15m3/s。

直接查降雨徑流及峰量關系相關圖，得徑流深R=34.0mm，入庫洪峰流量Qm=1000m3/s，洪水總量W=4539萬m3。考慮到前期降雨及本次雨強，對徑流深R進行了修正，采用R=34×0.3＝10.2mm，最終預報結果為：入庫洪峰流量Qm=320m3/s（7月3日1時），洪水總量W=1335萬m3，預報洪水入庫后不溢洪時最高水位174.20m，相應蓄水量18150萬m3，出現時間為5日6時。實測本次洪水總量3650萬m3，入庫洪峰345m3/s，洪峰出現時間為3日9時，6日8時庫內最高水位174.61m，相應蓄水量19116萬m3，輸水洞泄流量30m3/s。

表1 跋山水庫2011年“07.03”洪水作業預報精度評定表

表2 跋山水庫2011年“07.03”降雨徑流成果表

四、預報精度評定

洪水過后，及時對入庫洪水過程進行了反推，并依據《水文情報預報規范》（SL250－2000），對洪水作業預報的精度進行評定，見表1。

由表1可以看出，“07.03”洪水作業預報洪峰流量與實測值基本吻合，主要問題是預報洪水總量偏小，入庫洪峰出現時間晚，原因為暴雨中心在下游，導致實測入庫洪峰出現較早；由于場次降水歷時長，土壤飽和，預報作業后，流域繼續降雨產生的徑流量未能及時作出預報，漲水過程中，上游田莊水庫溢洪，洪峰流量90m3/s，水量疊加，至水庫漲平，累計入庫水量3650萬m3。

五、降雨徑流成果

本著“大洪水不漏，小洪水不湊”的原則，為了提高今后的洪水作業預報精度，及時對“07.03”這場洪水的降雨徑流關系進行了分析，并補充到本站洪水預報方案中。洪水水位過程線、入庫洪水過程線分別見圖2和圖3，降雨徑流成果見表2。

由圖2、圖3可以看出，“07.03”洪水，流量過程線形狀漲陡落緩，漲水段水量約占總來水量的2/5。由表2可知，本場洪水暴雨強度不大、暴雨中心位于下游，致使入庫洪峰較早，由于上游水庫溢洪，洪水疊加，致使洪水歷時較長，最高水位出現時間較晚。

六、預報經驗體會

本站產匯流方案均為經驗相關圖，查圖求得的徑流深、洪峰流量反映的是多次洪水的一種平均狀況。洪水作業預報時，一般要對查圖值進行修正，尤其是要對徑流深進行修正。徑流深求得的準確與否直接決定著洪水預報的成敗。而徑流深修正系數的確定十分復雜，受流域平均雨量大小、前期影響雨量大小、暴雨強度、洪水發生階段（汛初、汛中、汛末）、降雨過程、上游水利工程蓄水等眾多因素影響。這就要求預報人員必須熟悉情況，積累經驗，具體問題具體分析，靈活掌握“查與修”的關系。通過分析，由于上游田莊水庫溢洪，“07.03”洪水預報徑流深修正系數取用出現偏差，導致預報的洪水總量和最高水位與實測不符。

以前本站洪水作業預報成果均為洪水總量預報、洪峰預報、峰值預報，預報手段也全靠人工查算。為提高預報精度和時效，編制了基于VB和Microsoft Access的數據庫的跋山水庫洪水預報程序，比較準確地預報了本次洪峰，結合本次預報經驗，以后應繼續完善預報程序