李健,康 江,馬宇熹
(濟南市防汛抗旱指揮部辦公室,山東 濟南 250099)
風險調度在玉符河流域中的運用
李健,康 江,馬宇熹
(濟南市防汛抗旱指揮部辦公室,山東 濟南 250099)
主要介紹濟南市在2013-07歷史同期最大降雨的情況下,根據天氣情況和工程運行情況,承擔一定的“風險”,靈活調度玉符河流域的臥虎山水庫、錦繡川水庫等防洪工程,既有效攔蓄寶貴的洪水資源,又最大限度保障了玉符河流域防汛安全,給濟南市人民生命財產安全和水生態文明市建設提供了有力保障。
濟南市;防洪調度;玉符河流域;錯峰削洪;洪水運用
玉符河位于濟南市西南部,是一條較大的季節性河道,發源于泰山北麓的濟南南部山區,經過濟南市歷城、長清、市中、槐蔭4區后,在槐蔭區的吳家鋪北店子匯入黃河。玉符河上游有錦繡川、錦陽川、錦云川3條支流,其中玉符河支流錦繡川中部建有錦繡川水庫,在三川匯合處建有臥虎山水庫。臥虎山水庫以下的玉符河干流河道總長為40.8km,流域面積為827.3km2。流域內大部為山區,上游地勢較高,水庫、塘壩眾多,防汛壓力較大。根據濟南市城市總體規劃,西部將建設現代化新城區,玉符河將成為連接西部新城、長清片區的紐帶。
1.1 臥虎山水庫
臥虎山水庫總庫容為1.19億m3,興利庫容為0.63億m3,水庫流域面積為557km2。水庫位于濟南市南部山區玉符河上游仲宮鎮境內,是一座具有防洪、灌溉、城市供水和回灌保泉功能的大型水庫。臥虎山水庫的防汛任務主要是保護濟南市區西部、津浦鐵路、京福高速、104國道和玉符河沿岸村莊和廠礦企業等。
臥虎山水庫流域內有中型水庫1座(錦繡川水庫),?。?)型水庫3座,?。?)型水庫20座,控制流域面積262.5km2,總庫容0.57億m3。水庫大壩壩頂高程為139.50m(1956年黃海高程),濟南市區西部大部分地區地面高程在30~50m之間。在水庫影響范圍內居住人口達上百萬,有重點廠礦10余個(中國重汽集團、山水集團等),軍用機場1座。
1.2 錦繡川水庫
錦繡川水庫總庫容為0.41億m3,興利庫容為0.37億m3,控制流域面積166km2,距臥虎山水庫17km。是一座集防洪、灌溉和城市供水功能為一體的中型水庫。錦繡川水庫流域內有?。?)型水庫1座,小(2)型水庫7座,控制流域面積48km2,總庫容0.34億m3。水庫大壩壩頂高程254.19m(1956年黃海高程),下游有濟南軍區干訓基地、歷城一中、仲宮鎮政府和臥虎山水庫,沿途有24個村莊、3.6萬村民。
濟南市2013年氣候不同于往常,據統計7月累計降雨量達到386.2mm,比常年同期的191.6mm增加了1倍,為歷史同期最大降雨量。玉符河上游所在的歷城區7月降雨量達到417.6mm,比常年同期的216.5mm多107.6%,降雨天數達23d。連續強降雨致使土壤含水率飽和,發生中等強度降雨也會產生較大徑流,玉符河上游水庫塘壩蓄水偏多,攔蓄能力基本飽和。水庫、塘壩、河道長期高水位運行,極易發生工程險情,防汛形勢異常嚴峻。表1為濟南市及各縣(市、區)2013-07降雨情況與歷年、去年降雨情況對比表。
由于受2013-07連續強降雨的影響,玉符河上游臥虎山、錦繡川水庫水位一直較高。濟南市防汛辦公室根據降雨情況、上游來水情況和下游河道現狀對工程進行多次調度,攔洪削峰,滯洪錯峰,既有效攔蓄了洪水資源,又盡可能減輕了下游損失。

表1 濟南市2013-07降雨情況對比表mm
3.1 加強調度,攔洪削峰
2013-07-23T03:00,濟南市南部山區開始遭強降雨襲擊,2h玉符河流域平均降雨近100mm。7時,強降雨導致錦繡川水庫上游錦繡川河道大量洪水匯入錦繡川水庫。其中,水庫洪峰流量達201m3/s,水庫水位上漲迅猛,水位上升最快時達到20cm/h,將很快超過汛限水位(248.5m),需要立即提閘泄洪。此時錦繡川水庫下游臥虎山水庫入庫流量也達到430m3/s的洪峰值,若錦繡川水庫泄洪,將與下游區間洪水疊加,這樣不僅會增加下游河道行洪壓力,也將大大增加臥虎山水庫的調洪壓力。經綜合分析兩水庫的調蓄能力、整個流域降雨產流和下游河道區間匯流情況以及玉符河行洪能力,濟南市防汛辦公室決定錦繡川、臥虎山兩水庫錯時泄洪。臥虎山水庫攔截洪峰1h后,8時開始提閘泄洪,下泄流量由10m3/s逐步增加至50m3/s(12時),待玉符河區間洪水消減后,再逐步增加到70m3/s。期間,下泄洪水一直控制在玉符河現狀安全行洪能力范圍內(80m3/s)。16時,臥虎山水庫入庫流量開始減小,水位回落,錦繡川水庫開始提閘泄洪,下泄流量控制在河道現狀安全行洪能力范圍內。
3.2 滯洪錯峰,確保安全
雖然2013-07-23T16:00錦繡川水庫開始提閘泄洪,但到28日水庫水位僅回落到249.27m,07-28T05:20,仍超汛限水位(248.50m)0.77m。28日凌晨3時許,濟南市南部山區再次遭遇強降雨,7時,錦繡川水庫出現第二次洪峰,入庫流量達164m3/s,調洪能力被進一步壓縮。經分析,在確保大壩安全的前提下,為最大限度減少下游損失,錦繡川水庫開始攔截二次洪峰。8時,臥虎山水庫出現第二次洪峰,入庫流量達214m3/s。為保下游安全,下泄流量仍控制在安全泄量范圍內,由于入庫流量一直居高不下,水庫水位繼續被推高,13時,為延緩水庫水位上升速度,臥虎山水庫將下泄流量由70m3/s逐步增加到100m3/s(18時)。17時,臥虎山水庫入庫流量開始減小,水位回落,錦繡川水庫開始逐漸加大泄量至50m3/s。期間錦繡川水庫最高水位249.94m,超汛中限制水位1.44m,距控制水位250.0m不足6cm。
3.3 分析水情,攔蓄洪水
2013-07-29T08:30,臥虎山水庫水位已上升到128.95m,超汛中限制水位1.95m,距控制水位僅差5cm,此時,水庫進出庫流量基本平衡。據氣象部門預報,29日下午到夜間濟南市還將有一次更強降雨過程,一方面要為迎接即將到來的暴雨洪水留出足夠的調洪庫容,確保水庫安全,另一方面還要盡最大努力減少下游損失,形勢變得異常嚴峻。經分析研判,臥虎山水庫29日8時下泄流量由100m3/s逐步增加到150m3/s。13時,水庫水位回落至128.88m,氣象部門分析,強降雨將在14時左右影響濟南,T13:30,再次加大泄量,由150m3/s逐步加大到180m3/s(30年來臥虎山水庫的最大泄洪流量)。17時,氣象部門分析,天氣形勢有所好轉,經綜合分析研判,決定下泄流量由計劃的200m3/s降低維持在180m3/s,根據后期天氣情況再作調整。
從2013-07-23開始,臥虎山水庫、錦繡川水庫就超汛中限制水位運行,按水庫調度方案08-01起即可執行汛中超蓄水位。濟南市防汛辦公室綜合分析降雨、上游來水以及天氣變化,為保證汛期結束后水庫的城市供水、農業灌溉和生態用水需求,決定在水庫工程安全范圍內,不影響水庫上下游安全的前提下,承擔一定風險。在07-23~08-01期間,對臥虎山水庫和錦繡川水庫汛限水位進行動態控制,適當高水位運行,最大限度地利用了洪水資源。
從以上調度過程可以看出,根據降雨、上游來水以及天氣變化,對玉符河流域2座水庫進行精細化調度,蓄水削峰,錯時行洪,既最大限度地保證了庫區和下游河道的安全,又最大限度地存蓄了洪水資源。濟南市防汛辦公室通過汛期運籌帷幄、及時預警、科學調度,充分發揮工程的防洪、調蓄等功能。既確保了工程安全,又最大限度地減輕災害損失,為促進濟南市經濟社會又好又快發展提供了有力支撐。
(責任編輯趙其芬)
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