王鶴翔
(遼寧省供水局,沈陽 110003)
遼寧省水庫抗雨能力計算分析
王鶴翔
(遼寧省供水局,沈陽 110003)
為了提高防汛的主動性,深入分析水庫的防洪能力。在汛期,如何從被動防汛轉化為主動防汛,更好的分析水庫的防洪能力,以做到科學調度,提前預泄部分庫容,以更好的迎接洪水。文章結合水庫流域內的水情自動測報系統,建立了土壤含水量與徑流系數關系,分析計算了遼寧省27座大型水庫的抗暴雨能力。實例研究表明,本方法具有很強的時效性和可操作性,可以為防洪決策提供有效的計算支持。
可抗御暴雨總量;徑流系數;抗雨能力;計算分析
水庫作為控制性水利工程,起到重要的興利防洪作用。在汛期,如何從被動防汛轉化為主動防汛,更好的分析水庫的防洪能力,以做到科學調度,提前預泄部分庫容,以更好的迎接洪水。
遼寧省共有水庫792座,其中大型水庫30座,中型水庫76座,小型水庫686座。在水庫防汛過程中,尤其是流域整體防洪考慮,根據水庫的工程特性及當前運行狀態,在防汛會商時,一次性快速大量的計算庫的抵御暴雨能力,已為決策者更好的提供計算支持,
2.1 可抗御暴雨總量計算
2.1.1 計算面臨時刻可抗御降雨能力增值△P
△P=[V(Z汛)-V(Z0)]/F·α0
(1)
式中:V(Z汛)為汛限水位Z汛對應的庫容;V(Z0)為對應面臨時刻運行水位Z0的庫容;F為流域面積;α0為相應面臨時刻徑流系數的最高值。
2.1.2 計算不同設計頻率洪水折合可抗御暴雨量Pf抗御
Pf抗御=Wf/F·αm
(2)
式中:Wf為對水庫調洪起控制作用的設計頻率f%的洪量值;F為流域面積;αm為流域暴雨徑流系數的最高值。
2.1.3 計算面臨時刻可抗御暴雨總量Pf總
Pf總=Pf抗御+ △P
(3)
2.2 徑流系數計算
徑流系數α的計算是一個關鍵因素,采用的方法是以省直水庫歷史場次洪水為樣本,統計每場洪水的前期土壤含水量、降雨、凈雨歷史資料,建立土含和降雨的相關關系。在實際應用過程中,利用報汛軟件,省直水庫每日早8點上報當日土壤含水量,以省直水庫流域所在位置為代表反應遼寧省各地區土壤含水量情況。以大伙房水庫代表撫順地區,清河、柴河水庫的均值代表鐵嶺地區,以觀音閣水庫代表本溪、大連、丹東地區,葠窩和湯河水庫的均值代表沈陽、遼陽、鞍山、盤錦、營口地區,白石和鬧德海水庫的均值代表朝陽、阜新、錦州、葫蘆島地區。
統計土壤含水量與徑流系數的相關關系如圖1,畫出兩者的外包線,即為面臨時刻徑流系數的最高值。即計算省直水庫時刻抗雨能力如表2。
表1 以大伙房水庫為例
將大型水庫抗雨能力拓展至全省小(1)型、小(2)型水庫計算,采用上述徑流系數帶入。
Pf總=XP+[V(Z汛)-V(Z0)]/F·α0+Pa
(4)
式中:XP為24h設計暴雨;V(Z汛)為汛限水位Z汛對應的庫容;V(Z0)為對應面臨時刻運行水位Z0:的庫容;F為流域面積;α0為相應面臨時刻徑流系數的最高值;Pa為前期影響雨量。
計算結果如表4。
圖1
表2 省直水庫抗雨能力計算表
將此方法應用于其余21座大型水庫,其中3座水庫未完工驗收,此處不予計算,結果如表3。
表3 大型水庫抗雨能力表
表4 全省小(1)型水庫抗雨能力分析表
表5 全省小(2)型水庫抗雨能力分析表
文章介紹了一種水庫抗暴雨能力的計算方法,本方法通過徑流系數的計算,充分考慮了流域的下墊面狀況,并根據水庫的設計洪量和當前蓄水量反算了水庫可抵御地面凈雨量。通過省管9座水庫徑流系數的計算結果應用到相近流域中去,計算了其它18座大型水庫,以此類推,可計算全部水庫的抗雨能力。本方法能夠在防汛會商時,快速有效的計算多個水庫的運行狀態,根據不同的設計標準計算不同抗暴雨等級,并結合實際的天氣預報,水庫可以預泄部分水量,騰出庫容以攔蓄大洪水,因此,本計算方法特別適用于多個水庫的同時計算,可以有效利用到實際防洪調度中,為決策者提供技術支持。
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[2]楊春輝,張玥,孟祥國.改進的API模型在尼爾基洪水預報中的應用 [J].東北水利水電,2013(09):47-50.
1007-7596(2017)10-0026-04
TV697
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2017-09-22
王鶴翔(1988-),男,遼寧沈陽人,助理工程師,從事水庫防汛調度及運行管理工作。