珊溪水库施工期洪水预报模型及运行_工程管理

1、珊溪水库施工期洪水预报模型及运行1、概况珊溪水库是目前浙江省在建的最大水库工程，建成后总库容18.24亿m3，正常蓄水位142m(黄海基面)，相应库容12.24亿m3，防洪库容2.12亿m3，系多年调整水库，装机容量200MW，年发电量3.55亿kw·h。水库坝址位于飞云江上游文成县珊溪镇四周(图1)，坝址以上河长92.4km，掌握流域面积1529k m2，占飞云江流域面积的47%。坝址以上流域地形以高山为主，河道曲折曲折，水流湍急。流域内植被良好。坝址以上地处亚热带季风区，气候温柔，雨量充足，属暖温带多雨气候。坝址以上流域多年平均降量量1876.9mm，年降水量在12802458m

2、m之间。降水量年内安排不匀称，主要集中在57月的梅雨期和89月的台风期，台风暴雨是造成本流域洪水灾难的主要天气因素。2、珊溪水库施工期洪水预报模型 <CENTER</CENTER珊溪水库施工期洪水预报模型采纳浙江省水文勘测局研制的姜湾径流模型，该模型的径流系四水源组成(地表径流;壤中回归水径流;壤中径流;基岩风化层径流)，而各种水源认为是产生在介质特性发生急剧变化的交界面上，其模型结构和流程如图2所示。图2 姜湾径流模型流程图R-产流量(mm);-产流面积系数，即=R/(P-E);F1-淋溶层稳定下渗率(mm/t)，一般取2.510.0mm/h;F3-沉积层稳定下渗率(mm/t)，

3、一般取1.01.5mm/h;Rs-地表径流;Rg-地下径流，包括Ri和Rig(mm);X1-淋深层垂向调蓄系数;X2-沉积层垂向调蓄系数;R1-壤中总径流;Rig-基岩风化层径流;Rgg-母质层总入流;Ril-壤中回归径流;Ri2-壤中径流;Ki2-淋溶层容积(mm);Ks、Kil、K12-坡面淋溶层侧向汇流系数;KKg-基岩风化径流消退系数;Qs、Qil、Qi2、Qg、Q分别为四种水流在出口断面的流量和总出流量。2.1 预报流域的划分依据飞云流域的特性和施工期的特别性，把珊溪坝址以上流域划分为二个单元，即百丈口水文站以上流域，其掌握面积为866 km2，流域内有三插溪、司前、仙居雨量站和百丈

4、口水文站，其中三插溪水库在1998年7月建成，其上267.5 km2的来水已受掌握调整;百丈口至珊溪区间流域面积为663 k m2，内设有外墙、黄坦、西坑雨量站和珊溪水位站。2.2 珊溪水库预报模型参数的率定2.2.1 珊溪坝址以上流域面平均雨量计算报汛站网的布设原则是充分利用原有的报汛站点，以最经济的站点数达到能够把握所需水情的变化，满意水库水文预报的精度和将来运行调度的需要为目标。经过对流域内原有的雨量站优化计算分析，最终拟定分布比较匀称的8个报汛站，其中二处报汛站为新增。按单元用算术平均法计算面雨量，单元流域的依据站(表1)。表1 单元流域面雨量计算依据站表单 元 流 域 名面积(km2

5、)雨 量 站 名备 注百丈口F1599三插溪、司前、仙居、百丈口150km2/站百丈口-珊溪F2663外墙、黄坦、西坑、百丈口、珊溪133 km2/站2.2.2 产流量计算模型参数的率定采纳日模型进行率定，应用浙江省水文勘测局的“多层筛选网格计算法”软件，对年径流、次径流进行同步模拟计算依据地区、流域的特性、设置各参数的合理取值范围，然后进行第一层面的网格计算，淘汰不合理的参数组;其次层面则对次径流以水文情报预报规范的规定为标准进行网格计算，从中选出年径流深误差在许可误差范围内，次径流深合格率最高的参数组群。再从中选出次径流深合格率最高，同时年径流深误差最小的参数作为最佳参数组。2.2.3 汇

6、流计算模型参数的率定首先依据洪水退水过程线自下部至上部的拟合程度推断其参数的合理性。由于退水末段陡与缓主要打算于X、F3和KKg这三个参数，而KKg可用退 水过程线直接计算，假如各次洪水退水末段拟合好了，就可认为X和F3求得的数值也是合理的。其次是向上综合壤中流参数Kf2和Ki2，可从两方面推断壤中流参数的合理性：一方面推断流量过程线腰段的拟合程度;另一方面推断壤中流的峰现时间(壤中流的峰现时间应在地表径流峰值消失之后，在基岩风化层径流峰值之前)。最终，对于大暴雨造成的特大洪水，关键是拟合其上部的峰断和峰现时间，即壤中回归水径流和地表径流的汇流参数F1、Ks和Kil的率定。各径流拟合、叠加过程

7、线参见图3;珊溪水库施工期洪水预报模型参数见表2。 <CENTER</CENTER3、珊溪水库施工期洪水预报的作业流程百丈口站断面的流量预报由掌握流域内的面平均雨量，经过产流计算得到径流深，然后划分水源，再由各层面水源汇流至出口断面叠加得到百丈口站出流过程。珊溪入库流量预报由两部分组成，百丈口站断面预报流量经汇流演算至珊溪水库断面，与由百丈口珊溪区间流域内面平均雨量计算得到的区间出流叠加，得到坝址断面的出流过程。各断面的计算过程皆经过实时校正计算。百丈口站断面水位过程由流量过程经水位流量关系转换得到。珊溪水库坝址水位过程需依据预报入库流量过程再通过求解水位库容、水位导流洞泄流和水位

8、围堰堰顶过流方程组得到。4、模型的运行4.1 作业预报水库施工期由于导流方式在变化，水位壅高，自然河道水流条件不断转变。因此，洪水预报模型各项参数要依据施工进度准时进行调整，建模以来正式发布作业洪水预报10余次，预报精度较好，特殊是5次过堰顶洪水的预报准时精确，为施工区人员转移、设备抢救作出了重要贡献。例如：1998年5月14日的洪水，依据作业预报17时堰前洪峰水位63.50m，将超过当时堰顶高度，建议做好漫堰预备，实行一切必要减灾措施，结果18时消失超过堰顶的洪水，由于工程指挥部依据洪水预报作了严密部署，实行了各种防洪有效措施，工程不仅没有人员伤亡，物质损失也微小。4.2 成果评定表3是5次过堰顶洪水的洪峰水位作业预报统计，从表中可知最大水位误差0.18mm，最小水位误差0;时间误差最大1.33h，最小0，皆达到部颁规范的甲级标准。5、结 语水库施工期洪水预报的正确性对保证工程建设的顺当进行和人员、物资的平安特别重要