苏程程

（黑龙江省桃山水库管理处，黑龙江 七台河154600）

黑龙江省桃山水库是位于倭肯河上游的七台河市市内一座以防洪、城市供水，兼顾灌溉、渔业的大(II)型水利枢纽工程。桃山水库流域内有两个入库水文站和一个出库水文站，分别为倭肯河干流上的北兴水文站、支流茄子河上的新发水文站和出库桃山水文站。每年汛期，特别是遇到频繁、大量降雨时期，桃山水库的防洪调度和安全运行功能就显得尤其重要，2017 年桃山水库组织建成的并投入使用的洪水预报系统，在汛期的洪水预报中发挥了重要的作用，对于水库的运行与调度提供了一定决策上的依据。

1 桃山水库流域概况与工程概况

1.1 桃山水库流域概况

桃山水库位于松花江右岸较大的支流倭肯河的上游，倭肯河发源于完达山西北侧，干流直线长203km，河道弯曲系数1.5，流域面积11015km2，地理坐标为东经129°～131°，北纬45°～47°，东邻挠力河，东南邻穆棱河，西及西南邻牡丹江，北邻松花江。

流域内地势自东和东南向西和西北倾斜，海拔高度在89-854m 之间，平均高程为245m，山地面积占总流域面积的42.5%，丘陵面积占总面积的17.9%，平原面积占18.2%，其余为河谷平原，占21.4%。坝址以上为山区，含沙量少，倭肯河干流控制面积约为6242km2，坝址以上控制面积2043 km2，约占干流控制面积的32.7%。

倭肯河流域内属于中温带湿润半湿润大陆性季风气候区，多年平均降水量在500－550mm，70%以内的降雨集中在汛期7－9 月份。多年平均气温3℃左右；气温最高为7 月份，平均气温为22℃左右，极端最高气温38℃；1 月份最冷，平均气温为-18℃左右，极端最低气温-39℃。无霜期120 天，最大冻土深为2.0m，多年平均水面蒸发量674mm，年平均日照时数2400 小时，年平均最大风速14.2m/s，汛期7～9 月份最多风向为南风和西南西风，实测最大风速为24m/s，风向为南风。倭肯河流域径流主要集中在6-9 月份，占全年的67%，5-10 月份占全年的89%，尤以8 月份最多,1 个月占全年的30%。

桃山水库流域内倭肯河的支流主要有茄子河、中心河、龙湖河、金沙河、窝棚河、砖窑沟河、正阳川河等。

桃山水库上游主要有石龙山、四新、中心河、正心、前卫五座小型水库，集水面积分别为69 平方公里、59 平方公里、47 平方公里、43 平方公里、14.6 平方公里，总库容分别为615 万立方米、454 万立方米、293 万立方米、422 万立方米、142 万立方米，上述水库都影响着桃山水库的防洪安全运行。

1.2 桃山水库工程概况

桃山水库位于松花江支流倭肯河中上游七台河市，距市中心1.5km，第一期工程于1990 年8 月末竣工，是一座以防洪、城市供水为主，兼顾灌溉、渔业等作用的大型综合性水利枢纽工程。水库集水面积2043 平方公里，多年平均径流量2.64 亿立方米，多年平均降水量500～550 毫米，多年平均径流深100～150毫米，水库一期工程Ⅱ等Ⅱ级，按照百年一遇洪水设计，二千年一遇洪水校核，校核总库容为2.64 亿立方米，兴利总库容为0.98 亿立方米，死库容为0.18 亿立方米，净调节水量为0.83 亿立方米。

水库由主坝、副坝、溢洪道和输水洞组成，主坝为粘土斜墙土石坝，副坝为粘土心墙土石坝，溢洪道为河床式，净宽为36米，由三孔弧型闸门控制。主坝和副坝坝顶高程187.80 米，溢洪道堰顶高程175.30 米，设计泄量为700 立方米/秒，校核泄量（2000 年一遇）为1604 立方米/秒，输水洞为塔式圆形隧洞，洞径为4 米，设计灌溉泄量为15 立方米/秒。

2 洪水预报系统建设目的及工作原理

2.1 洪水预报系统建设目的

桃山水库洪水预报系统的建设是为了针对水库运行与调度中的现状与存在的问题，研究出可以根据实时水文站与雨量站的遥测数据，进行实时的洪水预报的系统。通过计算机软件系统，使得“依据实时的雨情、水情、工情、水位信息以及天气预报等，以人机交互方式实时进行洪水预报，并且可以进行洪水预报数据预处理、信息查询与报表生成、系统管理等辅助功能”的目标得以实现。为水库进行洪水来水量和入库流量的预报，为水库科学合理的运用调度提供参考与决策的科学支持。

2.2 洪水预报系统的工作原理

首先要将桃山水库建库以来各水文年三个水文站的历史数据包括每日24 小时各时段水位、库容、出库流量、入库流量、降雨量和洪水典型年的水文资料统计起来，然后建立起数据库，并形成一定的计算模型，洪水预报系统通过从水位和降雨量的遥测系统中提取实时降雨量、水位信息，并导入到洪水预报系统专用数据库中，进行插值处理，根据水位变化与流量的换算关系，将水位信息换算为流量数据。设定洪水预报的开始时间和结束时间以及预报计算根据时间等提取降雨径流预报时间、水库调洪验算所需的数据输入，并且进行数据准确性的检验校核，形成系统所需的数据格式。计算实时洪水预报时，还需要预估计算结束时间段内为未来时间的情况下，该时间段内气象预报可能发生的降雨资料数据和流量数据资料。同时也要考虑人工出库流量数据等影响，预报出整个洪水过程曲线。

3 洪水预报系统的应用

3.1 实时洪水预报

进行实时洪水预报时，首先设定洪水预报计算的开始时间和结束时间及预报计算根据时间设定，然后系统从数据库和实时遥测系统中提取降雨数据和水位流量数据，系统会自动对提取数据进行合理性和正确性的校核，和预见期降雨数据的加入，对于流域前期土壤含水率状态可自动评估，也可人为调整，并且校核水库蓄水状态和降雨径流预报与实时校正计算。最后洪水入库流量过程曲线预报结果输出。

图1 2018 年8 月1 日——2018 年8 月31 日洪水预报过程图

3.2 自动洪水预报

自动洪水预报功能主要包括有自动预报设置、启动自动预报计算和自动预警等功能。启动自动预报计算功能就是为自动预报功能设定默认的预报方案和数据提取方式，当一切设定完成后，启动自动预报功能，系统就会自动提取遥测的降雨数据资料和水位流量数据等，进行降雨径流量预报计算，对比设定的标准值，当计算的入库流量过程超过设定标准时，将以声音、光闪烁的形式进行预警。

3.3 洪水信息查询

洪水预报系统可以查询包括降雨量、库水位、入库流量等实时数据和变化过程的数据、表格和曲线，可以查询水库特征值和特征水文年的洪水预报与实际情况的对比数据和曲线，可以查询设定不同预报开始时间和结束时间、土壤含水率等参数情况下，生成的不同洪水预报曲线。以及上述数据的图标生成、数据输出、转存备份和打印纸质版文件等功能。

结束语

洪水预报是水文工作中的重要信息，更是汛期水库安全稳定运行的重要依据，此洪水预报系统的建设与使用，对于汛期特别是雨季时期，既可以快速、自动、准确提取和校核水文数据进行合理的预报结果，减少人工计算的时间，以提高效率，又可以提高洪水预报的即时性和准确性，减轻人为计算误差，实现技术现代化。洪水预报结果准确性的不断提升，能有效地为科学调度决策、降低洪水风险和减少洪水可能造成的损失等提供依据与支持。洪水调度系统的不断优化，精度的提高，更是水利安全度汛的重要保障。