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青山水库2011年梅雨期洪水调度分析

2012-11-28蔡红娟

浙江水利水电学院学报 2012年4期
关键词:错峰防洪青山

蔡红娟,叶 萍

(杭州市青山水库管理处,浙江 杭州 311305)

1 工程概况

青山水库位于杭州市西郊临安市境内的东苕溪主干南苕溪中游,上游距临安市8 km,下游距杭州市约40 km,水库集雨面积603 km2,总库容2.13亿m3,是一座以防洪为主,兼有灌溉、发电等综合利用的大(二)水利工程[1].水库按百年一遇设计,设计洪水位为32.57 m,万年一遇校核,校核洪水位35.04 m.工程于1958年动工兴建,1964年完工.

水库枢纽主要由大坝、泄洪闸、输水隧洞、水电站和副坝等水工建筑物组成,自1964年投入运行以来,拦蓄了多场较大的洪水,充分发挥了水库的防洪效益,对下游西险大塘及杭州市的安全起着关键性的保障作用.

2 雨情、水情

本次梅雨期洪水特点:

(1)时间长(2011-06-03—24);

(2)是过程雨量大,青山水库单站累计降雨量480 mm,为多年平均梅雨期降雨量(283.6 mm)的1.69 倍;

(3)出现了4次洪峰,最大洪峰达733 m3/s.

2.1 雨情

2011-01—05青山水库流域出现了近50 a来少有的连续干旱少雨天气,5个月总降雨量只有315.6 mm,土壤缺水严重,至 2011-06-03T08,人工Pa值为61.3 mm.

进入6月份,受冷空气和暖湿气流的共同影响,水库流域从3日开始,出现4次强降雨过程,2011-06-03—16-18累计流域平均面雨量452 mm,流域最大 24小时降雨量 106.8 mm(2011-06-14T07—15T07),最大一日降雨量102.2 mm(2011-06-14),连续最大三日降雨量是 135.1 mm(2011-06-13—15),连续最大七日降雨量是 251.6 mm(2011-06-12—18),对照青山水库洪水复核报告中设计暴雨标准,除三日降雨量外其它3个指标都达到或超 5 a一遇标准[2].

这4次降雨为典型的梅雨,持续性时间长且范围广,土壤得到充分饱和,洪水退水慢,后3次洪水都发生重叠.4次降雨过程:2011-06-03—07,126.1 mm;2011-06-09—12,74.4 mm;2011-06-14—14,134.1 mm;2011-06-18—19,101.1 mm,相应出现4次入库洪峰,分别为:263 m3/s(2011-06-06T15)、226m3/s(2011-06-11T23)、606 m3/s(2011-06-15T10)、733 m3/s(2011-06-18T22).在4次强降雨的间歇期有零星小雨.水库流域图及流域内各站降雨量分别见图1、表1.

图1 青山水库流域水系及工程示意图

表1 青山水库2011年梅雨期洪水日雨量统计表 mm

2.2 水情

本次梅汛期洪水从2011-06-04T16时开始入库,起涨水位为22.71 m,最大入库洪峰流量733 m3/s(2011-06-18T22),最高水位 27.99 m(2011-06-19T22:50),相应蓄水量8852 万 m3,最大出库为350 m3/s(2011-06-17T17).从 2011-06-04T06起入库洪水总量为20931万m3,水库最大蓄洪量4564万m3.

青山水库2011年梅雨期洪水过程线见图2.

3 洪水调度

2011年梅汛期共有四次降雨过程,洪水时间长,青山水库的调度重点是拦蓄洪水,兼顾上、下游,错峰调度.

3.1 调度过程

第1次降雨:起涨水位 22.71 m(2011-06-04T16),低于汛限水位,水库正常满发电;为应对东苕溪水污染事件,应余杭防办要求,青山水库于2011-06-05T22—06T23加大下泄至 50 m3/s(含发电);本次降雨期间最高水位24.36 m(2011-06-07T01);为控制汛限水位,2011-06-06T23—10T22青山水库执行市防指1号调度令,控制下泄流量100 m3/s.本次降雨过程洪水水总量3603万m3,泄洪水量2614万m3.

图2 2011年梅汛期洪水过程线

第 2次降雨:起涨水位 23.36 m(2011-06-09T21),为应对东苕溪水污染事件,应余杭防办的要求和环保部门的意见,2011-06-10T22青山水库执行市防指2号调度令,控制下泄流量100 m3/s;直至11日,下游河道水质恢复正常,下游应急用水取消,11时30分执行市防指3号调度令,水库正常满发电.因处梅汛期且水位处汛限水位以上,先后执行防指 4、5号调度令,下泄流量逐步加大至150 m3/s.本次洪水最高水位 24.73 m(2011-06-12T22),洪水总量3875万m3,泄洪水量2452万m3.

第3次降雨:起涨水位 23.89 m(2011-06-14T12),此次降雨强度大、量大,此次洪水与第二次洪水退水段重叠.2011-06-14T22执行市防指6号调度令,与下游区间洪峰错峰,减少下泄流量至100 m3/s.2011-06-15T05:50,瓶窑水位达到警戒水位5.70 m,并将持续上涨,青山水库执行市防指7号调度令,零出库,进一步减轻下游防洪压力;瓶窑水位最高达 6.58 m;2011-06-15T18瓶窑水位6.48 m并在缓慢回落,区间洪峰已过,青山水库执行市防指 8、9、10、11、13、14、15 号调度令,下泄流量逐步增加至350 m3/s,逐步降低库水位.本次降雨期间最高水位 27.51 m(2011-06-16T04),洪水总量7597万 m3,泄洪水量7046万 m3.

第4次降雨:起涨水位 23.96 m(2011-06-18T15),此次降雨由北向南,降雨历时短、强度大,下游区间降水较大,为保障行洪安全,2011-06-18T15:30执行市防指17号调度令,下泄流量由350 m3/s减小至100 m3/s;2011-06-18T16执行市防指18号调度令,关闸错峰,停止下泄;2011-06-19T01执行市防指19号调度令,控制下泄流量60 m3/s;19日凌晨,流域又出现了降雨,2011-06-19T05:20执行市防指20号调度令,再次关闸错峰;2011-06-19T11:20 瓶窑水位 6.61 m,北湖开始分洪;2011-06-19T20 瓶窑水位 5.78 m,并将缓慢回落,为降低库水位,青山水库进行补偿调节,先后执行市防指21、22、23号调度令,下泄流量逐步增加至250 m3/s;2011-06-23T09 库水位 23.93 m,气象预报未来无明显降雨,青山水库闸门全关,拦蓄洪水尾水,开始正常发电.本次洪水期间最高水位27.99 m(2011-06-19T22:50),洪水总量 5890 万 m3,泄洪水量6531万m3.

具体调度过程见表2.

3.2 调度小结

本次梅汛期洪水共执行市防指调度指令21次,闸门启闭44次,零出库错峰共36 h.

由于2011-01—05降雨较多年平均偏少近一半,前期较干旱,故本次梅汛期洪水的起涨水位较低,腾出了水库全部防洪库容.

6月初东苕溪临安工业园区发生水污染事件,2011-06-05T22—09T12共为东苕溪水污染事件提供了应急用水2215万m3,给污染物的清除起到了至关重要的作用.

4次降雨过程,第3、4次降雨强度大,单日流域平均降雨均超过了100 mm,导致库水位急剧上涨,但青山水库积极承担了拦蓄洪水的重任,在第3、4次水库洪峰到来前,水库闸门全关为下游错峰,极大减轻了下游的防洪压力.在水库水位急剧上升而下游防洪断面水位超警戒时,水库库区的移民仍是水库调度的掣肘.四次洪水调度中,水库严格执行市防指的调度令.

4 防洪效益

青山水库在东苕溪流域上担当着“上蓄”洪水的重任,担负着保护省府杭城及下游杭嘉湖平原安全的神圣使命,防洪作用十分突出与重要.在2011年梅雨期洪水中,青山水库在拦蓄洪水、削减洪峰、调洪错峰等方面发挥了重要的作用,极大减轻了下游的防洪压力[3].

(1)拦蓄洪水

2011年梅雨期洪水总量20965万m3(分别为:3603 万 m3、3875 万 m3、7597 万 m3、5890 万 m3),四次最大拦蓄洪水量分别为:1434万m3、1266万m3、3993 万 m3、4564 万m3,分别占总径流量的 39.8%、32.7%、52.6%、77.5%,较好地发挥了拦蓄洪水的作用.

(2)削减洪峰

2011年梅雨期洪水最大时段入库流量733 m3/s,当时出库流量为0,削减洪峰100%.

(3)调洪错峰

2011-06-15T06—T18、2011-06-18T16—19T01、2011-06-19T05—T20 三个时段期间,青山水库闸门全关,下泄流量减小,共错峰调度36 h,安全地将大部分洪水拦蓄在库,避开了下游洪峰,极大地减轻了下游余杭、瓶窑的防洪压力.

防洪效益具体见表3.

表3 2011年梅雨期洪水防洪效益表

5 洪水调度经验总结

5.1 领导重视,积极响应

各级领导高度重视2011年梅雨期洪水的防御工作,认真贯彻落实防汛指示精神,深入一线检查指导工作,对防御工作作了要求和部署.把防汛工作抓早、抓细、抓实.水库各岗位工作人员都及时进岗到位,放弃休息时间,加班加点,工作积极主动,认真做好防御本次洪水工作.

5.2 系统完善,措施到位

近年来,青山水库防洪非工程措施的系统化建设已日趋完善,非工程措施逐步实现信息化、网络化、智能化.目前水库建有水文自动测报系统、洪水预报调度系统、防汛远程会商系统、水库实时安全调度系统、水情卫星传送系统、大坝安全自动化监测系统、泄洪闸监控系统、大坝视频监视系统,实现了水库水雨情、工情自动化监测,为工程的安全运行提供了技术支撑,非工程措施的作用日益显著.

5.3 规范管理,责任到位

不断完善水库防汛工作预案,制定了防汛工作规程,规范水库防汛工作,细分了洪水期间水库各岗位的防汛工作职责,全面落实了水库防汛责任制.在本次洪水中成立了5个工作小组:防汛水文组、水工观测组、用电管理组、后勤保障组,细化工作岗位职责,所有人员按照预案坚守岗位,工作按程序进行,做到忙而有序,提高工作效率,为圆满完成防汛任务提供了组织保障[4].

5.4 蓄洪错峰,科学调度

在2011年梅雨期洪水调度中,青山水库严格执行上级调度指令,着重以拦蓄洪水为主,科学调度,出库流量控制在350 m3/s以下,期间水库闸门全关,减少下泄流量错峰调度36小时.青山水库的拦洪错峰,有效地减轻了下游的防洪压力,在整个流域的防洪中发挥了“上蓄洪水”的重要作用,为整个东苕溪的洪水调度做出重要贡献.

5.5 动态控制,合理利用

在2011年梅雨期洪水退水阶段,青山水库水位迅速从27.99 m降至23.93 m,弃水量约6500万m3,如按照控运计划降至 23.17 m,弃水量约7500万m3,避免弃水近1000万m3.近年来,青山水库动态控制汛限水位,利用尾水发电和灌溉等,增加水资源的利用率[5].

6 结语

作为东苕溪的控制性防洪工程,青山水库在2011年梅雨期洪水调度中,及时掌握全流域的水雨情信息,实时准确做出洪水预报,提出科学合理的调度建议.青山水库在本次洪水调度中,严格执行省市防指调度令,上下游兼顾,水库的拦洪错峰,有效减轻了下游的防洪压力,为全流域的防洪安全做出重要贡献.

[1]落全富,刘国华.青山水库提高蓄水位研究[J].浙江水利水电专科学校学报,2010,22(1):4 -6.

[2]蔡红娟.青山水库预报调度与水位动态控制研究[D].南京:河海大学水电学院,2012.

[3]蔡红娟.青山水库“20100306”春汛洪水调度[J].新农村,2011(2):148-168.

[4]蔡红娟.青山水库2001年“6.26”洪水调度经验浅谈[J].水利建设与管理,2008(1):57 -58,6.

[5]蔡红娟.动态控制青山水库汛限水位的初步探讨[J].水利建设与管理,2006(10):53-55.

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