中小型水库洪水预报简易方法的探讨
2013-08-29王亮
王 亮
(新乡市水文水资源局,河南 新乡 453000)
一 水库调度的主要任务
大多数中小型水库具有防洪、灌溉、发电等综合效益,是拦蓄和调节天然水流的控制性水利工程。而少数中小型水库则为旁侧式引水工程,灌溉输水洞、拦河坝及发电站等一般作为水库的主体工程。中小型水库的泄洪设施大多数是开敞式溢洪道,也有中小型水库泄洪设施设有开敞式溢洪道和泄洪洞两种,而有些是闸门控制的溢洪道或泄洪洞。大多数小型水库都是依靠村屯进行管理,中型水库则设有专门管理机构。并且随着水库管理科学化管理的要求,搞好水文预报,提高工作管理水平,也越加迫切。
中小型水库要有明确的、科学的分析与判定汛期洪水的形成,保证水库工程安全,从而有利于正确的调度,使水库充分发挥效益,这也是水库工程管理单位的重要任务。以下五个方面是解决一般中小型水库的调度问题的方案:(一)保证水库安全的度汛调度。(二)下游的防汛调度。(三)水库正常供水调度要在指定供水保证率的来水情况下得以保证。(四)保证后期节约用水、科学用水、均匀降低供水的调度应预防小于供水保证率的来水的情况。(五)少弃水、多蓄水、加大供水量应在大于供水保证率的来水情况下进行调度。
二 水库调度的必备条件
在运行期间,水库当时蓄水位的高低和未来降雨量的大小与已建成合格的中小型水库的抗洪能力有很大的关系,由降雨形成而产生的洪水,流域地理条件、植被情况、前期降水量等都与水的产生与降雨过程相关联,这也是一个比较复杂的过程。
水库库容曲线、坝顶高程、溢洪道泄洪能力、汛前限制水位等这些资料在已具备的情况下,管理者为了保证使水库工程安全,在熟知自己的工程情况下,根据当时的雨情、水情和未来的天气预报,要科学、正确地进行调度,应迅速提供给防汛部门水库的安全程度、能下泄多少洪水的情报,以便这些相关部门能及时决策布置,保证人民生命财产和工程的安全。
三 洪水预报的一种简易方法
采用简易方法进行中小型水库的洪水预报和调度使用于有些中小型水库由于缺少雨量站和入库流量观测站,在条件限制下不能在汛期为水库管理单位提供准确的降雨和流量资料的水库。因此,在这种情况下对汛期的水库调度造成了比较大的困难。
一般中小型水库都设有溢洪道,我们在调度时应根据各个水库溢洪道工程的具体情况分两步:一是要知道水库还可以容纳下多少雨,在现有水位至溢洪道堰顶高程之间,也就是还能拦蓄多少降水量,溢洪道才能不泄流。二是做好防汛、抢险及决定转移脱险工作。当水位达到水库溢洪道堰顶高程以后,根据再遇降雨预测下泄多大流量,并及时通知下游有关单位做好防汛、抢险工作。
我们是按以下公式进行计算:
公式中:P1——安全允许降雨量(mm);
W——某一水位以上到溢洪道堰顶高程可蓄水量(104m3);
F——水库集雨面积(km2);
α——径流系数;
上式中其他都是已知的,只有径流系数不好确定。计算洪水总量及洪峰流量应根据流域植被状况和距离水库最近的雨量站的观测资料全面分析植物叶面截流、土壤涵养水量,在计算汇流时间。下面表1 是对河南省某水库的资料分析,该地区径流系数。
表1
下面以该水库2012年的资料举例分析如表2。
表2 2012年汛期
有了径流系数之后,可以按上式进行列表计算。
表3 列表计算(以2012年7月18 日分析为例)
通过以上资料进行分析可知,在某一水位以上,再遇降雨,若干mm 时,可以求出当溢洪道过流及水库当时处于什么形势,还能下泄多少洪水。采用上述简易办法,中小型水库汛期进行防洪调度,可以知道下泄多大流量,并能比较准确地知道水库工程能抵御多大降雨,应及时通知有关部门采取措施,这种方法比较简单可靠。