台风致灾暴雨对水库调度的反思
1 前言
今年9号“麦莎”及15号“卡努”台风由于强度强，风力大，暴雨强度大，对我市造成了严重的影响，大部分地区普降大到暴雨，局部大暴雨。我市北仑区由于两次均位于台风登陆后螺旋云带的右侧，因此该区为这两次台风的暴雨中心。
新路水库作为该区唯一一座中型水库，在两次台风中充分发挥了水库的防洪效益，起到了巨大的拦、滞洪水作用。与之同时，台风致灾暴雨对水库调度的影响、如何在得到台风及大灾害预警情况下正确地将致灾暴雨转换成水库调度的依据等这些问题也暴露出来。本文以新路水库为例从如何将暴雨概化为洪水及水库如何利用预警信息进行实际调度两方面进行分析。
2 水库概况
新路水库位于北仑大碶镇南部的丘陵山区，河道蜿蜒狭长，流域东西平均宽约
图1 新路水库流域位置图
3 暴雨概化洪水
由于该水库上游未设流量测验站，因此该水库的来水主要由坝址雨量站和上游杨岙雨量站的实测雨量来推求洪水。依照“SL44-93《水利水电工程设计洪水计算规范》
表1 麦莎、卡努台风概化洪水过程线
时间 (h) | 麦莎台风 | 时间 (h) | 卡努台风 | ||
净雨 (mm) | 流量 (m3/s) | 净雨 (mm) | 流量 (m3/s) | ||
6.79 | 8.9 | 8.8 | 6.59 | 0.9 | 0.9 |
13.58 | 3.2 | 3.1 | 13.18 | 0.0 | 0.0 |
20.37 | 6.9 | 6.8 | 19.77 | 0.0 | 0.0 |
24.00 | 0.0 | 0.0 | 24.00 | 0.0 | 0.0 |
30.79 | 74.1 | 72.8 | 30.59 | 26.9 | 27.2 |
37.58 | 83.6 | 82.1 | 37.18 | 42.5 | 43.0 |
44.37 | 117.1 | 115.1 | 43.77 | 222.5 | 225.3 |
48.00 | 34.0 | 33.5 | 48.00 | 10.8 | 10.9 |
54.79 | 0.0 | 0.0 | 54.59 | 0.0 | 0.0 |
61.58 | 0.0 | 0.0 | 61.18 | 0.0 | 0.0 |
68.37 | 2.3 | 2.3 | 67.77 | 0.0 | 0.0 |
72.00 | 0.0 | 0.0 | 72.00 | 0.0 | 0.0 |
图2 麦莎、卡努台风入库过程线对比图
同时由水库按实测水位根据水位～库容曲线反算求得入库流量过程与概化过程成果对比见表2。
表2 根据反算求得入库过程与概化过程成果对比表
台风过程 | 根据水位反算 | 概化洪水 | |||
Q入max (m3/s) | (m3/s) | W入 （万m3) | (m3/s) | W入 （万m3) | |
麦莎 | 116.6 | 108.1 | 757 | 115.1 | 793 |
卡努 | 342.1 | 184.5 | 677 | 225.3 | 729 |
从图2及表2中可看出根据推理公式法由实测雨量计算出洪水过程特征值与水库根据水位～库容曲线反算求得入库流量过程特征值基本一致，卡努台风由于前期降水土壤饱和，雨型偏劣、雨峰靠后，造成其雨量特征为峰高尖瘦情况，因此
4 概化洪水的实时调度
在有了概化洪水过程后就需要对水库进行洪水调度，以确定水库相关的泄洪设施具体的运行方式。同样以新路水库按概化洪水过程进行实时调度，成果见概化洪水出流过程与实际测量出流过程成果对照表，其中溢洪道自由溢洪，输水洞按常流量进行泄流，本次溢洪道综合流量系数取值与2004年水库安全鉴定系数取值一致。
表3 概化洪水出流过程与实际测量出流过程成果对照表
麦莎台风 | 卡努台风 | ||||||||||
H泄max (m) | Q泄max (m3/s) | W泄 （万m3) | H泄max (m) | Q泄max (m3/s) | W泄 （万m3) | ||||||
实测 | 推算 | 实测 | 推算 | 实测 | 推算 | 实测 | 推算 | 实测 | 推算 | 实测 | 推算 |
0.83 | 0.99 | 67.8 | 86.7 | 378 | 415 | 0.89 | 1.28 | 76.2 | 121.4 | 360 | 411 |
16% | 21% | 9% | 30% | 37% | 12% | ||||||
起调水位为 | 起调水位为 | ||||||||||
从表3中可以看出按照推理公式法计算的出流过程基本与实际测量出流过程基本一致，其中下泄流量差异较大是由于综合流量系数在整个溢流过程中均按按常数计算与实际过流情况有差异导致。因此认为通过推理公式法计算所得的出流过程与实际水库在洪水影响下出流过程是基本一致的，也就是说通过概化洪水所得的水库调度结果与实际水库运行情况基本相符的。
5 水库洪水调度
通过新路水库两次台风过程的数值模拟调度与实际水库调度成果的分析比较，可以认定现在所采用的洪水拟合方式比较适合在我市使用，但在具体使用过程中要根据雨型的不同采用洪水整体放大的方法对数值模拟成果加以调整，同时根据实时气象预报以及水库遥测站点传输回来的实时数据对调度方式加以修正，这样就能充分发挥水库的蓄、滞洪水的能力，使得洪水资源的综合效益得到充分发挥。
水库洪水调度主要包括确定实际洪水过程的确定和实时调度两部分内容。通过以上新路水库在麦莎、卡努两次典型的不同来水峰型洪水条件下调度运行的实际情况总结了在一次台风预警后，具体的水库调度若无洪水预报模式可根据以下几方面执行：
(1) 首先根据气象部门预警对该次洪水过程可能产生的降雨量进行确认。
(2) 同时由水利部门结合本年度水库运行调度计划对该次台风或特大洪水可能产生的降雨量进行重现期的认定。
(3) 由预报的降雨量及相应的重现期根据浙江省暴雨图集（2003）确定相关参数以概化本次洪水可能出现的洪水过程。
(4) 由概化洪水过程确定水库的实时调度计划以指导水库管理处做相应的水库调度。
(5) 根据遥测降雨过程对先期概化的洪水过程加以修改，进行实时调度修正。
(6) 在洪水结束后根据水位反算过程与实时调度过程进行比较、总结。
6 结语
我市位于浙江省东部沿海地区，水资源相当匮乏，对水资源的需求却日益加大。一座规划设计合理、管理运用得当的水库不仅能防洪、灌溉，还能为工业生产提供优质的水量。因此，水库合理的调度运行不仅能合理安排蓄泄，同时还能在最大限度上发挥水资源的综合效益。
通过对预警灾情做数值概化，从而得到水库调度的依据，这样使得水库部门对即将到来的洪水有了具体的数值概念，使得水库管