风险调度在玉符河流域中的运用
2013-03-18李健马宇熹
李健,康 江,马宇熹
(济南市防汛抗旱指挥部办公室,山东 济南 250099)
风险调度在玉符河流域中的运用
李健,康 江,马宇熹
(济南市防汛抗旱指挥部办公室,山东 济南 250099)
主要介绍济南市在2013-07历史同期最大降雨的情况下,根据天气情况和工程运行情况,承担一定的“风险”,灵活调度玉符河流域的卧虎山水库、锦绣川水库等防洪工程,既有效拦蓄宝贵的洪水资源,又最大限度保障了玉符河流域防汛安全,给济南市人民生命财产安全和水生态文明市建设提供了有力保障。
济南市;防洪调度;玉符河流域;错峰削洪;洪水运用
1 玉符河流域概况
玉符河位于济南市西南部,是一条较大的季节性河道,发源于泰山北麓的济南南部山区,经过济南市历城、长清、市中、槐荫4区后,在槐荫区的吴家铺北店子汇入黄河。玉符河上游有锦绣川、锦阳川、锦云川3条支流,其中玉符河支流锦绣川中部建有锦绣川水库,在三川汇合处建有卧虎山水库。卧虎山水库以下的玉符河干流河道总长为40.8km,流域面积为827.3km2。流域内大部为山区,上游地势较高,水库、塘坝众多,防汛压力较大。根据济南市城市总体规划,西部将建设现代化新城区,玉符河将成为连接西部新城、长清片区的纽带。
1.1 卧虎山水库
卧虎山水库总库容为1.19亿m3,兴利库容为0.63亿m3,水库流域面积为557km2。水库位于济南市南部山区玉符河上游仲宫镇境内,是一座具有防洪、灌溉、城市供水和回灌保泉功能的大型水库。卧虎山水库的防汛任务主要是保护济南市区西部、津浦铁路、京福高速、104国道和玉符河沿岸村庄和厂矿企业等。
卧虎山水库流域内有中型水库1座(锦绣川水库),小(1)型水库3座,小(2)型水库20座,控制流域面积262.5km2,总库容0.57亿m3。水库大坝坝顶高程为139.50m(1956年黄海高程),济南市区西部大部分地区地面高程在30~50m之间。在水库影响范围内居住人口达上百万,有重点厂矿10余个(中国重汽集团、山水集团等),军用机场1座。
1.2 锦绣川水库
锦绣川水库总库容为0.41亿m3,兴利库容为0.37亿m3,控制流域面积166km2,距卧虎山水库17km。是一座集防洪、灌溉和城市供水功能为一体的中型水库。锦绣川水库流域内有小(1)型水库1座,小(2)型水库7座,控制流域面积48km2,总库容0.34亿m3。水库大坝坝顶高程254.19m(1956年黄海高程),下游有济南军区干训基地、历城一中、仲宫镇政府和卧虎山水库,沿途有24个村庄、3.6万村民。
2 玉符河流域雨情分析
济南市2013年气候不同于往常,据统计7月累计降雨量达到386.2mm,比常年同期的191.6mm增加了1倍,为历史同期最大降雨量。玉符河上游所在的历城区7月降雨量达到417.6mm,比常年同期的216.5mm多107.6%,降雨天数达23d。连续强降雨致使土壤含水率饱和,发生中等强度降雨也会产生较大径流,玉符河上游水库塘坝蓄水偏多,拦蓄能力基本饱和。水库、塘坝、河道长期高水位运行,极易发生工程险情,防汛形势异常严峻。表1为济南市及各县(市、区)2013-07降雨情况与历年、去年降雨情况对比表。
3 玉符河流域防洪联合调度
由于受2013-07连续强降雨的影响,玉符河上游卧虎山、锦绣川水库水位一直较高。济南市防汛办公室根据降雨情况、上游来水情况和下游河道现状对工程进行多次调度,拦洪削峰,滞洪错峰,既有效拦蓄了洪水资源,又尽可能减轻了下游损失。
表1 济南市2013-07降雨情况对比表mm
3.1 加强调度,拦洪削峰
2013-07-23T03:00,济南市南部山区开始遭强降雨袭击,2h玉符河流域平均降雨近100mm。7时,强降雨导致锦绣川水库上游锦绣川河道大量洪水汇入锦绣川水库。其中,水库洪峰流量达201m3/s,水库水位上涨迅猛,水位上升最快时达到20cm/h,将很快超过汛限水位(248.5m),需要立即提闸泄洪。此时锦绣川水库下游卧虎山水库入库流量也达到430m3/s的洪峰值,若锦绣川水库泄洪,将与下游区间洪水叠加,这样不仅会增加下游河道行洪压力,也将大大增加卧虎山水库的调洪压力。经综合分析两水库的调蓄能力、整个流域降雨产流和下游河道区间汇流情况以及玉符河行洪能力,济南市防汛办公室决定锦绣川、卧虎山两水库错时泄洪。卧虎山水库拦截洪峰1h后,8时开始提闸泄洪,下泄流量由10m3/s逐步增加至50m3/s(12时),待玉符河区间洪水消减后,再逐步增加到70m3/s。期间,下泄洪水一直控制在玉符河现状安全行洪能力范围内(80m3/s)。16时,卧虎山水库入库流量开始减小,水位回落,锦绣川水库开始提闸泄洪,下泄流量控制在河道现状安全行洪能力范围内。
3.2 滞洪错峰,确保安全
虽然2013-07-23T16:00锦绣川水库开始提闸泄洪,但到28日水库水位仅回落到249.27m,07-28T05:20,仍超汛限水位(248.50m)0.77m。28日凌晨3时许,济南市南部山区再次遭遇强降雨,7时,锦绣川水库出现第二次洪峰,入库流量达164m3/s,调洪能力被进一步压缩。经分析,在确保大坝安全的前提下,为最大限度减少下游损失,锦绣川水库开始拦截二次洪峰。8时,卧虎山水库出现第二次洪峰,入库流量达214m3/s。为保下游安全,下泄流量仍控制在安全泄量范围内,由于入库流量一直居高不下,水库水位继续被推高,13时,为延缓水库水位上升速度,卧虎山水库将下泄流量由70m3/s逐步增加到100m3/s(18时)。17时,卧虎山水库入库流量开始减小,水位回落,锦绣川水库开始逐渐加大泄量至50m3/s。期间锦绣川水库最高水位249.94m,超汛中限制水位1.44m,距控制水位250.0m不足6cm。
3.3 分析水情,拦蓄洪水
2013-07-29T08:30,卧虎山水库水位已上升到128.95m,超汛中限制水位1.95m,距控制水位仅差5cm,此时,水库进出库流量基本平衡。据气象部门预报,29日下午到夜间济南市还将有一次更强降雨过程,一方面要为迎接即将到来的暴雨洪水留出足够的调洪库容,确保水库安全,另一方面还要尽最大努力减少下游损失,形势变得异常严峻。经分析研判,卧虎山水库29日8时下泄流量由100m3/s逐步增加到150m3/s。13时,水库水位回落至128.88m,气象部门分析,强降雨将在14时左右影响济南,T13:30,再次加大泄量,由150m3/s逐步加大到180m3/s(30年来卧虎山水库的最大泄洪流量)。17时,气象部门分析,天气形势有所好转,经综合分析研判,决定下泄流量由计划的200m3/s降低维持在180m3/s,根据后期天气情况再作调整。
4 结 语
从2013-07-23开始,卧虎山水库、锦绣川水库就超汛中限制水位运行,按水库调度方案08-01起即可执行汛中超蓄水位。济南市防汛办公室综合分析降雨、上游来水以及天气变化,为保证汛期结束后水库的城市供水、农业灌溉和生态用水需求,决定在水库工程安全范围内,不影响水库上下游安全的前提下,承担一定风险。在07-23~08-01期间,对卧虎山水库和锦绣川水库汛限水位进行动态控制,适当高水位运行,最大限度地利用了洪水资源。
从以上调度过程可以看出,根据降雨、上游来水以及天气变化,对玉符河流域2座水库进行精细化调度,蓄水削峰,错时行洪,既最大限度地保证了库区和下游河道的安全,又最大限度地存蓄了洪水资源。济南市防汛办公室通过汛期运筹帷幄、及时预警、科学调度,充分发挥工程的防洪、调蓄等功能。既确保了工程安全,又最大限度地减轻灾害损失,为促进济南市经济社会又好又快发展提供了有力支撑。
(责任编辑赵其芬)
TV697.1
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1009-6159(2013)-11-0018-02
李健(1984—),男,助理工程师