老石坎水库 “海葵”台风洪水分析

董关富

(安吉县老石坎水库管理局，浙江 湖州 313300)

1 工程概况

老石坎水库地处湖州市安吉县，位于西苕溪支流南溪中游。主坝坐落于孝丰镇西南10km处的老石坎村，坝址以上控制流域面积为258.0km2，占南溪流域面积383.7km2的67.2%。工程于1958年08月动工，1983年底完工。水库枢纽工程由大坝、正常溢洪道、非常溢洪道、鸭坑坞分洪闸、输水隧洞、电站等组成。大坝为黏土心墙砂壳坝，顶高124.57m(1985国家高程基准，下同)，最大坝高36.90m，坝顶宽6.00m，坝长620.00m。水库总库容1.14亿m3，是一座以防洪为主，结合供水、灌溉、发电、养殖等综合利用的大 (2)型水库。

2002年01 月进行水库除险加固工程建设，主要内容为:大坝加固，在心墙轴线增设套井黏土防渗墙;正常溢洪道加固;非常溢洪道加固;将第三级自溃坝改建为5孔8.00m×5.30m的非常溢洪闸，最大下泄流量2811m3/s;鸭坑坞分洪渠加固;输水隧洞加固;新建大坝安全监测系统等。至2003年10月主体加固工程完成，2007年01月通过除险加固工程蓄水安全鉴定。

为掌握库区雨情水情动态变化，满足水库控制运行及防洪调度需要，水库集雨区内设有马峰庵、章里、冰坑、董岭、老石坎水库 (含蒸发)雨量站5处，其雨量权重分别为0.334、0.247、0.227、0.104、0.088。设有坝上、隧洞、泄洪闸水位站3处，隧洞、泄洪闸、分洪闸流量站3处。隧洞测流断面设在电厂下游120m的电站尾水渠上。

2 “海葵”台风与降雨

2.1 “海葵”台风概况和特点

2012年08 月03 日第11号台风“海葵”在日本冲绳以东偏南约1360km的西北太平洋洋面上生成，随后快速向西北偏西方向移动，强度逐渐加强，06日17时加强为台风，07日17时发展为强台风，以10km/h的速度继续向西北偏西方向移动，并于08日03时20分在宁波市象山县鹤浦镇登陆，登陆时中心气压965hPa，中心最大风速14级(42m/s)，随后经绍兴市、杭州市于08日下午16时进入湖州市。穿过德清、安吉2县，于08日20时离开湖州市进入安徽省境内。09日20时减弱为热带风暴。

“海葵”台风特点:

(1)强度大:08月07日17时近中心最大风力达15级，登陆时仍为强台风。

(2)暴雨强度大、暴雨覆盖范围广:从07日08时至11日08时，湖州市平均降雨量244.2mm，测站最大雨量董岭站达643.5mm。

(3)影响范围广、影响时间长:08月07日台风七级风圈半径450km，10级风圈半径200km，七级风圈维持时间长达25h。

(4)移动前期快后期慢:“海葵”台风自08月03日08时形成至05日11时，移动速度20～30km/h，05日14时后移速减慢为10～15km/h，06日出现回旋打转停滞不前的现象。在安徽境内减弱为热带低压后停滞少动，诱发湖州市强对流降雨天气。

2.2 降雨量

08月06 日起受台风外围云系影响，水库流域出现阵雨天气，07日23时起开始大范围降雨，台风影响过程 (08月06—10日)水库流域面雨量463.4mm，5个雨量站降雨量全部超过200.0mm，其中3个站点超过400.0mm，最大降雨量董岭站655.0mm。降雨强度最大1h为董岭站49.5mm(08日07—08时)，最大3h为董岭站119.5mm(08日06—09时)，最大1d雨量为董岭站达396.5mm(08月08日)。3d面雨量429.9mm，超台汛期50a一遇雨量标准 (P=2%，391.0mm)。最大24h面雨量371.7mm为特大暴雨，超台汛100a一遇标准 (P=1%，355mm)。各站雨量见表1。

表1 水库各站雨量表 mm

3 水情与洪水调度

3.1 水情与洪水调度

07日23 时起，水库开始出现大范围降雨，08日03时，水库水位110.47m开始大涨。08日10时，库水位涨至113.05m，仅低于汛限水位0.62m，执行市防指首次调度指令，开启泄洪闸泄洪，流量50m3/s。由于入库流量远远大于出库，水位上涨飞快，11时水位113.74m，开启鸭坑坞分洪闸分洪，分洪流量50m3/s。随着入库流量的进一步增大，水位依旧上涨迅猛，13时水位115.07m，泄洪流量增大至100m3/s。14时水库水位115.84m，超台控水位2.17m，14时40分，水库泄洪流量增至150m3/s。16时，库水位117.26m，水位涨幅仍达0.71m/h，为减轻水库防洪压力，同时考虑下游河道安全，水库维持泄洪流量不变，增大分洪闸流量至100m3/s，19时40分再次增至120m3/s。随着雨势的减弱，入库流量逐渐减少，09日14时水库水位涨至120.54m为最高水位，本次洪水涨幅10.03m，其中08日最大涨幅9.28m。14时后开始缓慢下降，10日12时水位119.89m，减少分洪闸流量至100m3/s，13时减少泄洪流量至50m3/s。10日20时，库水位降至119.47m，关闭鸭坑坞分洪闸停止分洪。为尽快降低库水位，12日09时，再次调整泄洪流量至100m3/s，14日13时，库水位降至116.75m，减少泄洪流量至50m3/s，15日22时，调整泄洪流量至15m3/s，20日10时水位降至114.92m，水库关闭泄洪闸停止泄洪，电站继续满发泄流，洪水调度结束。洪水过程严格执行湖州市防汛指挥部调度指令。

图1 2012年11号“海葵”台风水库水位、泄洪流量过程线图

从水库安全度汛出发，08月06—07日，水库预泄水量140万m3，洪水过程、库内水位、泄洪流量见图1。

3.2 入库径流量分析计算

水库库区上游各支流成扇形分布，由于源短和汇流面积较小，故未设入库流量站，其入库流量按出库流量和库容变量等推求。出库流量则由隧洞发电流量和泄洪闸、分洪闸流量合成计算。

式中:W入为入库水量，万m3;W出为出库水量，万m3，即隧洞发电水量+泄洪水量+分洪水量;△W为洪水始末库容增减量，万m3;W供为下游孝丰镇的供水量，万m3;W蒸为库面蒸发水量，万m3，据逐日蒸发量和当日平均水位的库面积求算;W渗为库区和大坝渗漏量，万m3，根据库区水文地质、工程设计、施工质量，参照水利水文计算，为当前蓄水库容的0.03%计。

电站装机2台容量分别为2500，1000kW，设计流量为15m3/s。隧洞流量按实测流量与水位建立相应关系，Z～Q关系线按部颁《水文资料编印规范》的规定，通过符号检验、适线检验、偏离值检验和测点标准差计算，经严格审定后推求。

正常溢洪道位于大坝右顶端，为3孔泄洪闸6.0m×9.0m，泄洪闸流量据历年Z～Q关系推求。

鸭坑坞分洪闸为单孔弧形闸门7.7m×5.8m，最大分洪流量250m3/s。分洪闸流量据历年库内水位～开启度关系线推求。

据库区雨情、水情、入库流量过程，产流分析确定为08月07—20日。

经计算，入库总水量为10182万m3，其中隧洞发电水量1495万m3，泄洪水量4328万m3，分洪水量2440万m3，孝丰镇供水38万m3，库面蒸发水量21万m3，渗漏水量25万m3，库容增量1835万m3。本次洪水最大入库流量为1480m3/s(08日14时30分)，最大泄洪流量为264m3/s(08日16时)，最大出库流量为274m3/s(08日16时06分)，最大削峰率达91.9%。有效拦蓄洪水5483万m3，占入库水量的53.8%。洪水过程基流水量968万m3，入库水量与洪水期间库区上游罗家费水库发电尾水分流水量约170万m3并计，本次台风洪水径流系数为0.785。雨量、入库流量过程见图2。

图2 2012年11号“海葵”台风雨量、入库流量过程线图

4 洪水量级与效益分析

“海葵”台风暴雨洪水是湖州市48a来 (1963年以后)风最大、雨最大、水最大的台风型流域性大洪水，按照《湖州市防台风应急预案》汛情等级为重大 (Ⅱ级)。老石坎水库在“海葵”台风中各主要洪水特征对照《老石坎水库水文复核和洪水调度研究报告》、《老石坎水库除险加固工程初步设计报告》台汛期的设计资料其量级见表2。

表2 “海葵”台风洪水特征量级表

5 结语

(1)受台风“海葵”影响，长时间的暴雨和强风，破坏性极大，暴雨范围广，降雨强度大，其最大上3d雨量重现期约75a一遇，最大24h雨量超100a一遇，最大入库流量1480m3/s，水库水位日涨幅9.28m为建库以来最大，是1963年台风洪水后48a来最大的台风型流域性大洪水。

(2)在本次台风洪水中，水文测验、资料整理、整编满足部颁规范要求，水文资料合理、可靠，洪水分析计算均采用整编成果，径流系数与径流条件相匹配，符合产汇流规律。

(3)本次台风洪水中，鸭坑坞分洪水量2440万m3，老石坎水库与赋石水库2库联合调度，进一步开发利用水资源，也显示了水库除险加固的工程效益。

(4)水库电站在08月07日开始24h满负荷运行，预泄腾出库容，对控制水位起到了积极作用。在此次洪水过程中，通过科学调度水库充分发挥了它的防洪功能，削峰率达91.9%，有效拦蓄洪水5483万m3，占入库水量的53.8%。减轻了下游河道的防洪压力，确保了水库下游重要堤防和孝丰镇、递铺镇的安全，充分体现了它的防洪减灾效益。