辽宁省水库抗雨能力计算分析

王鹤翔

(辽宁省供水局，沈阳 110003)

辽宁省水库抗雨能力计算分析

王鹤翔

(辽宁省供水局，沈阳 110003)

为了提高防汛的主动性，深入分析水库的防洪能力。在汛期，如何从被动防汛转化为主动防汛，更好的分析水库的防洪能力，以做到科学调度，提前预泄部分库容，以更好的迎接洪水。文章结合水库流域内的水情自动测报系统，建立了土壤含水量与径流系数关系，分析计算了辽宁省27座大型水库的抗暴雨能力。实例研究表明，本方法具有很强的时效性和可操作性，可以为防洪决策提供有效的计算支持。

可抗御暴雨总量；径流系数；抗雨能力；计算分析

1 研究背景

水库作为控制性水利工程，起到重要的兴利防洪作用。在汛期，如何从被动防汛转化为主动防汛，更好的分析水库的防洪能力，以做到科学调度，提前预泄部分库容，以更好的迎接洪水。

辽宁省共有水库792座，其中大型水库30座，中型水库76座，小型水库686座。在水库防汛过程中，尤其是流域整体防洪考虑，根据水库的工程特性及当前运行状态，在防汛会商时，一次性快速大量的计算库的抵御暴雨能力，已为决策者更好的提供计算支持，

2 方法介绍

2.1 可抗御暴雨总量计算

2.1.1 计算面临时刻可抗御降雨能力增值△P

△P=[V(Z汛)-V(Z0)]/F·α0

(1)

式中：V(Z汛)为汛限水位Z汛对应的库容；V(Z0)为对应面临时刻运行水位Z0的库容；F为流域面积；α0为相应面临时刻径流系数的最高值。

2.1.2 计算不同设计频率洪水折合可抗御暴雨量Pf抗御

Pf抗御=Wf/F·αm

(2)

式中：Wf为对水库调洪起控制作用的设计频率f%的洪量值；F为流域面积；αm为流域暴雨径流系数的最高值。

2.1.3 计算面临时刻可抗御暴雨总量Pf总

Pf总=Pf抗御+ △P

(3)

2.2 径流系数计算

径流系数α的计算是一个关键因素，采用的方法是以省直水库历史场次洪水为样本，统计每场洪水的前期土壤含水量、降雨、净雨历史资料，建立土含和降雨的相关关系。在实际应用过程中，利用报汛软件，省直水库每日早8点上报当日土壤含水量，以省直水库流域所在位置为代表反应辽宁省各地区土壤含水量情况。以大伙房水库代表抚顺地区，清河、柴河水库的均值代表铁岭地区，以观音阁水库代表本溪、大连、丹东地区，葠窝和汤河水库的均值代表沈阳、辽阳、鞍山、盘锦、营口地区，白石和闹德海水库的均值代表朝阳、阜新、锦州、葫芦岛地区。

3 实例研究

统计土壤含水量与径流系数的相关关系如图1，画出两者的外包线，即为面临时刻径流系数的最高值。即计算省直水库时刻抗雨能力如表2。

表1 以大伙房水库为例

4 拓展实例

将大型水库抗雨能力拓展至全省小(1)型、小(2)型水库计算，采用上述径流系数带入。

Pf总=XP+[V(Z汛)-V(Z0)]/F·α0+Pa

(4)

式中：XP为24h设计暴雨；V(Z汛)为汛限水位Z汛对应的库容；V(Z0)为对应面临时刻运行水位Z0：的库容；F为流域面积；α0为相应面临时刻径流系数的最高值；Pa为前期影响雨量。

计算结果如表4。

图1

表2 省直水库抗雨能力计算表

将此方法应用于其余21座大型水库，其中3座水库未完工验收，此处不予计算，结果如表3。

表3 大型水库抗雨能力表

表4 全省小(1)型水库抗雨能力分析表

表5 全省小(2)型水库抗雨能力分析表

5 结 论

文章介绍了一种水库抗暴雨能力的计算方法，本方法通过径流系数的计算，充分考虑了流域的下垫面状况，并根据水库的设计洪量和当前蓄水量反算了水库可抵御地面净雨量。通过省管9座水库径流系数的计算结果应用到相近流域中去，计算了其它18座大型水库，以此类推，可计算全部水库的抗雨能力。本方法能够在防汛会商时，快速有效的计算多个水库的运行状态，根据不同的设计标准计算不同抗暴雨等级，并结合实际的天气预报，水库可以预泄部分水量，腾出库容以拦蓄大洪水，因此，本计算方法特别适用于多个水库的同时计算，可以有效利用到实际防洪调度中，为决策者提供技术支持。

[1]武晟，汪志荣.不同下垫面径流系数与雨强及历时关系的实验研究[J].中国农业大学学报，2006,11(05):55-59.

[2]杨春辉，张玥，孟祥国.改进的API模型在尼尔基洪水预报中的应用 [J].东北水利水电,2013(09)：47-50.

1007-7596(2017)10-0026-04

TV697

B

2017-09-22

王鹤翔(1988-)，男，辽宁沈阳人，助理工程师，从事水库防汛调度及运行管理工作。