中小河流湿地公园洪水预报及调度——以淄博孝妇河湿地公园为例

范杰利，王 珑，赵泮杰

（山东省淄博市水利勘测设计院，255000，淄博）

湿地公园既要发挥景观功能又要承担行洪任务，汛期洪水调度十分关键。由于大部分中小河流站网密度稀、缺少必要的应急监测手段，加上中小河流源短流急，暴雨洪水具有强度大、历时短、难预报预防的特点，湿地公园的洪水预报及调度成为汛期安全运行工作的突出难点。

一、洪水预报方案

淄博市水资源匮乏，是北方典型的缺水地区。孝妇河为淄博市的母亲河，属中小河流，在湿地公园处有水文站且具备一定水文系列资料;湿地公园上游只有雨量站。本文以孝妇河湿地公园为研究目标，运用概率统计理论，采用降雨径流相关法，进行缺水地区中小河流的洪水预报及调度方案研究。

孝妇河湿地公园建设面积425 hm2，河道治理长度6.65 km，公园总蓄水量460万m3，最大蓄水面积135万m2。湿地公园位于孝妇河主河道上，公园的蓄水主要由下游气盾闸控制，气盾闸属于新型闸门，启闭迅速，易于控制。研究中，在采用传统的瞬时单位线法计算时，洪峰流量比较大，如果以此作为洪水调度的依据，整个汛期气盾闸必须塌坝运行，湿地公园无法蓄水，不能发挥景观功能，而且汛期过后需要补充黄河水才能完全蓄满，补水成本较大，故传统的洪水计算方法不适用于湿地公园的洪水预报。

图1 流域平均降雨量频率分析图

图2 前期影响雨量频率分析图

1.资料选取

选取2000—2016年湿地公园处水文站实测洪水资料进行分析。根据站网布设情况，为方便汛期洪水预报，降雨资料来自流域内具有代表性的报汛雨量站，采用面积加权平均法计算流域平均雨量。本次选取共计17年间汛期的29场暴雨洪水资料，经对比分析，资料系列完整、可靠，具有良好的代表性。

本次分析（见图 1、图 2、图 3）共得到29场洪水成果。从暴雨中心来看，包含了上中下游和普雨等各种情况；从暴雨发生时间来看，包括汛初、汛中等情况；从降雨量级分析，涵盖了31～131 mm区间内的各种暴雨；从前期降雨影响分析，包含干旱到湿润各类情况。本次成果具有广泛代表性，成果可以用做降雨径流关系分析的依据。

2.预报方案

产流部分：采用降雨径流相关法，根据计算出的平均雨量P、前期影响雨量Pa和径流深R，绘制P+Pa～R相关图，即径流深预报图（见图4）。

汇流部分：以流域平均降雨历时为参数，利用径流深与净峰流量的相关关系，建立径流深R与净峰流量Q净相关图（见图5），预报出净峰流量后加上起涨流量即得到洪峰流量。

图3 暴雨中心位置频率分析图

图4 P+Pa～R相关图

图5 R～Q净相关图

图6 典型洪水过程图

表1 湿地公园洪水调度运行表

3.设计洪水过程线的分析

以峰高量大为原则，选取具有代表性的洪号“20050806”洪水过程作为典型洪水（见图6）。预报采用按洪峰同倍比控制方法放大典型洪水过程线，从而求得设计洪水过程线。

二、调度方案

根据天气预报强度等级，选取24h降雨量计算值，加上选定的前期影响雨量 Pa，根据 P+Pa～R 相关图、R～Q净相关图，计算洪峰流量。根据典型洪水过程，结合湿地公园调洪演算，确定下泄流量，计算气盾闸的塌落高度，依据前面演算的洪水过程线及下泄库容计算洪峰过后的气盾闸升起流量。洪峰过后，气盾闸调整到流量控制模式，当流量达到各工况对应值时开始升起。

据此形成的湿地公园洪水调度运行表（见表 1），孝妇河湿地公园建成后据此组织防汛调度，效果良好。

三、结 语

近年缺水地区中小河流上新建的湿地公园越来越多，汛期公园的景观功能和防洪功能是一个巨大的矛盾综合体。以淄博孝妇河湿地公园为例，利用新型气盾闸启闭迅速、易于控制的特点，结合天气预报及实测水文资料进行洪水预报是一种新型的预报模式，能够为湿地公园的洪水调度提供依据，不仅满足防洪要求，而且最大限度地利用了雨洪资源，生态效益显著。

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