漳泽水库主汛期分期时间节点分析

叶 秀

（山西省漳泽水库管理局 山西长治046021）

1 工程概况及现行主汛期分期情况

漳泽水库位于山西省长治市北郊，是一座以工业、城市供水、农业灌溉和防洪为主兼顾旅游、养殖为一体的大（二）型水利工程。控制流域3 176 km2，流域内已建成中小型水库43 座，其中有中型6 座，小（一）型15 座，小（二）型22 座，控制流域面积1 551 km2，占漳泽水库流域控制面积的48.8%。流域内多年平均降雨量584 mm，其中汛期占71.4%，水库多年平均来水量1.52 亿m3，其中汛期占59.4%。汛期，上游6 座中型水库、4 个进库站和24 个雨量站组成了漳泽水库水情测报站网，流域内建成水库实行水库群联合调度。

水库防洪标准为100年一遇洪水设计、2000年一遇洪水校核，常况汛期采用“分期台阶式”汛限水位调度方式，全汛期从6月1日开始至9月30日结束，前汛期为6月1日至7月14日，主汛期为7月15日至8月15日，后汛期为8月16日至9月30日。

2 主汛期分期节点的计算与分析

2.1 汛期降雨量统计法分析主汛期分期节点

以漳泽水库流域24 个雨量站1990年-2013年24年日降雨量数据（表1）为基础，采用候（每候5 天，大月最后一候6 天）为统计单位，统计结果见表2。

由表2可知，旬最大雨量在7月上旬，候最大雨量在7月2 候，月最大雨量在7月份，7月份雨量是8月份的135%。单纯从汛期月降雨量比较来看，主汛期在时间分配方面，7月份比8月份应该占更长的时间份额。

2.2 直接模糊统计试验法计算主汛期分期节点

利用流域的水文资料采用直接模糊统计法计算“主汛期”经验隶属度[1]，基本步骤如下:

1）对漳泽水库流域1990年-2013年日均降雨量进行统计（表1），计算出平均日降雨量为3.27 mm，以其为参考值，选择其附近4 个降雨区间（2 mm，5 mm）、（3 mm，6 mm）、（3 mm，9 mm）、（2 mm，8 mm）计算“主汛期”经验隶属度，发现（3 mm，6 mm）的计算结果（表3）与实际情况最为符合的，即降雨量大于等于3 mm为汛期开始的下限雨量，大于等于6 mm 为主汛期开始的下限雨量，确定非汛期至主汛期和主汛期至非汛期的期限。

表1 漳泽水库流域1990年—2013年日均降雨量统计表 单位：mm

表2 漳泽水库流域1990年—2013年汛期候旬月平均雨量统计表 单位：mm

2）由1990年-2013年的逐年实际日降雨量和（3 mm，6 mm）指标区间来确定4 个分隔点t1（汛期开始时间点）、t2（主汛期开始时间点）、t3（主汛期开结束时间点）和t4（汛期结束时间点），日降雨量大于等于3 mm 出现的最早和最晚时间分别为t1和t4，日降雨量大于等于6 mm 出现的最早和最晚时间分别为t2和t3（图1）。

3）由各年的4 个分隔点计算各年6月1日-9月30日每日“主汛期”这一模糊概念的经验隶属度μij（第i年j 时刻的“主汛期”经验隶属度）。t1、t4时刻的经验隶属度为0，t2、t3时刻的经验隶属度为1，t2至t3时段内的为1，t1至t2和t3至t4时段内的值为0 至1的线性内插值，数学模型表达如下:

图1 “主汛期”经验隶属函数简图

μA（t）=（t-t1）/（t2-t1） t∈（t1，t2）

μA（t）=1 t∈[t2，t3]

μA（t）=（t4-t）/（t4-t3） t∈（t3，t4）

式中:μA（t）——时间t 隶属模糊子集A（主汛期）的经验隶属度，也即依此进行前述的μij的计算。

4）然后计算24年的算术平均值M（μj）为第j日的“主汛期”经验隶属度；

表3 漳泽水库“主汛期”经验隶属度M（μj）计算结果

（针对于“主汛期”这一模糊概念的平均经验隶属函数）

式中:M（μj）——j 时刻“主汛期”经验隶属度；

μij——第i年j 时刻的“主汛期”经验隶属度。

5）取M（μj）=1 的时间为“主汛期”时间。

从计算结果表3看，“主汛期”经验隶属度为1 的时间为6月30日—8月14日。由此可见，单纯以降雨量来计算来讲主汛期的开始时间点应为6月30，比现行“主汛期”的开始时间点7月15日有所提前。

2.3 进库站进库径流量统计分析主汛期分期节点

高河、西莲、湛上和东大关四个进库站以下到漳泽水库大坝区间流域面积为423 km2，占全流域面积的13.32%，根据1992年—2013年逐月进库径流量统计，7月份的进库径流量35 007 万m3明显低于同期8月份38 930 万m3。仅从进库站径流量看主汛期在时间分配方面，8月份比7月份应该占更长的时间份额，可7月份降雨量却比8月多，这是由于漳泽水库上游水库群对洪水的巨大调节作用。

3 论证与结论

对于水库防汛产生直接影响的是降雨，无论是从7、8月份的降雨量还是经验隶属度计算的结果，漳泽水库的主汛期分期节点应该在现有基础上向前移动；虽然单从4 个进库站进库径流量统计来看，主汛期在时间分配方面，8月份比7月份应该占更长的时间份额，但是4 个进库站到漳泽水库的区间面积423 km2，降雨产生的洪水直接入库，当库水位达到正常蓄水位时库区面积有30 km2，降雨也直接落入库区，这些并不在进库站统计范围内，此外，根据漳泽水库汛期调度实践，在丰水年的8月份，上游水库由于超汛限水位后的集中弃水是漳泽水库8月份入库径流量大于7月份的主要原因，因此，7月份和8月份实际入库洪水量相差并没有进库站统计值那么大。

根据以上分析，考虑上游水库和进库站的调节作用，应适当延长漳泽水库的主汛期时间，缩短前汛期时间，将现在主汛期开始时间7月15日往前推移，结束时间保持8月15日不变。