水平衡数据统计在麻家边水库调度运行中的应用

2022-05-15李新宽

陕西水利 2022年4期

李新宽

（金堆城钼业集团有限公司,陕西渭南 714102）

1 前言

实时雨情、降雨量、降雨强度、降雨持续时间、河道实时水情、水库过程水位、泄洪时间、下泄流量、取水量等数据是水库运行中产生的基本数据,通过数据的统计分析,可以建立流域年降雨总量与年入库总量、不同雨量等级的降雨与单次入库水量、不同雨量等级降雨入库周期和前期时段入库强度等关系模型。

通过多年数据统计分析,从中发掘水库满足防汛和供水功能、更好地实现水平衡情况下,形成汛期一定时段、一定雨量等级雨情、相似运行水位和防洪库容下的防汛应对策略和泄洪模式,以更好发挥水库兴利效益。尤其在主汛期和汛期结束前,在汛限水位以下寻求更稳妥、更可靠的水位控制和预泄策略,得到更加优化的蓄水策略,确保汛期防汛安全和冬春季供水保证率。

2 现状简介

2.1 水库水文技术参数

麻家边水库坝址以上流域62.4 km2,河长12.4 km,由东坪和西坪两条支沟汇合而成,主河道除东、西坪等地较为开阔外,均为峡谷,流域形状呈扇形,河道比降达20‰。坝址以上流域属秦岭山地,海拔高度在1200 m~2100 m之间,最高达2645 m,植被覆盖良好,平时水流清澈,泥沙侵蚀轻微。

自1961年有观测记录以来,年降雨量为483 mm~1173 mm,年平均降雨量826 mm,6月~9月多年平均降雨量占全年的64%以上,7月~9月为暴雨集中频发期,主汛期明显。

表1 水文工程技术参数表

2.2 水库工程技术参数

表2 工程技术参数表

续表2

由于受西太平洋副热带高压、冷暖空气及其特殊地形影响,在汛期容易形成暴雨。蒿坪川暴雨具有笼罩面积小、历时短、强度大的特点。洪水具有峰高、量小、单峰多、复峰少,过程线尖瘦、涨落迅猛等特点。

2.3 历史灾害

1996年8月,水库控制泄流,致使库水位于8月1日急剧上升至历史较高水位1129.74 m,洪水翻溢洪道闸门顶而过。

2010年7月22日~24 日,降雨量高达115.3 mm。强降雨造成蒿坪川河水暴涨,水库上游洪峰流量超500 年一遇校核洪水,水库坝前水位荷载超过弧形闸门设计荷载,洪水冲坏溢洪道弧形闸门,一路下泄,冲毁任家滩村、武坪村180 多间房屋,淹没及过水农田约270 亩。

3 水平衡数据分析

通过对近5年麻家边水库实时雨情、降雨量、降雨强度、降雨持续时间、河道实时水情、水库过程水位、泄洪时间、下泄流量、取水量等数据统计分析,从中发掘水库年入库流量和流域内降水总量之间的比例关系,可以判断出在某一时段全年累计降雨量和该时段入库总量的长期比例关系,根据大概率的当前年降雨总量入库总流量的比例关系推断后期大概率还会入库的总水量,同时结合不同雨量等级的降水情况,参照不同雨量等级情况下,利用已有大数据确定降雨后24 h和48 h入库流量,确定单次降雨的强度、降雨汇流入库时间、降水洪峰入库时间、降雨入库持续时长、雨量总的入库时间等,同时何时水库腾库容量、排洪时间等段。从而实现水平衡情况下,形成汛期一定时段、一定雨量等级雨情、相似运行水位和防洪库容下的防汛应对策略和泄洪模式,以更好发挥水库兴利效益。

表3 年入库量与流域降水量关系表

通过对近5年以来麻家边水库上游流域内逐年流域内月面平均降水量和全年累计降水量、流域内年降水总量、泄洪量、可蒸发量/实际蒸发量、取水量的分析,得出麻家边水库流域内全年降水总量和全年入库总量的比例关系平均值约为45.71%,各年份平均值偏移在1.84%~4.81%之间,规律性较强。加强和重视水库实时雨情、降雨量、降雨强度、降雨持续时间、河道实时水情、水库过程水位、泄洪时间、下泄流量、取水量等数据采集分析,对更大数据进行分析计算,不断优化比例关系。即可根据流域年度累计降水量、本次内已累计降水量、短期雨情预报和后期水量需求计划动态调整防汛应对策略和泄洪模式。

表4 流域降水量与入库总量关系

4 降雨量与24小时入库比例

麻家边水库自动水雨情监测系统在麻家边水库上游流域内设置有水库大坝、陈家院、蜈蚣台、八里坡、北坡、白家沟等6处自动雨量站,用于对水库上游流域降雨情况进行实时监测。

通过对主汛期不同雨量降雨等级情况下流域内降水总量、24 h和48 h入库总水量（泄洪量、可蒸发量/实际蒸发量、取水量）的对比分析,得出麻家边水库大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨降雨等级情况下24 h内入库流量约为流域内降水总量的1.08%、7.74%、52.07%、61.85%,48 h内入库流量约为流域内降水总量的1.37%、15.82%、61.99%、98.78%。即随着降雨等级的提高,尤其大暴雨以上级别的降雨会出现降雨量大、入库量大、入库迅速等特点。

当流域内出现大暴雨和特大暴雨的预报或预警前务必持续开启泄洪设施,提前预泄,合理低水位运行,雨中根据累计降雨量、短期雨情动态调整防汛应对策略和泄洪模式,雨后根据后期入库流量预期和水量需求计划及时调整应对。