第７期 ２０１５年７月 广东水利水电 ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＷＡＴＥＲ ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ ＡＮＤ ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ Ｎｏ．７ Ｊｕ１．２０１５ 广东省某水库工程防汛抢险应急措施后评价 彭 艳 ，李海燕 ，黄健东 ，魏俊彪 （１．广东省水利水电科学研究院，广东省水动力学应用研究重点实验室，广东广州 ５１０６３５； ２．河南中原黄河工程有限公司，河南新乡４５３００３） 摘要：通过资料收集、现场勘察以及反演计算，对广东省某水库工程防汛抢险进行分析与后评价。结果表明：即使不 开底孔，库水位也不会超过设计水位，但是在未来天气不确定、预报入库洪水偏大的情况下，打开底孔泻洪，将风险控 制在了最低。此外，研究还表明延长入库洪水预见期、提高洪水预报精度，对今后水库防汛抢险工作具有重要意义。 关键词：防汛抢险；后评价；入库洪水预报；某水库 中图分类号：ＴＶ８７１．３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００８—０１１２（２０１５）０７—００１２—０４ １险情概述 受强台风“尤特”影响，广东省某大（一）型水库库 区遭受强降雨袭击，２０１３年８月１６日一１９日，３ ｄ平 水库汛期为４月１５日一１０月１５日，原设计汛限 水位为７５ ｍ，为保障水库和下游的安全，经研究并通 过省防总批准，从２００８年起该水库汛限水位调整为 ７６ ｍ。 均降雨量达７９２．３ ｍｍ，实测２４ ｈ最大平均降雨量为 ５９９．６ ｍｍ，其中高潭站９０６ ｍｍ，达１ ０００年一遇标准 （以下简称“８．１６洪水”）¨ｊ。受“８．１６洪水”影响，该 水库水位急剧上涨，水库管理局于１６日１５：Ｏ０启动 防汛应急预案，根据市三防办２０１３／８／１７发布的指令， ２）水库防洪标准限定水位及泄量 当流域发生２Ｏ年一遇及以下洪水时，水库调洪原 则为保护下游河道２Ｏ年一遇洪水设防标准的堤围；发 生超过２０年一遇洪水时，水库调洪原则为兼顾水库安 全及下游损失。水库各级限定水位及相应泄量见表１。 表１水库各级限定水位及最大限定下泄流量 于２０１３／８／１７ ２１：４６打开大坝底孑Ｌ闸门参与泄洪，当 时库水位达到８３．１７ｍ，为本次防洪调度中的最高水 位。底孔闸门打开后，由于水库泄量增大，而下游河 道较窄，冲击浪花飘入进厂公路，顺坡倒流导致电厂 厂房被淹、供电中断的意外事故。此次出险过程中还 发生坝腔集水、溢洪道下游３００ １ＴＩ处左右岸严重水毁 等问题。 ２工程概况及防洪调度规程 该水库位于惠州市惠东县，是一座以防洪灌溉为 ３）水库溢洪道闸门的运用规则 ①防洪汛限水位为７６．０ ｍ； 主，兼营发电，改善航运和供水等综合效能的大（一） 型水库，坝址处控制流域面积８５６ ｋｍ ，设计标准为 ５００年一遇、校核标准为５ ０００年一遇、保坝标准为 １０ ０００年一遇加２０％安全系数，下游防护标准为２０ ②当库水位在７６．０～７６．５ ｍ之间时，闸门开启 １．６ １ＴＩ。 ③当库水位超过７６．５ ｍ时，关闭闸门ｌ ｄ，只放 发电流量。 年一遇。水库总库容为１２．２亿ｍ ，正常蓄水位为 ７５ ＩＴＩ，兴利库容为３．８５亿ＩＴＩ ；汛期水位为７５ Ｉｎ， 防洪库容为６．４５亿ｍ 。根据该水库管理手册，水库 防洪调度规程如下： １）防洪汛限水位 收稿日期：２０１５—０４—２３；修回日期：２０１５—０５—１５ ④任何情况下，当库水位超过８２．７ Ｉｌｌ（相应防洪 库容为２．９７亿１ＴＩ。）时，开启闸门泄洪： ａ）库水位在８２．７～８２．９２ ｍ之间时，闸门开启 ５．２ ｍ； 作者简介：彭艳（１９８８），女，硕士，助理工程师，从事水资源管理以及防洪减灾工作。 ・１２・ ２０１５年７月 第７期 彭艳，等：广东省某水库工程防汛抢险应急措施后评价 ｂ）库水位在８２．９２—８３．５ ｍ（相应防洪库容为 ３．３７亿ｍ ）时，闸门开启７ ｍ； ｃ）库水位超过８３．５ ｍ时，闸门全开。 ⑤关闸门１ ｄ后，库水位未达到８２．７ ｍ时，闸门 开启３．２ ｍ。 ３防汛抢险后评价 算得到水库入库、出库洪水过程，通过对不同调洪过 程分别进行模拟计算，来评价本次防汛抢险。 ３．１水库闸门操作情况及泄洪流量构成 本次洪水过程中水库的泄洪流量主要由发电流量、 溢洪流量和底孔流量３部分构成，２０１３／８／１６ １２：００ ～２０１３／８／２６ ００：００期间溢洪道、底孔开闭情况见表 依据“８．１６洪水”期间水库运行资料， 通过反演计 ２、表３，流量构成情况见表４。 表２水库溢洪道开闸情况一览 表４水库泄洪流量构成情况 序号 时段 流量构成 ３．２入库流量反演计算 根据水库运行数据以及溢洪道水位流量表，对本 次洪水过程水库入库流量进行反演计算，坝前实测水 位见图１。 由泄流对照表查算得到发电流量、底孔流量，由 坝前水位及闸门开度计算溢洪道下泄流量，由水位库 容曲线查算库容，根据水量平衡原理，推算得到入库 流量、入库流量及出库流量，详见图２。 “８．１６”洪水期间，该水库入库洪峰流量为 ５ ６００．３ ｍ ／ｓ，２４ ｈ洪量为３．３６亿ｍ ，３日洪量为 ４．９３亿ＩＴＩ ，５日入库洪量５．４７亿ｍ。，５日出库水量 ４．６１亿ｍ ，削峰率达７８．４％。 ・１３・ ２０１５年７月第７期 广东水利水电 Ｎｏ．７ Ｊｕ１．２０１５ ３．３不同工况调洪过程模拟计算 根据水库运行资料，水库于２０１３／８／１７ ２１：４６— ２０１３／８／２３ １０：０６开启底孔泄洪，期间最高实测库水位 为８３．１７ ｍ，最大下泄流量为１ ７８５ ｍ ／ｓ。 在高水位运行情况之下，开启或关闭底孔都具有 一定的风险，为了进一步分析本次防洪抢险过程，分 别模拟计算水库不开底孔的调洪过程（工况１）、根据 预报入库洪水过程提前２４ ｈ敞泄的调洪过程（工况２） 以及根据实际入库洪水过程提前２４ ｈ敞泄的调洪过程 （工况３）。 工况１：根据反演计算得到的入库流量以及闸门 开度、实测的初始水位、初始库容以及溢洪流量关 系表，推算不开底孑Ｌ出库流量过程及坝前水位过程。 图３底孔开启和关闭。隋况下的水位过程 图４底孔开启和关闭情况下的泄洪流量过程 ・１４・ 图５底孔开启和关闭情况下水库蓄水量过程 计算结果表明：如泄洪过程中不开底孔，水库最 高坝前水位为８３．２８ ｌＩｌ，略高于底孔开启情况下最高 水位８３．１７ ｍ，但仍低于设计水位８４．０ ｍ；最大下泄 流量为１ ４８１．５ １ＴＩ ／ｓ，低于设计标准最大下泄流量 １ ７００ ｍ ／ｓ；坝前库水位将于２０１３７８／１９ １１：００降到 ８１．５ ｍ，比开启底孔泄洪实际情况晚９ ｈ下降至 ８１．５ ｍ。 工况２：以预报入库流量作为输入，假设提前 ２４ ｈ打开底孔闸门泄洪计算得到最高坝前水位为 ８３．９３ ｍ，最大下泄流量为１ ７００．３ ｍ ／ｓ，达到水库设 计下泄流量的最大上限１ ７００ ｍ ／ｓ，最高水位出现在 ２０１３／８／１７ ２３：００。 工况３：以反演得到的实际入库流量作为输入， 假设提前２４ ｈ打开底孔闸门泄洪，计算得到最高坝前 水位为８３．２５ ｍ，最大下泄流量为１ ５２７．０ １ＴＩ ／ｓ，最高 水位出现在２０１３／８／１８ ０：００，均在设计标准以下。 表５ 不同・隋景下水库坝前水位以及最大下泄流量对比分析 工况 类型 最高水位／ｍ最大下泄流量／（ｒＩｌ３／ｓ） ３．４入库洪水预报精度分析 １）过程预报精度 利用不确定性系数分析本次入库洪水过程预报的 精度，不确定系数（ ）计算公式如下 ： ２０１５年７月 第７期 彭艳，等：广东省某水库工程防汛抢险应急措施后评价 Ｎ ７ Ｊｕｌ＿２０１５ ∑（Ｑ 一Ｑ：） 根据水库调度规则，当流域发生超过２０年一遇洪水 Ｅ＝１一号Ｌ—＿二＿ （１） 时，水库调洪原则是兼顾水库安全及下游损失。可见， ∑（Ｑ 一Ｑ。） ￡ ｌ 险情发生前依预报入库流量过程，打开底孔泄洪，符 ２０１３／８／１５ ０：００－－２０１３／８／２６ ０：００期间，入库洪 合水库管理规定，将风险控制在了最低。 水预报不确定性系数为０．９１２ ７，过程预报精度较高。 ３）根据实际入库洪水，假设提前２４ ｈ打开底孔 ２）洪峰预报精度 泄洪，则水库最高库水位为８２．２５ ｍ，最大下泄流量 预报入库洪峰值为６ ６１０．３ ｍ ／ｓ，峰现时间为 为１ ５２７ ｍ ／ｓ。可见，如果提高预报入库流量精度， ２０１３／８／１７ １２：００；计算入库洪峰流量为５ ６００．３ ｍ。／ｓ， 将可以做出更合理的调度，避免因下泄流量过大而造 峰现时问为２０１３／８／１７ １３：００。洪峰预报值相对误差为 成险情。由此表明，提高入库洪水预报精度对水库管 １８．０３％（预报稍大），峰现时间预报偏差为一１ ｈ（预 理具有重要意义。 报提前）。 综上所述，尽管采取不开底孔的措施，库水位也 ４结论与建议 不会超过设计水位，但是在当时未来天气不确定、预 ４．１结论 报入库洪水偏大的情况下，省三防部门要求水库在８ 通过模拟该水库不同调度工况下水位及下泄流量 月１７日２１：Ｏ０打开底孔泄洪的指令将大坝运行风险 过程，可得到以下结论： 控制在了最低，符合当时具体情况。此外，由本次防 １）打开底孔参与泄洪，实测最高库水位为 洪调度可知，延长入库洪水预见期、提高洪水预报精 ８３．１７ ｍ，最大下泄流量为１ ７５０ ｍ ／ｓ；如若不开底孑Ｌ 度，可为水库运行管理提供有效的决策支持，对水库 （工况１），溢洪道操作一致，水库最高库水位为 管理具有重要的意义。 ８３．２８ ｍ，最大下泄流量为１ ４８５．１ ｍ ／ｓ，均未超过设 ４．２建议 计水位８４．０ ｍ及设计下泄流量１ ７００ ｍ ／ｓ。可见，当 １）建议加强水库测报系统的建设，延长入库洪水 时情况下，如不开底孔泄洪水库坝前水位不会超过设 预见期，提高洪水预报精度，为水库运行管理提供有 计水位，下泄流量也不会超过下泄流量上限。值得说 效的决策支持。 明的是，上述计算依据为反演得到的实际入库洪水过 ２）加强水库下洪河道管理，定时清理河障。 程，而当时的情况为未来天气情况不确定、预报洪峰 参考文献： 偏大。 ［１］ 广东省防汛防旱防风总指挥部办公室．“尤特”造成粤西 ２）根据预报入库流量资料计算，如提前２４ ｈ打 局部地区出现特大暴雨省防总和受灾地区合力组织抗 开底孔泄洪，则水库最高坝前水位为８３．９３ ｍ，最大 灾［Ｚ］．广东水利水电，２０１３（ｓ１）：封底． ［２］ＳＬ２５０－－２０００水文情报预报规范［Ｓ］． 下泄流量为１ ７００．３ ｍ ／ｓ。可见，依入库洪水预报资 （本文责任编辑王瑞兰） 料，提前２４ ｈ打开底孔泄洪水，水库水位逼近设计水 位，下泄洪量也达到水库设计的下泄流量的最大上限。 Ｐｏｓｔ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｆｌｏｏｄ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｉｓａｓｔｅｒ——Ｒｅｌｉｅｆ ｔｏ Ａ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ＰＥＮＧ Ｙａｎ ，ＬＩ Ｈａｉｙａｎ ，ＨＵＡＮＧ Ｊｉａｎｄｏｎｇ ，ＷＥＩ Ｊｕｎｂｉａｏ （１．Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５ １０６３５，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｔｈｅ Ｙｅｌｌｏｗ Ｒｉｖｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．ｉｎ Ｈｅｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｘｉｎｘｉａｎｇ ４５３００３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｆｉｅｌｄ ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ，ａ ｐｏｓｔ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓａｓｔｅｒ—ｒｅｌｉｅｆ ｉｎ ａ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｆｌｏｏｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ｉｔ ｉｓ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｉｓｋ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ ｂｙ ｏｐｅｎｉｎｇ ｔｈｅ ｂｏｔｔｏｍ ｈｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｅａｓｅ ｏｆ ａｎ ｕｎｃｅｒｔａｉｎ ｗｅａｔｈｅｒ ａｎｄ ａ ｈｉｇｈｅｒ ｌｆｏｏｄ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｌｓｏ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ａ ｌｏｎｇｅｒ ｆｌｏｏｄ ｌｅａｄ—ｔｉｍｅ ａｎｄ ｈｉｇｈｅｒ ａｃｃｕｒａｃｙ ｉｎ ｌｆｏｏｄ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ｐｌａｙｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｆｌｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏ１． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｌｏｏｄ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｒｅｌｉｅｆ；ｐｏｓｔ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ；ｆｌｏｏｄ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ；ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ・１５・
