门楼水库分期汛限水位动态控制运用

汤寿江，权春芝，盖启新

（烟台市门楼水库管理局，山东 烟台 264000）

1 概 述

门楼水库位于烟台市福山区大沽夹河西支流内夹河下游，距福山城区11km，控制流域面积 1077km2，是一座以防洪、灌溉为主，兼有供水、养殖等综合效益的大（2）型水库。

汛限水位动态控制是实现洪水资源化的重要措施之一，在不降低水库防洪标准、保障工程防洪安全的前提下，可以提高水库蓄水能力、雨洪利用率和区域水资源承载能力，有效地降低洪水调度的风险，实现防洪效益、经济效益及社会效益的最大化。2002年以来，为了给优化正常洪水、非常洪水、超标准洪水防洪调度方式提供依据，降低洪水调度的风险，门楼水库管理局联合有着单位成立了“门楼水库汛限水位设计”领导小组，开展了门楼水库汛限水位动态控制运用研究。

2 汛限水位动态控制研究成果

在对1961～2005年45场洪水实测水文资料进行分析的基础上，运用汛限水位动态控制理论，对分期设计暴雨及分期汛限水位进行了分析计算。

2.1 分期降水量序列的展延

以汛期6～9月按月为单位划分为4个时段，在1964～2001年期间，每个时段每年选一个三日面雨量最大值组成4个序列，即分期降水量实测序列（见表1）。对表1的分期降水量实测序列进行展延，可得分期降水量展延序列（见表2）（本次序列展延长度为10000a）。

表1 分期降水量实测序列mm

表2 分期降水量展延序列mm

2.2 分析设计暴雨的确定

由表2可直接求得不同频率对应的分期设计暴雨（见表3）。

表3 不同频率对应的分期设计暴雨mm

2.3 分期汛限水位的分析计算

假定设计暴雨和设计洪水同频率，最大分期设计暴雨（门楼水位为8月）与水库现防洪限制水位所对应的年设计洪水一致，由表3的分期设计暴雨可求得分期设计洪水，然后根据下游防洪等限制条件经水库调洪计算，求出各月相应的汛限水位，即分期汛限水位。门楼水库目前防洪限制水位为28.50m，相应库容9.4×107m3；允许最高蓄水位为32.07m（1000a一遇的洪水，相应库容1.6×108m3）。分期汛限水位计算结果（见表4）。

表4 分期汛限水位

在1964～2001年期间，每年选一个三日面雨量最大值组成年降水量实测序列。展延年降水量实测序列，可直接求得不同频率对应的年设计暴雨值（见表5）。

表5 不同频率的年设计暴雨值

2.4 分期汛限水位的动态控制运用方案

在上述分析计算的基础上，运用流域内的雨量及水文GSM移动通信遥测测报系统、库水位自动遥测系统等设施，提前预报入库洪峰流量及其到达的时间、洪水总量。在保障防洪安全的前提下，针对不同时段的汛限水位，运用“为下游错峰、短历时超蓄、洪前预泄、拦蓄尾水”等汛限水位动态控制运用方式，并根据不同流量级的入库来水，细化了汛限水位动态控制运用方案。

3 分期汛限水位动态控制应用

2007年8 月中旬，门楼水库出现了近20年来最大的洪水过程。8月12日5时，入库洪峰2900m3/s。根据水库、河道联合调度运用的特点，门楼水库充分发挥水库拦蓄削峰作用，适时错开外夹河汇流洪峰，避开海潮顶托作用，加强工程监测与巡查，工程经受住了考验，成功地调度了本次洪水。

3.1 洪水成因与特点分析

8月中旬，受暖湿气流、冷空气及外围第8号台风“蝴蝶”的共同影响，门楼水库流域出现了大范围强降雨，最大 24h降雨量164mm，最大 48h降雨量 240mm，3d平均降雨量259mm，其中大庄头3d降雨量达310mm。此次洪水超过百年一遇洪水标准。

此次洪水有三大特点：一是洪水涨幅大，8月10日10时库水位26.20m、前期降雨入库基流30m3/s，22时库水位 26.89m、入库流量 908m3/s，12日 3时库水位27.79m、 入库流量 2067m3/s，5时达到峰值 2900 m3/s；二是洪峰传播时间短，受前期降雨影响，扣除库面降雨来水外，洪峰流量传至库水位计时，洪峰传播时间仅18h；三是入库峰值退落较快，但入库小流量退水漫长。

3.2 洪水预报

由于此次降雨形成时间相对较长，通过分析，运用微机洪水预报系统进行跟踪预报，本次洪水预报结果见表6。

表6 2007年8月洪水预报结果

3.3 洪水调度

根据此次洪水成因及其特点分析可知，8月12日5时入库洪峰2900m3/s，此时外夹河洪峰流量达2970m3/s；12日7时受黄海满潮的海潮顶托作用及内外夹河汇流的共同影响，福山区城区内涝严重，道路淹没，许多居民家中进水，而当时库水位28.84m，已超过汛限水位0.34m，入库流量1200m3/s。门楼水库坚持工程措施和非工程措施相结合，运用汛限水位研究成果，调整了洪水调度方案，解决了内外夹河汇流、海潮顶托作用、水库洪水等多因素综合影响的复杂问题，错开外夹河洪峰，于8月12日8时开启闸门泄洪，控制泄量310m3/s，拦截洪峰流量2600m3/s，削减洪峰流量89.3%。

3.4 效益分析

通过应用汛限水位动态控制运用方案，2005～2008年累计防洪效益已达102亿元，其中2007年8月11日8号台风强降雨过程产生的洪水的成功调度就产生了防洪效益69亿元；累计增加调度库容7840万m3，直接供水的总效益2500多万元。

4 结 语

作为烟台市主要水源地的门楼水库，在保证水库工程安全运行的前提下，根据流域降水时空分布情况，积极应用汛限水位动态控制运用方案，对汛限水位实行动态控制，科学调度洪水，合理蓄泄，实施 “拦洪、导洪、渗洪”等举措，在调度过程中适度提高风险指数，最大限度地发挥了门楼水库的综合效益。

[1]门楼水库管理局.门楼水库汛限水位研究总结[R].烟台:门楼水库管理局,2008.

[2]贠汝安,曹升乐.水库分期汛限水位动态控制研究[J].山东大学学报(工学版),2004,34(5):81-84.