苍南县桥墩水库防洪调度方案应用研究

苍南县桥墩水库防洪调度方案应用研究

夏莹

(浙江省苍南县水利局，浙江 苍南325800)

【摘要】在防御历次暴雨洪水过程中，桥墩水库与该流域的吴家园等中小型水库和朱家站等水闸充分发挥了调蓄排涝作用，或提前预泄、或调洪错峰、或有力削峰，大大减轻了洪水对下游特别是苍南县城的威胁，有效保护了人民群众生命安全和国家财产安全。桥墩水库等水利骨干工程在调控洪水中发挥了重要作用，产生了巨大的经济和社会效益。

【关键词】桥墩水库；防洪调度；方案

中图分类号：TV697.1+1

Study of applying flood control scheduling plan in Qiaodun Reservoir

of Cangnan County

XIA Ying

(ZhejiangCangnanCountyWaterConservancyBureau,Cangnan325800,China)

Abstract:Medium and small reservoirs such as Qiaodun Reservoir and Wujiayuan Reservoir, Zhujiazhan and other gates in the region fully play storage regulation and drainage roles in withstanding previous heavy rain floods. Water can be drained in advance, or flood can be regulation for staggering peak, or peak can be forcibly weakened, thereby greatly reducing the threat of flood on downstream part especially Cangnan County. Life safety and national finance safety of the mass can be effectively protected. Qiaodun Reservoir and other water conservancy backbone projects play important role in flood control, thereby producing huge economic and social benefits.

Key words: Qiaodun Reservoir; flood control scheduling; plan

1水库基本情况

1.1工程地理位置及流域、水系概况

桥墩水库工程位于鳌江流域南港的最大支流——横阳支江上游，坝址位于苍南县桥墩镇仙堂村的大玉沙，距县城灵溪镇12km、距桥墩镇及104国道2km。水库集雨面积138km2，河长2.8km。河流桥墩镇以上为山区，坡陡流急，林木稀少，雨水缺乏调节，每逢暴雨，洪水暴涨暴落；桥墩镇以下为平原水网地区，河道狭隘迂曲，坡度平缓，易受洪涝灾害。横阳支江是鳌江的最大支流，为省级河道。集雨面积357.5km2，主流全长60.5km。自西南向东北流经莒溪、桥墩水库、灵溪流石、凤浦至朱家站水闸汇入鳌江出海。

1.2工程任务

桥墩水库是一座以防洪、灌溉、供水为主，结合发电等综合利用的中型水库。水库正常蓄水位52.19m，正常库容5489万m3，灌溉水位23.19m，相应库容277万m3；发电水位27.19m，相应库容645万m3；设计洪水位61.08m， 相应库容7775万m3；校核洪水位62.13m，总库容为8133万m3。台汛期汛限水位47.69m，相应库容4025万m3；梅汛期汛限水位52.19m，防洪高水位61.05m，相应库容7765万m3。桥墩水库主要灌溉江南、南港平原1.87万hm2农田，水库直接保护下游桥墩镇及沿江两岸40万人口，保护下游南港平原的0.64万hm2土地及104国道、甬台温高速公路的防洪安全。

2防洪调度

2.1水库下游情况

桥墩水库下游有桥墩镇、灵溪镇、藻溪镇、麻步镇、肖江镇等乡镇，工业发达，横阳支江灵溪镇上游布置有水文站，观测横阳支江水位。根据《桥墩水库保安加固工程初步设计报告》(2007年)，南水头以下横阳支江的过流能力为670m3/s。但根据近几年实际运行情况以及《浙江省鳌江流域防洪规划修编报告》中桥墩水库防洪调度方案调整前后横阳支江灵溪断面洪水计算结果来看，南水头以下横阳支江灵溪断面的泄流能力可达到800m3/s。20年一遇洪水位7.79m，低于堤顶高程(8.60m)0.81m，较原河道过流能力670m3/s要大130m3/s。

横阳支江水库—朱家站水闸段全长28km,于2013年4月开始全面整治，期间将经历几个汛期，根据《横阳支江堤防加固工程初步设计报告》，横阳支江施工导流采用围堰结构，围堰顶高程为3.62m(正常水位3.12m+安全超高0.5m)。根据《浙江省鳌江流域防洪规划修编报告》，横阳支江灵溪—朱家站水闸5年一遇水位在7.35～4.71m，流量在585～811m3/s，计算桥墩水库—南水头区间5年一遇最大洪峰流量为567m3/s，说明在汛期通过桥墩水库的限泄，横阳支江水位满足施工要求。横阳支江除险加固工程的度汛安全立足于原河道行洪，有利于桥墩水库放水预警，做到安全、有序转移。

2.2洪水

2.2.1暴雨成果

此次暴雨成果采用浙江省水利水电勘测设计院《初设报告》(2006年10月)的暴雨成果，同时参考《浙江省苍南县桥墩水库保安工程蓄水验收设计工作报告》(2010年1月)(以下简称《蓄水验收报告》)中对于暴雨复核的成果，根据系列延长至2013年后的暴雨计算成果，各台汛期频率较初设阶段略大，但相对差较小，各频率相对差在5%以内，梅汛期与《初设报告》中成果一致，最终《蓄水验收报告》采用《初设报告》的暴雨成果，因此本文暴雨成果仍旧应用《初设报告》的成果，具体见表1。

表1　不同频率暴雨成果　单位：mm

2.2.2产流计算

采用汇满产流原理的简易扣损法。土壤最大含水量为100mm，土壤前期含水量75mm，初损25mm，最大24h后损1mm/h，其他后损0.5mm/h。

2.2.3汇流计算

由于桥墩水库集雨面积138km2，另外桥墩水库下游—灵溪区间包括焦坑溪、平水溪以及观美片区总集雨面积60.5km2，均大于50km2，因此本文采用浙江省瞬时单位线计算设计洪水。推流计算采用的参数如下：

a.桥墩水库。集雨面积138km2，主流长度28.2km，坡降1.4%，临界雨强40mm/h。

b.桥墩—灵溪区间。集雨面积60.5km2，主流长度14.5km，坡降2.5%，临界雨强40mm/h。

2.2.4洪水成果

根据以上参数，桥墩水库不同频率的水库洪水成果见表2。

表2　不同频率洪水成果

2.3水库洪水调度任务及原则

桥墩水库洪水调度的任务是根据确定的设计洪水、校核洪水和下游防护对象的标准，按照设计的调洪原则，在保证大坝安全的前提下，拦蓄洪水和按照规定控制下泄流量，尽量减轻和避免下游洪水灾害。根据水库现状及《浙江省鳌江流域防洪规划修编报告》中桥墩水库优化后的调度方案，防洪调度原则如下：

a.在保证水库大坝本身安全条件下，按照下游城镇防洪要求进行调蓄。

b.采用简单明了的高度模式，区别条件，简明易行。

c.水库调度应考虑下游区间洪水，并调节闸门，尽量错开区间洪峰。任何时候水库的下泄流量都不能大于水库的来水洪峰。

d.重视气象雨情预报在防洪调度中的运用，采取主支的预泄并结合满足下游河道的安全泄量控制下泄。

2.4防洪调度方案

根据工程实际运行情况、下游防洪现状，现水库的具体防洪调度方案如下：

桥墩水库台汛限制水位47.69m，梅汛限制水位52.19m；台汛起调水位47.69m，梅汛起调水位52.19。

当区间流量大于各库水位对应的灵溪断面限制流量时，关闭闸门不泄水。

当水位大于47.69m而小于53.41m(5年一遇水位)时，控制泄洪洞及溢洪道闸门开度，使灵溪断面流量不大于500m3/s(或河道水位不大于6.81m)。

当水位大于53.41m而小于57.35m(20年一遇水位)时，控制泄洪洞及溢洪道闸门开度，使灵溪断面流量不大于800m3/s(或河道水位不大于7.79m)。

当水位大于57.35m而小于61.05m(防洪高水位)时，控制泄洪洞及溢洪道闸门开度，使灵溪断面流量不大于855m3/s(或河道水位不大于8.90m)。

当水位大于61.05m时，增大泄洪洞及溢洪道闸门开度直至全开，保证大坝安全。

当水位大于60.11m时，非常溢洪道自由溢流，由于非常溢洪道启用标准低(不到50年一遇)，非常溢洪道启用时，需控制泄洪洞及溢洪道闸门开度，控制下泄流量直至库水位达到防洪高水位。

根据以上调洪原则，水库台汛期调洪成果见表3。

表3　水库台汛期调洪成果

3洪水调度运用分析

近十年来，桥墩水库先后经历了2005年“海棠”、2006年“桑美”、2007年“圣帕”、2009年“莫拉克”等超强台风。现就9号台风“圣帕”影响期间桥墩水库洪水运行调度进行分析。9号台风“圣帕”自2007年8月17日上午开始影响苍南县，该台风带来的暴雨强度集中，局部短历时雨量大。桥墩水库库区内6个雨量遥测站的数据显示，9号台风平均过程降雨量489mm，其中均山站达568mm。最大24h降雨量达345mm (18日11时—19日11时)。最大1h降雨量64mm(8月19日10时)，最大3h降雨量137mm(8月19日6—9时)，最大7h降雨量175mm(8月18日8时—19日3时)，流域内各站降雨量见表4。

表4　桥墩水库流域9号台风“圣帕”降雨量统计　单位:mm

3.1洪峰流量大，洪水位高

由于台风“圣帕”带来的特大暴雨，苍南境内出现大范围特大洪水，洪峰来势凶猛，形成典型双峰型洪水，各水库和河道水位猛涨。桥墩水库水位从17日23时的46.91m开始上涨，特别在18日22时—19日10时，在12h内连续出现两次洪峰，洪峰来势凶猛。水位从47.78m开始暴涨，至19日3时水位涨至正常蓄水位54.00m，拦蓄洪水1502万m3，其中最大时段入库洪峰流量达1470m3/s，接近10年一遇设计洪峰流量。19日7时水位为54.8m，9时水位超过正常溢洪道高程56.97m 并开始溢水。11时最高水位达58.26m，超过正常溢洪道高程1.29m，水库水位达到高水位，水库共拦蓄洪水2750万m3。至20日8时台风“圣帕”带来的洪水总量为6370万m3，溢洪道泄水历时10h,泄洪约300万m3;闸门泄水历时40h,泄洪约3880万m3。

3.2运行调度

9号台风“圣帕”来临之前，桥墩水库在17日14时便开始预先排泄，使水库水位从48.78m降到46.91m，低于2007年汛限控制水位以下，共预泄水量660万m3，腾出防洪库容2460万m3。根据气象预报和调度命令，18日17时水库开闸2孔2m，以220m3/s流量放水，水位基本维持在47.00m左右。

由于区间支流洪水逐渐加大，鳌江潮位开始上涨，且受鳌江潮位顶托的影响，下游横阳支江灵溪段水位上涨，18日22时水位达6.74m，超过警戒水位1.24m，桥墩、灵溪等城镇街道积水深。为减轻南港流域下游城镇农田受淹和横阳支江河道堤防行洪安全，22时后，水库泄洪洞闸门关闭，开始拦洪错峰。19日3时水库又开闸以220m3/s流量放水泄洪。

19日8时根据水文遥测系统掌握的上游降雨信息资料，对入库洪峰进行预测预报，水库开始加大泄量，开闸2孔3m以330m3/s流量放水。随着第二次洪峰即将到来，10时根据上级防汛部门要求，开闸2孔3.5m加大泄量以380m3/s流量放水，控制水库水位不超过历史最高水位58.56m。

因溢洪道溢流，14时横阳支江观美柳洋段水位达11.20m，超过分洪堰顶0.7m。横阳支江灵溪段水位达8.58m，接近堤防顶高程。根据水库上游降雨量有所减少的有利条件，运用桥墩水库骨干工程作用，决定由水库继续拦洪滞洪，先由下游河道排水。水库减少闸门开度以2孔1.7m(190m3/s流量)放水，同时控制水库水位不超过历史最高水位。随着下游平原积水下降并趋缓解，才开闸以约280m3/s的流量泄洪。

3.3防洪作用

第9号台风“圣帕”给苍南县造成严重洪涝灾害，主要江河、山塘水库均超警戒水位，下游平原受淹，20多万群众受困。桥墩水库在此次台风中充分发挥了水库的防洪作用。

a.拦蓄洪水。在整个降雨过程中上游来水总量约6370万m3，水库通过预先排泄，腾出防洪库容，共拦蓄洪水2750万m3，其中滞洪库容388万m3，拦蓄洪水占总来水量的43%。

b.削减洪峰。19日0时，库区内时段洪峰流量达1470m3/s，水库全部拦截水量，没有下泄流量。19日9时，库区内时段洪峰流量达1420m3/s，水库下泄流量为480m3/s，使暴雨所形成的洪峰削减了66%。

c.调洪错峰。为减轻南港流域下游城镇农田受淹和横阳支江河道堤防行洪安全，19日22时后，水库泄洪洞闸门关闭，开始拦洪错峰，避开了下游洪峰，使下游洪水安全归槽排泄。

4问题与建议

a.水库50年一遇防洪高水位为61.05m，非常溢洪堰顶高程60.11m，说明非常溢洪道在50年一遇洪水情况下就已启用，而非100年一遇洪水位启用。建议下阶段考虑非常溢洪道的加高工程以使非常溢洪道达到设计功能，或基于现状，通过正常溢洪道和泄洪洞的闸门控制，维护下游防洪对象的防洪安全。

b.水库近几年来，经常性出现未有台风情况下库水位超出台汛限制水位的情况，建议通过专题论证调整水库的台汛期限制水位和起调水位。

5结语

桥墩水库作为苍南县的骨干水利工程，在历年的防汛抗台中，科学防洪调度，充分发挥调蓄洪水、提前预泄、调洪错峰、有力削峰的防洪功能，确保了下游河道行洪安全，使南港流域洪水始终处于可控状态，大大减轻了洪水对下游特别是苍南县城的威胁，使下游县城和乡镇的灾情得到有效控制，有效保护了人民群众生命安全和国家财产安全，为防汛减灾起到了重要安全保障作用，防洪效益和社会效益十分明显。

参考文献

[1]陈柏荣. 防汛与抗旱[M].北京：中国水利水电出版社,2005.

[2]李红健，吕志卯.2006年8号超强台风影响期间温州市桥墩水库洪水调度分析[J]. 浙江水利科技,2007(5).

[3]夏莹.2009年8号台风影响期间桥墩水库洪水调度分析[J]. 浙江水利科技,2010(2).