白莲河水库洪水预报调度分析

王福喜，徐 林，彭栋祥

(湖北省黄冈市水文水资源勘测局，湖北 黄州 438000)

在抗御大洪水时，及时准确的水雨情信息和预报对水库调度决策、防洪及兴利作用重大。黄冈市水库众多，防洪压力大，多年来洪水调度方式和手段单一，水资源利用率低，决策主要凭经验而定，缺乏科学的技术支撑，严重影响水库安全和效益的发挥。

2016年7月，浠水白莲河水库库区持续发生强暴雨，水位猛涨，连续两次最高水位超过104 m汛限水位，水库25年来首次开启溢洪道8孔闸门泄洪，期间水文部门与工程单位密切沟通协作，多次开展预警预报，为水库科学调度提供了重要技术支撑。通过开展“2016.7”白莲河水库洪水预报与调度分析，为其他水库防洪保安、雨洪利用和科学调度提供借鉴，具有重要的意义。

1 水库概况

白莲河水库是1座以防洪、灌溉为主，兼有发电、供水、养殖、旅游、航运、生态维护等综合利用的大(1)型水利枢纽工程。水库集水面积1 697 km2，坝顶高程111.00 m，总库容12.28亿m3。上游东、西河来水分别由英山和落令河水文站控制。水库发电流量为115.5 m3/s，东、西干渠最大流量分别为15 m3/s和27 m3/s；正常第一溢洪道堰顶高程98 m，共8孔，净宽80 m，最大泄流量6 583 m3/s；第二溢洪道为实用堰，堰顶高程97.50 m，宽30 m，最大下泄流量3 514 m3/s。主汛期(6月21日至7月20日) 水库汛限水位为103.00 m，前、后汛期汛限水位为104.00 m。下游浠水河道安全泄量4 300 m3/s，在满足水库安全的前提下，水库控制泄量为2 420 m3/s。水库防洪调度涉及到库区上游英山城关、下游浠水县城的安全，防汛地位十分重要，防洪调度责任重大。

2 洪水预报和调度

1)提前研判，准确分析汛情。自6月中旬入梅后，浠水白莲河水库流域发生持续强降雨、局部特大暴雨。6月30日累计雨量94 mm，水位涨速加快，起涨水位101.33 m，7月1日8时水位101.83 m。水情人员当即向防办领导汇报“白莲河水库按目前发电下泄运行，库水位将很快超过汛限水位103 m并接近104 m” ，防办领导要求予以密切关注。

7月1日10时工程管理局传真请求“开启第一溢洪道第4号闸预泄，泄洪流量200 m3/s，以控制库水位上涨”。8时至14时库区再降38 mm雨量，水位迅猛涨至102.45 m，涨幅达1.12 m，且仍以每小时0.1 m以上速度上涨。市水利局黄金安局长立即召集水文、防办有关人员会商，会上有人提出“白莲河水库为大(一)型水库，可适当拦蓄洪水，现在溢洪对下游浠水城关河段行洪造成影响，待接近103 m汛限水位再开启溢洪道” 。防办领导又征求水情部门的意见，答复是“目前仅按照发电下泄，每天下泄水量仅1 000多万m3，降低水位0.15 m左右，调节作用不明显，且未来仍有强降雨，水位很可能达104 m以上；即使开1孔下泄，加上发电泄水可降低库水位0.4 m，效果也不很明显”，防办领导经综合考虑，同意先暂开1孔闸泄洪。15时水库首开1孔泄洪，库水位仍以每小时0.15 m快速上涨，18时突破103 m汛限水位。

2)精准预报，科学决策安全度汛。7月1日17时库区累计降雨174 mm，18时水文部门发布第一次洪水蓝色预警“按开启第一溢洪道8孔溢洪、发电流量115 m3/s下泄调度，预计7月2日5时水库洪峰水位103.42 m，超汛限0.42 m”。随后工程局再次请示“继续开启其他7孔泄洪”， 18时35分至21时25分，水库由1孔逐渐增至8孔闸门全开。

7月1日22时水文部门滚动发布第二次洪水预警“按8孔溢洪和发电下泄调度，2日11时最高水位将达103.86 m，超汛限0.86 m”。随后库区再次发生46 mm强降雨，累计雨量225 mm，2日0时发布第三次洪水预警“预计7月2日9时将出现最高水位104.23 m，超过汛限1.23 m，最大出库流量2 541 m3/s”。1日23时最大入库洪峰4 590 m3/s，2日6时实测最高水位104.19 m，累计涨幅达2.86 m，为自1991年以来最高库水位，预报值与实测值仅差0.04 m[1]。

首场洪水8孔安全泄洪，最大出库流量2 400 m3/s，且控制在下游河道安全流量内，实现错峰8 h、消峰52%，确保了库区英山城关不受淹及下游浠水城区、沿河两岸的安全。

7月4日库区再次出现176 mm强降雨，水位再度上涨，7月5日16时水文部门发布第四次洪水预警“预计7月7日2时将出现最高水位104.36 m，超汛限水位1.36 m”。6日14时库水位再次突破104 m，第一溢洪道开启6孔泄洪，出库流量1 785 m3/s，后期逐步关闭，7月7日最高库水位达104.17 m，预报值与实测值相差0.19 m。

据统计，6月30日至7月7日白莲河水库总入库洪量7.46亿m3，出库总水量5.94亿m3(其中溢洪水量5.26亿m3，发电水量0.68亿m3)，拦蓄洪水1.52亿m3，消减洪峰52%。在精准预测预报的支撑下，科学调度雨洪资源，既有效发挥了水库防洪减灾作用，又在退洪期有效拦蓄了洪尾，实现了雨洪资源利用最大化，取得了显著的防洪与兴利效益。

3)沟通协作，应急测报确保信息及时。协同作战、紧密配合，水文部门每天发布水雨情和预报信息，紧急时2 h应报送一次水情，关键时刻向一线领导直接汇报；信息采集出现故障时，迅速派人现场处理；为解决库区英山站水位受顶托低流速测流难题，英山站紧急采用ADCP测流，并加密流量测次；水库需要开闸泄洪时，工程局第一时间将溢洪道闸门开启运用情况反馈给水文局，以便预报人员更准确开展预报作业；两单位紧密合作，共同为水库防洪保安、科学调度献计献策，实现了工程效益和水文服务的双赢。

3 经验总结

1)水文情报预报为水库科学调度赢得了主动。当库区发生了持续暴雨时，7月1日开始仅开启1孔溢洪道预泄，后期又发生持续暴雨，水位快速上涨，结合预报，果断开启8孔加大下泄，虽对下游防洪造成压力，但极大增强了工程安全系数，为后阶段拦洪、消峰、腾库创造了有利条件。事后的调度也证明再次发生大暴雨时，根据水位合理开启闸门，避免了第二溢洪道的开启，有效减轻了下游河道的行洪压力。

2)预报方案的修订完善是精准预报的基础。预报方案是预警预报的核心。为全面掌握预报过程，缩短预报时段，结合洪水地区组成及汇流特性，汛前及时率定了汇流单位线，将计算时段修改为3 h，避免了时段过长易漏洪峰，过短增加工作量的影响；针对在涨洪段历时过长洪峰延后，结合2013年、1996年、1991年典型年场次大洪水修订调整，提高了洪现时间及过程的预报精度。

3)科学研判是提高预测精度和调度水平的关键。产流面积确定对水量计算影响很大，在7月1日前期预报时扣除了流域大中型水库控制面积，后期库区大中型水库均开闸泄洪，则采用全流域面积计算产流；首场洪水如果不及时开启8孔溢洪道泄洪，待水位涨至103 m时再开，最高水位将达104.8 m，增高0.61 m，过早高水位运行将对水库安全构成威胁，对后期遭遇洪水增开第二溢洪道，将加大下游的行洪压力。假如水库提前开启2孔溢洪道预泄(7月1日11时开启，比实际提前7 h)以腾空库容，则可降低水位0.5 m，减少下泄流量210 m3/s，对防御后期洪水将更主动，因此提前科学研判尤为重要。

4)预报中要密切关注工程调度的影响。第三次预报因对8孔溢洪道开启时间及雨量掌握比较全面，加之闸门开启控制有规律，预报精度较高；第四次闸门开启变化频繁，溢洪水量计算不够全面，故造成误差的偏大。规范的、有规律的调度既可避免闸门频繁开启带来的安全影响，也有利于下游防洪部署工作的开展。同时，库区抽水蓄能电站上库总库容1 600万m3，其调度运行造成白莲河水库(下库)库内水位呈波浪起伏变化，掌握抽水蓄能电站抽放水运行规律尤为必要。预报时需合理考虑工程调度因素的影响才能提高预报的精度。

4 建议和启示

1)建立预测预报会商机制。当发生持续性大暴雨时，水文部门和工程局应建立起常态化的联动机制，加强沟通协作，重大、关键时期及时开展预报调度会商，深度融合，建立高效快速的应急响应机制。

2)工程单位应高度重视预警预报工作。黄冈市大中型水库多，防洪兴利效益明显，工程单位应高度认识预报的重要性和必要性。开展向社会购买服务，不断提高水库安全保障系数，最大限度发挥综合效益。加强与水文、气象专业部门的联系，汛前积极建立水库洪水预报方案，汛后结合上年或历史典型大洪水及时修订完善，提高实用性和预报精度。

3)水库蓄水应科学调度，适时控制。主汛期或首场强降雨前，过早蓄水或者提前拦蓄洪尾不利于水库安全度汛。河南“75.8”石漫滩、板桥2座大型水库的溃坝，除暴雨超设计标准外，还与前期蓄水过高有很大关系[2]。在确保水库自身防洪安全前提下，抓住洪水退水阶段或后汛期，适时增大对洪尾的拦蓄，减少弃水，才能充分利用雨洪资源，实现防洪兴利效益的最大化。

4)入、出库水量监测有待加强。当库区水位超过103 m时，英山站经常受回水顶托影响，两处水位几乎持平，造成低流速或零流速流量监测困难，该站多次在上游较远处选取临时断面测流，以确保东河流量数据的准确；库区如意河区间水量监测难度大；东、西干渠、第二溢洪道水量监测系统还未完全建立。入、出库水量监测体系还不够完善，一定程度上影响着预报水量平衡的计算和分析。

5 结 语

编制大中型水库洪水预报方案，研究和开发水库洪水自动化测报和科学调度系统，对改善水库管理，科学调度决策、提高水资源利用率将起到重要作用。通过分析、展示预警预报的成功案例，从而推动其他大中型水库建立科学、先进的洪水监测和调度系统，提高水库安全运行能力和综合效益意义重大。