【摘 要】
”
中小型水库汇流速度快、防洪库容小，响应时间短，防洪调度压力大。使用不考虑下泄的方法与基于泄流曲线的纳雨能力计算方法分别对遂宁市祥凤寨水库纳雨能力开展了计算，水库水位和纳雨能力均呈现负相关关系，相关系数r和一元二次回归模型拟合度R2均大于0.9，拟合效果好。并基于气象预报降雨建立中小型水库预警体系，为中小型水库安全度汛及信息化管理提供了研究基础。
【关键词】
”
四川省是水电大省，全省水库7757座（54座大型水库，234座中型水库），其中，中小型水库7703座，占比高达99.3%。由于山区暴雨强度大，中小型水库汇流速度快、防洪库容小，响应时间短，防洪调度压力大。水库的纳雨能力是水库防汛调度的重要指标之一，若能在降雨前将水库的可调节库容计算为可容纳的降雨量，对于开展水库防汛调度工作具有重要意义。
国内学者对于中小型水库纳雨能力研究取得一些成果。杨欣磊等基于土壤含水量和产流曲线的纳雨能力快速计算方法，并运用于河北省在海河流域中型水库；胡晓松提出3种水库抗暴雨能力计算方法，对鞍山地区中小型水库抗暴雨能力进行计算，并明确不同方法计算优缺点；刘林等用径流系数法和水文模型法计算返步桥水库的纳雨能力，增长了洪水预见期；林璐提出了基于泄流曲线的纳雨能力计算方法，与不考虑泄水的方法进行对比，运用于江门市镇海和大隆洞水库，分析两种方法的适用性和特点；陈鸿文提出一种基于实时水雨情信息预测水库最大纳雨能力的方法，利用该方法可以简捷地批量预测各水库最大纳雨能力，提前发出预警，并可以根据实际需求调整预测目标要素，为水库和防汛部门全面决策提供技术支撑。
本文以遂宁市祥凤寨水库为例，使用不考虑下泄的方法和基于泄流曲线的纳雨能力计算方法，并且基于气象预报的降雨数据建立中小型水库预警体系，为中小型水库安全度汛及信息化管理提供了技术支撑。
2.1水库概况
祥凤寨水库位于涪江右岸一级支流郪江干流遂宁市大英县蓬莱镇河段，地理坐标北纬30°13′05"，东经105°25′00"。祥凤寨水库工程是一座具有城乡供水、农业灌溉等综合利用的中型水利工程。水库集雨面积1460km2，水库死水位302.00m，死库容249万m3，水库正常蓄水位309.50m，正常库容2002万m3，校核洪水位313.32m，总库容4041万m3。
祥凤寨水库工程由水库枢纽工程、灌溉工程和供水工程等部分组成。其中枢纽工程为拦河闸坝，最大坝高25.0m。灌溉工程由弯角沱提水泵站和半边山提水泵站组成。水库枢纽工程主要为拦河闸坝（由拦河闸和混凝土重力坝组成）、生态放水洞等建筑物。
根据《四川省大英县祥凤寨水库初步设计报告（审定本）》（2014.10），绘制祥凤寨水库水位～库容关系图。
根据《四川省大英县祥凤寨水库初步设计报告（审定本）》（2014.10），拦河闸采用宽顶堰，泄洪冲砂闸7孔12m宽、8.5m高，堰顶高程301.00m，泄流总净宽84.0m。绘制祥凤寨水库泄洪能力图。
祥凤寨水库工程采用闸坝式开发，泄流能力较强，不设汛限水位。水库下游对水库无增设防洪库容要求，水库调洪从正常蓄水位起调。在涨水段，当水库来水小于860m3/s（相当于P＝50％洪峰流量，相应下游水位为304.80m）时，启用闸门控制下泄流量，水库维持正常蓄水位309.50m，当水库来水大于860m3/s时，开启闸门至全开，泄洪拉沙；在退水段，当水库来水小于860m3/s，逐渐关闭闸门蓄水，在8h左右可蓄至正常蓄水位。在调度运行过程中执行控制下泄洪水流量不大于入库洪峰流量，不增加下游防洪压力。
2.2不考虑下泄的纳雨能力计算
按照祥凤寨水库汛期调度运用计划，水库不设汛限水位，下游对水库无增设防洪库容要求，水库调洪从正常蓄水位起调。因此计算死水位302m至正常蓄水位309.5m之间的水库纳雨能力。按照2.1中所述公式开展不考虑下泄的纳雨能力计算，径流系数取值为0.86，计算不考虑下泄的祥凤寨水库纳雨能力结果表，绘制不考虑下泄的祥凤寨水库水位-纳雨能力图。
由计算可知，不考虑下泄的条件下，祥凤寨水库纳雨能力为0~14mm，水库死水位302m对应的纳雨能力为14mm，正常蓄水位309.5m对应的纳雨能力为0mm。祥凤寨水库水位和纳雨能力呈现负相关关系，相关系数r为-0.99，不考虑泄水的纳雨能力随着水库水位的增长而下降，一元二次回归模型拟合度R2为0.99，拟合效果好。
2.3基于泄流曲线的纳雨能力计算
按照祥凤寨水库汛期调度运用计划，当水库来水小于860m3/s时，启用闸门控制下泄流量，水库维持正常蓄水位309.50m，当水库来水大于860m3/s时，开启闸门至全开，泄洪拉沙。按照2.2中所述公式开展基于泄流曲线的纳雨能力计算，库水位处于起调水位（304.5m）和设计洪水位（310.42m）之间时，将可调节库容与预泄腾库库容之和折算为降雨量。祥凤寨水库基于泄流曲线的纳雨能力计算结果表，绘制基于泄流曲线的祥凤寨水库水位-纳雨能力图。水库设计洪水位310.42m对应库容为2417.8万m3，水库集雨面积1460km2，径流系数0.86。
由计算可知，基于泄流曲线的条件下，祥凤寨水库纳雨能力为15.4~18.4mm，起调水位304.5m对应的纳雨能力为18.4mm，设计洪水位310.42m对应的纳雨能力为15.4mm。祥凤寨水库水位和纳雨能力呈现负相关关系，相关系数r为-0.98，基于泄流曲线的纳雨能力随着水库水位的增长而下降，一元二次回归模型拟合度R2为0.97，拟合效果好。
2.4基于气象预报降雨的中小型水库预警
中小型水库预警主要是基于气象预报降雨，四川省气象台临近预报时间为近6小时，提前计算好中小水库预警雨量阈值，将实况降雨和气象预报降雨相加，与预警雨量阈值对比，开展临近预警。在第一、四象限，建立水位～库容～纳雨能力关系线，获取实时水位，由已建的水位～库容～纳雨能力关系线查询实时水位对应的纳雨能力；获取气象预报的降水量，在第三象限交汇，当交汇点位居第三象限角平分线左侧时，需要对水库进行预先泄洪的操作；若位于右侧时，不需要对水库进行预先泄洪操作。
将水库水位与特征水位（水库汛限水位、设计水位、校核水位和坝顶高程）比较建立预警体系，预警级别可分为黄、橙、红、黑色预警四个级别。
本文使用不考虑下泄的方法与基于泄流曲线的纳雨能力计算方法分别对遂宁市祥凤寨水库纳雨能力开展了计算，并基于气象预报降雨建立中小型水库预警体系。不考虑下泄的纳雨能力计算可以快速估报水库纳雨能力范围，计算公式简单快捷，适用位于暴雨中心上游的有闸门水库，有防洪调度需求但是基础资料较少且无调度规则的中小型水库。基于泄流曲线的纳雨能力计算可以大幅提升水库纳雨能力精细化预报预警水平，适用于防洪调度方案完备的中小型水库。两种计算方法水库水位和纳雨能力均呈现负相关关系，相关系数r和一元二次回归模型拟合度R2均大于0.9，拟合效果好。基于气象预报降雨，将气象水文信息融合，建立中小水库水位-库容-纳雨能力-气象预报降雨“四轴三相”预警图和颜色预警信息体系，为中小型水库的信息化管理提供了可实现的算法，为中小水库安全度汛提供了支持。
作者：刘 佳，常高松 ，徐 翔
声明
1、本站部分内容来源自网络，图片版权属于原作者，本站转载仅供大家学习和交流，切勿用于任何商业活动。
2、本站不承担用户因使用这些资源对自己和他人造成任何形式的损失或伤害。
3、本声明未涉及的问题参见国家有关法律法规，当本声明与国家法律法规冲突时，以国家法律法规为准。
如果侵害了您的合法权益，请您及时与我们联系，我们会在第一时间删除相关内容!
