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2018年南四湖洪水预报与调度分析
点击:33 日期:2019/2/3 11:52:59

赵艳红  詹道强      王秀庆  于百奎

淮委沂沭泗水利管理局水文局(信息中心)

一、概述

南四湖是沂沭泗流域的一个重要湖泊,也是我国第六大淡水湖,具有调节洪水、蓄水灌溉、发展水产、航运交通、改善生态环境等多重功能。南四湖湖形狭长,兼有湖泊和河道特征,湖腰处兴建的二级坝水利枢纽将南四湖分隔为上级湖和下级湖。上级湖汛限水位34.2m,汛末蓄水位34.5m,设计五十年一遇洪水位37.0m、相应容积26.12亿m3。下级湖汛限水位32.5m,汛末蓄水位32.5m,设计五十年一遇洪水位36.5m、相应容积34.1亿m3

二、南四湖2018年汛期雨情情况

南四湖地区2018年汛期6~9月降水量550mm,较常年同期偏多9.3%6~9各月降水量分别是84mm92mm296mm78mm6月和7月较常年同期偏少6.7%和52.1%,8月和9月较常年同期偏多98.7%和8.3%;主汛期7~8月降雨量388mm,较常年同期偏多13.8%

在空间分布上,南四湖汛期降水量大部地区500~600mm,湖北及湖西近湖地区降雨量超过600mm,以湖西郑集河敬安集站938mm为最大(较常年同期偏多91.2%),湖东泗河及北沙河上游等地降雨量400mm以下,以北沙河上游莫亭水库178.5mm为最小(较常年同期偏少65.6%)。单站降水量最大值(敬安集站)为最小值(莫亭站)的5.3倍。

三、南四湖2018年汛期水情情况

南四湖上级湖南阳站水位自入汛开始至7月底总体呈下降态势,期间多小幅波动。728日南阳站水位降至33.47m,为汛期最低水位,较汛初下降0.86m,低于汛限水位0.73m8月中旬起先后受第14号台风“摩羯”、第18号台风“温比亚”带来的强降水影响,水位快速上涨。821日南阳站水位涨至34.92m,为汛期最高水位,超汛限水位0.72m。二级坝枢纽开启泄洪后水位逐步回落,此后在34.50m左右波动。受降水影响918日起上级湖水位再次上涨,二级坝枢纽再次开启,南阳站水位维持在34.50m以上直至汛末,南阳站水位过程线见图1101日上级湖平均水位34.62m,相应蓄水量较正常蓄水位时多蓄0.72亿m3。汛期二级坝枢纽最大下泄流量2315 m3/s820日),为二级坝1961年建成以来最大值,下泄水量8.94亿m3,其中,一闸、二闸、三闸下泄水量分别为1.07亿、6.30亿和1.57亿m3

1  20186-9月南四湖上级湖南阳站水位过程线

下级湖水位变化情况与上级湖相似,微山站自汛初至7月底总体呈下降态势,期间多小幅波动。726日微山站水位下降至31.37m,为汛期最低水位,较汛初下降0.93m,低于死水位0.13m8月中旬起受强降水和二级坝枢纽泄流影响,水位快速上涨。826日微山站水位涨至32.77m,为汛期最高水位,超汛限水位0.27m。韩庄枢纽、蔺家坝闸调控后,水位逐步回落并维持在32.40m以上。受9月中旬末降水及二级坝枢纽泄流影响,919日起下级湖水位再次上涨,韩庄枢纽再次开启泄洪,微山站水位在32.60m以上波动持续至汛末。101日下级湖平均水位32.64m,相应蓄水量较正常蓄水位时多蓄0.82亿m3。汛期韩庄枢纽最大下泄流量 1366m3/s823日),下泄水量9.83亿m3,其中,韩庄闸下泄水量8.41亿m3,伊家河闸下泄水量0.81亿m3,老运河闸下泄水量0.61亿m3。蔺家坝闸最大下泄流量138 m3/s822日),下泄水量0.23亿m3

              2  20186-9月南四湖下级湖微山站水位过程线

四、南四湖洪水预报分析及调度措施

20188月南四湖发生了较大暴雨洪水,沂沭泗水文局利用“沂沭泗洪水预报系统”对南四湖上级湖、下级湖产水量、入湖洪水过程及水位进行了滚动预报,精度良好,预报成功,为科学合理调度沂沭泗河洪水提供了决策依据。现就817-19日南四湖洪水预报及调度措施进行分析。

817日,第18号台风“温比亚”在上海浦东新区南部沿海登陆,登陆后继续向西北方向移动。受其影响,817-19日,南四湖出现连续强降水过程,南四湖地区累计降雨量累计达198.6mm,其中18日降雨量最大,大暴雨到特大暴雨区覆盖了整个南四湖湖西地区,降雨量等值线图。

             3  817-19日沂沭泗流域降雨量等值线图

819830分,沂沭泗水文局根据817-18日降雨资料进行预报,预计将有14亿m3左右的水量汇入南四湖,其中上级湖上级湖入湖水量12亿m3,下级湖入湖水量2亿m3,且根据当时天气预测后期仍有降雨,产水量将进一步增加。为统筹发挥南四湖的调洪作用,819日,在南四湖上下级湖水位均低于汛限水位的情况下,沂沭泗局防办采纳建议,通知提前开启二级坝枢纽和韩庄枢纽预泄洪水,预泄水量约1.68亿m3,有效降低南四湖下级湖调洪水位0.28m

820日凌晨,强降雨过程刚刚停止,沂沭泗水文局立即组织水情人员根据最新降雨资料再次对南四湖水量进行预报,并与430时发布预报结果,预计将有17.8亿m3左右的水量注入南四湖,其中上级湖上级湖入湖水量15.5亿m3,下级湖入湖水量2.3亿m320日上午8:30,沂沭泗局防办根据降雨情势研判和洪水预报结果,对南四湖洪水的决策和调度总体安排为:南四湖洪水全力下泄,控制两湖整体水位保持在较低状态并尽量延缓上涨过程与幅度,支援湖西地区排涝”。预报水量与实测值对比见表1

1  预报水量与实测值对比

预报时间

预报来水量(亿m3

实测来水量

预报误差

198:30

上级湖:12亿m3

南四湖总:14亿m3

下级湖:2亿m3

204:30

上级湖:15.5亿m3

南四湖总:17.8亿m3

南四湖总:15.8亿m3

2亿m3

级湖:2.3亿m3

为尽快降低南四湖水位,819日至20日,二级坝一闸、二闸、三闸先后开启,并不断加大泄量,直至敞泄洪水二级坝枢纽最大泄量2315m3/s,为二级坝1961年建成以来最大值;为尽快降低下级湖水位,韩庄水利枢纽(韩庄闸、老运河闸、伊家河闸)下泄流量由300m3/s逐步加大直至敞泄洪水,最大下泄流量1366m3/s。为进一步支援地方排涝,在确保徐州市防洪安全的前提下,视不牢河沿线排涝情况,211130分开启蔺家坝闸,并逐步加大下泄流量至130m3/s,有效降低湖西航道水位,加快湖西地区涝水排泄。

此次洪水过程中,南四湖上级湖南阳站水位从17833.70m开始起涨,最高水位出现在212034.92m,较雨前上涨1.22m,之后开始回落。

南四湖下级湖微山站水位从17831.92m开始起涨,最高水位出现在262032.77m,较雨前上涨0.85m,之后水位开始下降。

五、问题及建议               

1、南四湖洪水下泄不畅

南四湖为狭长形浅水湖泊,湖内洪水演进情况复杂,下泄缓慢。今年8月,南阳站最高水位34.92m,二级坝枢纽泄洪后由于上下级湖行洪不畅,闸下水位迅速抬高,上下游水位差不足0.05m,二级坝枢纽一、二、三闸全部提出水面,下泄流量仅2315m3/s,;韩庄枢纽韩庄闸、伊家河闸、老运河闸全部提出水面,下泄流量仅1351m3/s。即使南四湖二级坝枢纽、韩庄枢纽全力泄洪,上、下级湖水位仍将居高不下,防汛压力大。为探求湖内泄流不畅的原因,建议采用水力学方法,通过对南四湖湖内行洪演进分析,掌握南四湖行蓄洪规律。

2、水文站网及测报有待完善

在此次台风暴雨洪水防御工作中,水情测报系统发挥了巨大作用,但仍存在着一些问题,流域无资料区域面积占流域总面积的比例较大,流域取用水(尤其是农业灌溉)观测信息缺乏,湖区水位观测站点太少,受采煤塌陷以及地层下陷影响,湖区部分观测站水位存在着不合理现象,水准点高程基面也需要进行统一等等,这些都为洪水预报调度增加了很大的困难,建议加大水情测报系统建设、改造及维护力度,为洪水预报调度提供有力支撑。

3、水文预报技术有待改进

目前流域内洪水预报所采用的预报方法大多以降雨径流经验相关预报为主,水文模型应用的较少,当前多源降水信息融合技术、分布式水文模型、基于气象耦合的气象洪水预报、利用专家经验的人工交互式预报以及大范围洪水预测预警技术等正成为世界上洪水作业预报技术研究和发展的方向,建议进一步研究适合南四湖地区的预报方法,以提高洪水预报的精度,增长预报预见期。

 
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