淺析平原區(qū)水利工程調(diào)度對水文預(yù)報(bào)精度的影響

趙慶魯，劉新征，楊緒超，潘 旭

(山東省聊城市水文局，山東 聊城 252000)

聊城市位于魯西平原區(qū)，徒駭河、馬頰河是聊城市境內(nèi)兩條重要河流，河流在聊城市境內(nèi)從西南向東北橫穿而過，合起來流域面積7 532 km2，占聊城市總面積的86.4%，在全市防汛抗旱中有著舉足輕重的作用。流域見圖1。

圖1 徒駭河劉橋閘、馬頰河王鋪閘以上流域圖

1 主要河流

1.1 徒駭河

徒駭河屬于海河流域獨(dú)立入海的河流，發(fā)源于聊城市境內(nèi)莘縣文明寨村，流經(jīng)聊城、德州、濱州三地市后入渤海，河流在聊城市境內(nèi)穿流而過，市內(nèi)流域面積4 444 km2，是聊城市流域面積最大的河流。市內(nèi)徒駭河上主要建有遠(yuǎn)廟閘、滑營閘、楊莊閘、王堤口閘、昌東橡膠壩、陶橋閘、劉橋閘等攔蓄閘壩，建有國家級水文站2處，聊城站和劉橋閘站，其中聊城站位于聊城市區(qū)內(nèi)，劉橋閘站位于高唐縣境內(nèi)，是徒駭河出聊城市設(shè)置監(jiān)測站點(diǎn)。

1.2 馬頰河

馬頰河是海河流域獨(dú)立入海的河流，南鄰?fù)今敽?、北靠漳衛(wèi)河，發(fā)源于河南濮陽金堤分水閘，流經(jīng)河北大名縣東南段入山東省莘縣境內(nèi)，在無棣縣入渤海，流域面積3 088 km2，聊城市境內(nèi)設(shè)置水文站1處，即王鋪閘站。王鋪閘站系馬頰河上游區(qū)代表站，位于聊城市東昌府區(qū)境內(nèi)，該站以上干流49 km，河道上游市內(nèi)主要修建有馬村、甘寨、務(wù)莊、張洼等節(jié)制閘。

2 降水情況

受副高邊緣暖濕氣流影響，自8月14日起，聊城市境內(nèi)出現(xiàn)明顯降雨過程，14日8時至17日8時全市平均降雨量108.6 mm，折合水量9.45億 m3，最大點(diǎn)雨量288 mm。16個鄉(xiāng)鎮(zhèn)降雨量超過200 mm，200 mm以上降水面積約955 km2。此次降雨是入汛以來地區(qū)最大一次降雨，強(qiáng)度大，范圍廣，持續(xù)時間長，降水且主要集中在地區(qū)主要河道上游，致使河道水位上漲，形成暴雨洪水。

表1 王鋪閘站洪水重現(xiàn)期設(shè)計(jì)值

3 重現(xiàn)期計(jì)算

依據(jù)《全國洪水作業(yè)預(yù)報(bào)工作管理辦法》，當(dāng)預(yù)報(bào)站點(diǎn)達(dá)到洪水預(yù)報(bào)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、水位(流量)達(dá)到警戒指標(biāo)或洪水要素重現(xiàn)期達(dá)到2年時，應(yīng)及時開展作業(yè)預(yù)報(bào)。本次暴雨洪水主要涉及王鋪閘站、劉橋閘站；南陶、臨清站主要受漳衛(wèi)河上游及岳城水庫來水影響，暴雨期間上游岳城水庫未開閘放水，衛(wèi)河流域降水較小，衛(wèi)河流量變化不大，聊城境內(nèi)出現(xiàn)降雨對漳衛(wèi)河影響甚微，南陶、臨清站未形成大的暴雨洪水，按照報(bào)汛任務(wù)要求維持常規(guī)預(yù)報(bào)標(biāo)準(zhǔn)，故本次不分析該兩站。

表2 劉橋閘站洪水重現(xiàn)期設(shè)計(jì)值

4 洪水預(yù)報(bào)

4.1 調(diào)水情況

自15日開始，徒駭河上中游從王堤口閘通過位山三干渠引流至馬頰河，當(dāng)日徒駭河流出平均流量54.5 m3/s，在王鋪閘三干渠流出流量28.5 m3/s，王鋪閘接收流量26 m3/s，具體引流情況見表3。

表3 徒駭河通過三干渠調(diào)水情況表 m3/s

備注：1.流域平均降雨量P:96.0 mm；2.流域前期影響雨量Pa:130；3.暴雨中心位置：中上游

4.2 劉橋閘站洪水預(yù)報(bào)

4.2.1 劉橋閘站洪水預(yù)報(bào)成果表

本次降雨暴雨中心在境內(nèi)徒駭河中上游，主要集中在東昌府區(qū)、陽谷、莘縣等區(qū)域。徒駭河自15日6時開始漲水，劉橋閘水文站16日14時測得最大流量為319 m3/s；而后徒駭河水勢平穩(wěn)回落，21日14時劉橋閘閘門全關(guān)，流量為0。本次洪水過程劉橋閘站洪水預(yù)報(bào)精度66.6%。詳見表4。

表4 徒駭河劉橋閘站洪水預(yù)報(bào)成果表 m3/s

4.2.2 影響預(yù)報(bào)精度的主要因素

劉橋閘站位于聊城境內(nèi)徒駭河下游，是徒駭河進(jìn)入德州境內(nèi)的閘壩站，暴雨洪水受劉橋閘上游閘門啟閉及人類活動影響較大，本次洪水預(yù)報(bào)階段除上游王堤口閘門有變動外其他基本一直處于全部開啟狀態(tài)，本次暴雨洪水預(yù)報(bào)受閘門影響較小，主要影響來自從徒駭河往馬頰河調(diào)水。

表4預(yù)報(bào)過程其中前三次預(yù)報(bào)未考慮調(diào)水影響，主要原因由于測流過程未及時報(bào)送市局水情科，考慮到調(diào)水影響，劉橋閘洪水預(yù)報(bào)成果表修正見表5，修正后成果預(yù)報(bào)誤差大幅度縮窄，預(yù)報(bào)精度提高到80%。

表5 徒駭河劉橋閘站洪水預(yù)報(bào)修正成果表 m3/s

4.3 王鋪閘站洪水預(yù)報(bào)

4.3.1 王鋪閘站洪水預(yù)報(bào)成果表

本次降雨暴雨中心在境內(nèi)馬頰河中上游，主要集中在東昌府區(qū)、陽谷、莘縣等區(qū)域。馬頰河自15日6時開始漲水，王鋪閘水文站16日14時測得最大流量為118 m3/s。受上游閘門啟閉及水系貫通影響，馬頰河水勢平穩(wěn)回落，23日8時王鋪閘閘門全關(guān)，流量為0。本次洪水過程王鋪閘站洪水預(yù)報(bào)精度71.4%。詳見表6。

表6 馬頰河王鋪閘站洪水預(yù)報(bào)成果表 m3/s

4.3.2 影響預(yù)報(bào)精度的主要因素

徒駭河上中游王堤口閘16日7時關(guān)閘蓄水，通過位山三干渠引流至馬頰河，流量為42 m3/s，馬頰河王鋪閘上三干渠出口流量為20.7 m3/s；截止到19日16時，三干渠出口流量為5.68 m3/s。

本次暴雨洪水受王鋪閘上游閘門啟閉及人類活動影響較大。其中調(diào)水影響最大，本次洪水預(yù)報(bào)過程和劉橋站情況一致，前三次未考慮到調(diào)水活動影響，根據(jù)人類活動影響情況對洪水預(yù)報(bào)成果進(jìn)行修正，修正成果見表7，預(yù)報(bào)精度85.7%，預(yù)報(bào)精度提高，成果誤差率進(jìn)一步縮小。

表7 馬頰河王鋪閘站洪水預(yù)報(bào)修正成果表 m3/s

5 結(jié)語

隨著近年來河道下墊面條件的變化、河道治理、水利工程建設(shè)、調(diào)度等實(shí)際情況的存在，水文預(yù)報(bào)的難度也進(jìn)一步加大，周期性編制的水文預(yù)報(bào)方案難以應(yīng)付即時的各種洪水情況變化。根據(jù)文中劉橋閘站、王鋪閘站水文預(yù)報(bào)情況，未充分考慮即時的水文情勢變化，僅依靠水文預(yù)報(bào)方案和經(jīng)驗(yàn)編制的水文預(yù)報(bào)，精度相對較低。尤其人類活動的影響，對于水文預(yù)報(bào)基礎(chǔ)資料需求廣泛的預(yù)報(bào)工作來說，需要考慮的水文因素點(diǎn)多面廣，對于有限的水文從業(yè)者而言難以應(yīng)付。

預(yù)報(bào)時要全面分析，加強(qiáng)防汛會商，各有關(guān)部門及時通報(bào)相關(guān)情況，尤其河道管理部門，隨時通報(bào)上游河道蓄水及閘門啟閉情況，水文部門對預(yù)報(bào)值根據(jù)實(shí)際情況及時修正，才能保證預(yù)報(bào)符合實(shí)際情況。由于影響因素太多，特別是近幾年河床淤積變化較大，洪水方案不能全部反映實(shí)際情況，因而不能照搬方案，還應(yīng)注意具體問題具體分析。