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1、1 黑山水库洪水预报预警方案一、流域概况黑山水库位于岫岩满族自治县的东洋河支流牤牛河上游，距鞍山市约161km ，距岫岩县城23km 。牤牛河为东洋河主要支流，于红旗乡汇入东洋河。牤牛河流域面积189.9km2，全长 36.73km。黑山水库集水面积49.2km2，河道平均比降18.4, 河道长12.4km。黑山水库水系图二、工程概况黑山水库位于岫岩县苏子沟镇苏子沟村， 地理位置为东经 1232215、 北纬 402441，黑山水库工程于1957 年 11 月正式开工建设，于1958 年 9 月 1 日竣工并投入使用， 2009 年进行除险加固。黑山水库是以灌溉为主，兼顾防洪、发电和养殖的中型
2、水库。主要建筑物有：拦河土坝、输水洞、溢洪道。拦河土坝由粘土芯墙防渗体、坝壳土及上部的防浪墙组成；输水洞为穿坝的混凝土盖板方涵；溢洪道由浆砌石砌筑而成，上附混凝土面。2 黑山水库工程特性表水库所在地岫岩县苏子沟镇黑山村所在河流大洋河牤牛河集水面积 (km2) 49.2 水库分类中型测站编码21400510 东经1232215 北纬402441 高程基准假定建成日期1958 年 9 月水库调节性能多年调节类 别项目单位数量类别项目单位数量水 文多年平均年降水量mm 850 溢洪 道型式开敞式多年平均年径流量106m320.17 堰顶高程m 99.30 多年平均年输沙量104t 0.94 堰顶净宽
3、m 60.7 防洪 标 准校 核重现期N 1000 最大泄流量m3/s 754 洪峰流量m3/s 1153 输 水 洞型式无压洞洪水总量104m32380 洞口高程m 91.65 设 计重现期N 50 洞径m 0.7 1.5 洪峰流量m3/s 711 最大泄量m3/s 洪水总量104m31290 输 水 洞型式无压洞特征 水 位 与库 容水 位校核洪水位m 103.30 洞径m 0.7 1.5 设计洪水位m 102.08 进口底高程m 91.65 正常高水位m 99.30 最大泄量m3/s 汛限水位m 99.30 主要 效益有效灌溉面积104亩死水位m 92.58 鱼产量104kg 库容总库容
4、106m312.1171 年发电量mwh 设计库容106m39.842 管理职工人数人调洪库容106m35.73 主要观测项目降雨量、库水位兴利库容106m35.49 历史最高水位m 99.98 死库容106m30.3133 最高水位出现时间年月日大 坝特 性坝型粘土心墙坝下 游情 况河道安全泄量m3/s 坝顶高程m 103.52 交通干线km 1 条坝顶长度m 765 城镇、厂矿km 1 座坝顶宽度m 6 影响耕地104亩2.009 最大坝高m 19.91 影响人口104人1.1020 防 洪水库影响人口11020 人。控制 运 用备 注病险库。有两个输水洞。数据更改是以岫岩县黑山水库除险加
5、固工程初步设计报告为准（2009 年 施工） 。三、洪水预报黑山水库原来没有实用洪水预报方案，现有实测资料不全，无法按照有实测水3 库水位、出库流量和降水量资料水库站的预报方法进行预报方案的编制。（一） 、采用资料根据本站实际情况， 采用短缺实测水文资料的水库站的预报方法进行预报方案的编制。岫岩水文站与黑山水库同属大洋河流域，流域水文、气象特征相似。因此，采取借用岫岩水文站的现有预报方案（产流部分）来预报本水库的洪水过程。（二） 、产流部分1、流域平均降雨量的计算本区域内只有本站一个雨量观测站，流域平均降雨量采用黑山水库一个站进行计算。2、流域日蒸散发能力Em以及 K值的计算月份6 7 8 9
6、 晴天（ P5mm) Em 1.5 1.5 1.5 1.5 K 0.985 0.985 0.985 0.985 3、流域蓄水量的计算根据分析大洋河流域最大蓄水量Im 采用 110mm 。流域蓄水量W0采用单层计算的方法，其计算公式为： W0,t+1=K (W0,t+ Pt)。W0的计算日期是从每年的六月一日开始，以五月上旬雨量的三分之一和五月中下旬雨量的三分之二之和做为W0的起始值。W0的上限以 Im控制。4、径流深 R的计算流域的蓄水容量曲线采用b 次抛物线型。本流域b 值采用 0.3 。径流深 R的计算分两种情况：当 P+P0=Wm时， R=P-(Wm-W0) 式中：Wm=（1+b）Wm=
7、(1+0.3) 110=143 P0=Wm1- （1-W0/Wm）1/ （b+1） 4 5、点绘 P-ER（W0为参数）相关图根据径流深 R的计算结果，点绘P+W0 -ER 、P-ER （W0为参数）相关图。（三） 、汇流部分1、入库洪峰流量的推求按照下面公式计算：Q入 m= Q借 m（F/F借）2/3式中：Q入 m本站入库洪峰流量；Q借 m借用水文站（岫岩水文站）的洪峰流量；F本水库的集水面积；F借借用水文站（岫岩水文站）的集水面积。根据上述公式， 推求本站历次洪水的洪峰流量。根据借用岫岩水文站洪水计算的径流深点绘 Q入 mR相关图（以降水强度i 为参数） 。实际应用时，根据产流预报得出的径
8、流深R值，查 Q入 mR相关图（以降水强度i为参数） ，得出本次洪水的入库洪峰流量。2、洪水历时的推求根据产流预报得出的径流深R值，计算出本站的径流总量W ，查 Q入 mR相关图，得出本次洪水的入库洪峰流量, 用三角形法推求本站的洪水历时。W=Q入 mT/2 T=2W/Q入 mT=5.56W/Q入 m式中：T洪水历时（小时） ；W 洪水总量（万立方米） ；Q入 m入库洪峰流量（立方米每秒） ；5.56 单位换算系数。5 岫岩站 降雨径流关系特征值统计表集水面积 A=49.2Km2序 号洪水 编号年份降雨时间洪 峰 流 量降雨 历时降雨 强度流域平 均雨量 减蒸发 量 P-E 流域 蓄水 量 W
9、0 P+W0-E 径流 深 R 径流 系数径流总 量 W(106m3) 径流深预报备注起止T Pi 数值误差许可是否月日时月日时(h) (mm/ h) (mm) (mm) (mm) (mm) R R 误差合格1 66726 1966 7 26 23 7 27 11 183 12 8.5 102.5 95.5 198.0 85.1 0.83 4.19 86.4 1.3 17.0 方案合格率： 10/12 100%=83.3% 2 67729 1967 7 29 2 7 30 8 176 30 5.7 171.8 82.9 254.7 127.5 0.74 6.27 133.7 6.2 25.5
10、3 69821 1969 8 21 14 8 22 2 198 12 8.0 95.5 97.2 192.7 91.5 0.96 4.50 81.3 -10.2 18.3 4 70802 1970 8 2 17 8 3 11 165 18 6.4 115 102.5 217.5 100.6 0.87 4.95 104.5 3.9 20.12 5 73719 1973 7 19 8 7 20 8 352 24 8.1 194.5 108 302.5 194.1 1.00 9.55 187.4 -6.7 38.82 6 75731 1975 7 31 14 7 31 23 167 9 17.3 1
11、55.4 107.9 263.3 133 0.86 6.54 143.6 10.6 26.6 7 81727 1981 7 27 14 7 28 11 219 21 7.3 152.4 85.2 237.6 129.4 0.85 6.37 123.6 -5.8 25.88 8 82808 1982 8 7 20 8 8 23 614 27 11.3 304.1 107.5 411.6 259 0.85 12.74 295.9 36.9 51.8 9 85819 1985 8 18 11 8 20 2 257 39 5.1 198.4 97.9 296.3 165 0.83 8.12 179.9
12、 14.9 33 10 87827 1987 8 27 2 8 27 11 149 9 9.1 81.7 87.4 169.1 73.2 0.90 3.60 57.8 -15.4 14.64 11 94815 1994 8 15 17 8 16 14 444 21 8.1 170.3 96.1 266.4 165.5 0.97 8.14 144.7 -20.8 33.1 12 97820 1997 8 20 11 8 21 11 271 24 8.7 209.3 74.3 283.6 121.8 0.58 5.99 169.6 47.8 24.36 6 黑山水库降雨径流相关图010020030
13、0400500050100150200250300350400450R(mm)P+W0-EP+W0-ER7 黑山水库入库洪峰流量关系图050100150200250050100150200250300350400450500Qm 入(m3/s)R(mm)i=5(mm/h)i=10(mm/h)8 3、洪峰流量出现时间的计算由于黑山水库缺少实测洪水入库过程资料，无法经过分析确定值。根据本地区实际情况，大致确定本站的入库洪水的涨洪历时T1与洪水历时 T 的比值 =T1/T=0.25 。实际预报作业时，根据计算的T 值和已知的 值计算涨洪历时 T1，以 T1，值加开始涨洪时间，即得入库洪峰流量出现时间
14、。4、水库最高水位出现时间的确定按照下面公式计算水库开始溢洪至库内最高水位出现的时距值：= T1- （1-）qm/Qm 实际预报作业时，以 值加上开始溢洪的时间，即得到水库最高水位出现时间。5、水库最大出流量与最高库水位预报水库最大出库流量利用下面高切林公式进行计算：qm = QM (1-Vm /W) Vm为库内达到最高水位时，最高水位与溢洪道底高程之间的库容。在进行实际预报作业时又分为三种情况：水库起涨水位与溢洪道底平；水库起涨水位在溢洪道底以下；水库起涨水位在溢洪道底以上。水库起涨水位与溢洪道底平：qm = QM (1-Vm /W) 水库起涨水位在溢洪道底以下：Qc =Qm (1-V/W)
15、/ （1-）1/2 V值是起涨水位到溢洪道底高程水位之间的水库蓄水量。实际计算时使用计算的Qc值代替 QM值，应用高切林公式进行计算qm值。水库起涨水位在溢洪道底以上：W=W1- （1-q起 / QM）2 q起值为洪水入库时水库的溢流量。实际计算时首先计算W值，实际应用 W值采用减去W值后进行计算。将各种关系曲线绘制在一起形成水库洪水预报调度综合相关图，实际预报作业时通过查图确定具体预报值。具体方法如下：当水库起涨水位与溢洪道底平时的水库最高库水位和最大出库流量作业预报方法如下：首先，由 P+Pa值在第三象限查得径流深R 值，根据 R 值在第四象限查得入库洪峰流量值Qm；由径流深 R 和现时水
16、库水位在第二象限查得水库最高洪水位Zm，在纵坐标轴上查得Zm点；以先前查得 Qm值上延至 Zq 关系9 线 q 坐标轴，交于 Qm点；Zm和 Qm两点直线相连，交叉于Zq 关系线，此交叉点纵坐标值即为此次降水所形成最高库水位Zm，横坐标值即为最大出库流量qm。（四） 、方案精度评定本预报方案为借用岫岩水文站的现有预报方案，来预报本水库的洪水过程。 岫岩水文站的径流深预报方案合格率为83.3%。由于本站缺少实测水文资料，无法进行方案精度评定。四、 洪水调度（一） 、水库调度原则为确保水库安全渡汛，考虑该水库存在一定安全隐患， 确定水库汛期调度指标下调，各种水位指标相应下调2m ：汛限水位 97.30m，警戒水位 100.08m，逃险水位 101.30m。（二） 、洪水预报调度综合相关图将水库入库洪水预报相关图与简易调洪计算图综合绘制在一起，
