淺析平原區水利工程調度對水文預報精度的影響

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，徒駭河、馬頰河是聊城市境內兩條重要河流，河流在聊城市境內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立入海的河流，發源于聊城市境內莘縣文明寨村，流經聊城、德州、濱州三地市后入渤海，河流在聊城市境內穿流而過，市內流域面積4 444 km2，是聊城市流域面積最大的河流。市內徒駭河上主要建有遠廟閘、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內，劉橋閘站位于高唐縣境內，是徒駭河出聊城市設置監測站點。

1.2 馬頰河

馬頰河是海河流域獨立入海的河流，南鄰徒駭河、北靠漳衛河，發源于河南濮陽金堤分水閘，流經河北大名縣東南段入山東省莘縣境內，在無棣縣入渤海，流域面積3 088 km2，聊城市境內設置水文站1處，即王鋪閘站。王鋪閘站系馬頰河上游區代表站，位于聊城市東昌府區境內，該站以上干流49 km，河道上游市內主要修建有馬村、甘寨、務莊、張洼等節制閘。

2 降水情況

受副高邊緣暖濕氣流影響，自8月14日起，聊城市境內出現明顯降雨過程，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，最大點雨量288 mm。16個鄉鎮降雨量超過200 mm，200 mm以上降水面積約955 km2。此次降雨是入汛以來地區最大一次降雨，強度大，范圍廣，持續時間長，降水且主要集中在地區主要河道上游，致使河道水位上漲，形成暴雨洪水。

表1 王鋪閘站洪水重現期設計值

3 重現期計算

依據《全國洪水作業預報工作管理辦法》，當預報站點達到洪水預報作業標準、水位(流量)達到警戒指標或洪水要素重現期達到2年時，應及時開展作業預報。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，衛河流域降水較小，衛河流量變化不大，聊城境內出現降雨對漳衛河影響甚微，南陶、臨清站未形成大的暴雨洪水，按照報汛任務要求維持常規預報標準，故本次不分析該兩站。

表2 劉橋閘站洪水重現期設計值

4 洪水預報

4.1 調水情況

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 劉橋閘站洪水預報

4.2.1 劉橋閘站洪水預報成果表

本次降雨暴雨中心在境內徒駭河中上游，主要集中在東昌府區、陽谷、莘縣等區域。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回落，21日14時劉橋閘閘門全關，流量為0。本次洪水過程劉橋閘站洪水預報精度66.6%。詳見表4。

表4 徒駭河劉橋閘站洪水預報成果表 m3/s

4.2.2 影響預報精度的主要因素

劉橋閘站位于聊城境內徒駭河下游，是徒駭河進入德州境內的閘壩站，暴雨洪水受劉橋閘上游閘門啟閉及人類活動影響較大，本次洪水預報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，本次暴雨洪水預報受閘門影響較小，主要影響來自從徒駭河往馬頰河調水。

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

表5 徒駭河劉橋閘站洪水預報修正成果表 m3/s

4.3 王鋪閘站洪水預報

4.3.1 王鋪閘站洪水預報成果表

本次降雨暴雨中心在境內馬頰河中上游，主要集中在東昌府區、陽谷、莘縣等區域。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，馬頰河水勢平穩回落，23日8時王鋪閘閘門全關，流量為0。本次洪水過程王鋪閘站洪水預報精度71.4%。詳見表6。

表6 馬頰河王鋪閘站洪水預報成果表 m3/s

4.3.2 影響預報精度的主要因素

徒駭河上中游王堤口閘16日7時關閘蓄水，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。其中調水影響最大，本次洪水預報過程和劉橋站情況一致，前三次未考慮到調水活動影響，根據人類活動影響情況對洪水預報成果進行修正，修正成果見表7，預報精度85.7%，預報精度提高，成果誤差率進一步縮小。

表7 馬頰河王鋪閘站洪水預報修正成果表 m3/s

5 結語

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、調度等實際情況的存在，水文預報的難度也進一步加大，周期性編制的水文預報方案難以應付即時的各種洪水情況變化。根據文中劉橋閘站、王鋪閘站水文預報情況，未充分考慮即時的水文情勢變化，僅依靠水文預報方案和經驗編制的水文預報，精度相對較低。尤其人類活動的影響，對于水文預報基礎資料需求廣泛的預報工作來說，需要考慮的水文因素點多面廣，對于有限的水文從業者而言難以應付。

預報時要全面分析，加強防汛會商，各有關部門及時通報相關情況，尤其河道管理部門，隨時通報上游河道蓄水及閘門啟閉情況，水文部門對預報值根據實際情況及時修正，才能保證預報符合實際情況。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際情況，因而不能照搬方案，還應注意具體問題具體分析。