横山水库洪水预报方案技术报告

横山水库洪水预报方案技术报告

（江苏省水文水资源勘测局无锡分局盛龙寿）

1.基本情况 (1)

1.1流域概况 (1)

1.2工程概况 (1)

1.3水文站点 (2)

2.产流计算 (3)

2.1产流模型 (3)

2.2产流计算 (4)

3.汇流计算 (4)

3.1单位线率定 (4)

3.2汇流计算 (6)

4.方案精度 (7)

5.预报软件 (7)

5.1运行环境 (7)

5.2资料录入 (7)

5.3水库调洪 (8)

5.4输出成果 (9)

5.5调洪程序 (10)

附件：单位线率定图表 (11)

1.基本情况

1.1 流域概况

自然地理：横山水库位于江苏省宜兴市，是厔溪河水系的拦蓄工程。水库集水面积154.8km2，上游山高岭陡，南部主要为太华山区，最高海拔500m以上，地势由南向北减缓，平均高程300m以上，流域内有100多条纵横交错的涧水由南向北呈扇形汇合而下，主要来水有两处：一是来自宜兴的太华山、襄王岭、分介岭、唐盘山等；二是来自溧阳的金牛岭、同官岭、松岭等。两处水源约占横山水库总来水的60%和40%。流域干流全长13km，河道坡降6.58‰，水库周围为建德群火山岩、茅山群灰白、紫红、黄色砂岩，石质坚硬，渗水性小。流域内植被达98％以上，山上生长成片竹林及各种用材林，浓郁成荫。山地占80％，可耕地约占10％。

流域气象：平均年降雨量为1310mm，平均雨日135.6日，平均年水面蒸发约870mm，平均相对湿度为80.1%，平均风速3.0m/s，年平均气温15.7℃左右，属湿润的亚热带季风气候区。全年降水的50～60％集中于6～9月份，6、7月份冷暖气团在上空遭遇，常产生锋面低压和静止锋，形成连续阴雨的梅雨天气，7至9月多受热带风暴影响，易形成来势迅猛的特大暴雨。

1.2 工程概况

横山水库是无锡地区唯一的一座大（Ⅱ）型水库，也是江苏省六大水库之一。水库于1958年动工兴建，1969年9月基本竣工。经省水利厅、太湖局立项批复，横山水库除险加固工程于2001年10月开工建设，总投资9938万元，按100年一遇设计，2000年一遇校核。水库原设计以防洪、灌溉为主，兼顾水力发电、水产养殖等综合经营，现发展为防洪、供水为主，结合发电、水产养殖。

横山水库总库容1.12亿m3，2000年一遇校核洪水位40.36 m(镇江吴淞基

面，下同)，100年一遇设计洪水位38.75 m，兴利水位35.0 m，汛限水位34 m，死水位24.0 m。枢纽工程有主坝一座，副坝两座，均为均质土坝，总坝长4090 m。坝顶高程均为42.1m，坝顶宽8.1m。主、副坝挡浪墙顶高程均为42.9 m。新建三孔泄洪闸一座，液压弧形钢闸门，启闭方式分现场手动和计算机远程控制两种；每孔净宽4.6m，堰顶高程32.0m；设计流量557m3/s。下有台阶式消力池，1983年泄洪闸消能设施进行了扩建加固，一级消力池加长8 m，消力槛顶抬高至高程15.3 m，消力池内增设了四道隔水墙（消力齿墙），消力槛顶两侧增设了小齿墙；二级消力池池底降至高程11 m，池长15 m。溢洪河道最大过水能力130 m3/s；东、西输水涵洞两座，钢筋砼管涵，内径1.3 m，内衬钢管内径1.13 m，合计设计流量10 m3/s。横山水库除按照规范要求防洪外，还承担下游防洪任务。通过水库的拦洪、错峰，可有效地减轻下游的洪涝灾害。受其保护的有下游西渚镇、鲸塘镇、芳庄镇、徐舍镇、宜丰镇、新街镇和宜城镇等乡镇的约30万亩耕地、25万人口。根据实际运行情况，横山水库在汛期下泄50 m3/s～100 m3/s时对下游基本没有影响；水库在正常运用条件下控制最大下泄流量100-130 m3/s，将对下游产生一定影响，但还可以采取临时措施应对；超过130 m3/s将对下游造成较大防汛压力。

1.3 水文站点

流域内原有横山、桥涯、深溪岕、桥亭、大涧、李家园、横涧七个雨量站，目前仍使用的有横山、深溪岕、桥亭、大涧、横涧五个站。还有一个遥测水位站，资料相对全面，有近43年的历史资料。同时，1998年建设完成的自动测报系统目前运行正常，由1998年至今有15年的实测雨量和水位资料。

横山水库无入库流量站，水库的入库水量根据实际出库水量反推计算而求得。泄洪流量资料：2005年以来有详细的资料。

考虑到数据库内水库泄洪资料、水位资料、自来水厂供水等具体情况，洪水分析数据采用2005年以来的数据（有泄洪流量）。降雨量的计算，利用横山、深溪岕、桥亭、大涧、横涧五个站实测降雨资料，用泰泰森多边形法求出流域

平均降雨量。流域蒸发资料采用周边地区平均蒸发数据。横山水库流域示意图如下图1所示。

图1 横山水库流域示意图

2. 产流计算

2.1 产流模型

考虑到横山水库只有出库流量控制断面，无入库流量控制断面。反推出的入库流量过程精度较差，无法分析基流及退水曲线，无法准确计算场次降雨径流深，根据现有资料无法率定产流模型。本方案产流模型直接采用江苏省水文水资源勘测局旱地产流研究成果，本方案认定的场次降雨是指降雨间隔小于等于3h 的连续降雨。

R =33

3I P A C C P P +-+）（-I C 式中R 为径流深，P 为面平均次雨量，A P 为前期雨量，均以mm 计。 计算P A 用P A （T+1）=K·（P A （T ）+P （T ）），本方案P A 起算日期比降雨

之日前推一个月时间，P A起算值设为47.5。当P A>流域最大初损值IMAX时，取P A=IMAX。

计算时使用的参数、系数CP、CI、K、IMAX取值见表1。

表1 旱地产流计算参数表

2.2 产流计算

雨量站控制范围按泰森多边形法确定，将全流域按雨量站控制范围分为横山、横涧、大涧、深溪岕、桥亭5个计算分区，与1小时汇流单位线对应，计算各分区降雨过程中每小时P、P A和R，如计算出的R大于P，取R=P。降雨过程中流域某小时总径流深（净雨）按下式计算：

∑=⨯

=5

1

i

i i

R K

R

式中R为降雨过程中流域某小时径流深，R i为分区某小时径流深，均以mm计；K i为分区面积权重，具体情况见表2。

表2 横山水库产流计算分区权重表

由于计算工作量较大，采用编程运算，雨量资料直接读取遥测原始数据库计算统计。

3.汇流计算

3.1 单位线率定

根据历史水位、流量资料和库容曲线反推入库流量过程，根据计算出的净