第1期总第233期2021年1月浙江水利科技
Zhejiang Hydrotechnics
No. 1Total No.233
Jan.2021
—以2019年台风“利奇马”为例
吴建来1，陈磊2
(1.仙居县下岸水库管理局，浙江台州317300;
2.浙江省仙居县下岸水库开发有限公司，浙江台州317300)
摘要：从自动预报、人工千预预报、调度方案制定、调度决策实施等方面，分析仙居县下岸水库洪水预报 调度系统在抗击台风“利奇马”过程中的作用与效益，依据预报结果制定合理有效的调度方案。通过水库的削 峰作用，有效缓解水库下游的防洪调度压力，有效拦蓄洪水4 970万m3，降低横溪大桥断 面洪水位约1.9 m，防洪直接效益、间接效益共计5 385万元，防洪效益显著。
关键词：下岸水库；洪水预报；防洪效益；台风“利奇马”
中图分类号：TV124 文献标志码：B文章编号：1008-701X(2021)01-〇036_04
DOI：10. 13641/jki.33-1162/tv.2021. 01.010
1问题的提出
为进一步贯彻落实浙江省人民政府推进数字化转型的需要，水库洪水预报调度系统作为水利数字化拳头产品m，是推进气象、水利、地理信息、系统仿真、人工智 能等多学科交叉应用，提高水、雨、工情信息获取、洪水 模拟仿真、预报预测能力，实现浙江省精准预报、科学调 度的重要抓手，系统的建设及应用对推进防洪减灾数字化 转型具有重要意义。
下岸水库洪水预报调度系统是针对下岸水库洪水预报 和调度工作现状打造的数字化防汛决策系统。依据实时水、雨、工情信息和天气预报，实现入库洪水预报预测，水库 调度模拟演算，洪水过程的前瞻性预测，为水库调度决策 提供数据支持和技术支撑，有效提高水库的防洪效能[2<。本文以2019年台风“利奇马”影响期间为例，从洪水预报 精度、洪水调度效益等多方面分析下岸水库洪水预报调度 系统的防洪效益，阐明该系统在科学防御台风工作中起到 的关键作用，梳理总结台风洪水实时预报调度经
验，为类 似工程预报调度工作提供参考。
2流域概况及水库洪水预报调度系统灵江流域系椒江干流，流域面积5 373.9 km2。上游永 安溪、始丰溪汇于三江村后称灵江，灵江流经台州市城区
收稿日期：2020-04-16
作者简介：吴建来（1976—），男，高级工程师，大学本科, 主要从事水库运行管理、水文预报工作。
E-mail：745352103@qq 南部，至黄岩区的三江口与永宁江汇合后称椒江，向东入 海上。仙居县位于永安溪中下游，永安溪自西向东纵贯仙 居县全境。下岸水库位于永安溪干流，总库容1.35亿m3，是永安溪流域唯一以防洪、蓄能发电为主的大型水库。由于地处台风主控区，每年7—9月，台风及热带风暴带来强 降雨，加之永安溪属于山区性河流，坡陡流急，洪水暴涨 暴落，极易形成洪水灾害。下岸水库作为上游唯一的控制 性工程，充分发挥其防洪效益，是永安溪乃至整个椒灵江 流域防洪工作的重中之重。工程点位布置见图1。
tmch2007年与河海大学合作开发下岸水库洪水预报调度系 统，系统由数据库及数据库管理、水雨情信息采集、洪水 预报、洪水调度、信息查询与报表输出5个子系统组成。2016年上库抽蓄电站投入运行，抽蓄电站总库容1199万 m3，抽水73.0m3/s、发电％.6m3/s。下岸水库作为抽蓄电
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吴建来，等：仙居县下岸水库洪水预报调度及防洪效益分析一以2019年台风“利奇马”为例
站的下水库，日水位变幅达1.3~1.6m，抽蓄电站的抽放 水及上游高畈水库（总库容206万m3，溢流堰高程235.5 m)的拦滞洪对入库洪水流量及水位产生“动态”影响效应，使水库洪水预报及调度变得更加复杂。2018年结合前期工 作经验，对洪水预报系统进行升级改造。
3台风“利奇马”暴雨特性分析
2019年第9号超强台风“利奇马”于8月4日生成，7 曰发展成超强台风，丨〇日凌晨01时45分在浙江省温岭市 城南镇登陆后，朝仙居县、天台县方向移动，椒灵江流域 出现超历史的特大暴雨和流域性洪水，台州市面雨量达到 325.0 mm。沿海风暴潮增水达3.0 m多，区间洪涝与风暴潮 叠加，造成灵江河段长时间受椒江“风暴潮”顶托，大田 平原涝水不能及时排出，导致上游洪峰到达时，形成“洪、涝、潮”三碰头，给临海古城造成极大涝灾^
从8月8日台风影响至台风登陆前（10日01时），灵 江流域的暴雨中心主要位于桐峙山区一带；台风登陆后，降雨中心转移至仙居县、天台县及括苍山区一带。暴雨中 心移动位置自下逆流而上。本次台风流域降雨过程为8月8 日01时始至丨丨日12时止，历时83 h，暴雨过程主要集中 在8月9日08时至10日08时，1日雨量占3日雨量的比 重较大，平均占比超过80% (见图2~3)。
2019-08-082019-08-082019-08-092019-08-102019-08-11
01:00:0021:00:0017:00:0013:00:0009:00:00
时间
图2永安溪流域面均降雨过程线图
图3椒江流域最大3曰降雨等值线图
台风“利奇马”影响期间，下岸水库坝上集水面积流域8月6日08时至8月11日08时，出现连续强降雨，累计平均面雨量235.0 mm，其中最大站点马路站，雨量达 284.5 mm (见表 1)。
表1台风"利奇马”下岸水库流域降雨置统计表
m m 站点马路廖车头柿坑岭脚高畈庙下石舍曹店
降雨量 284.5 225.5 226.5 240.5205.5246.0256.0195.5
235.0 1注：表中上标1的数据为平均数。
4洪水预报
精准的预报结果是调度的参考依据，直接关系到调度决策的成败。超强台风“利奇马”影响期间，下岸水库洪 水预报系统运行正常，水雨情资料收集及时、准确。系统 通过网络将雨量、水位等资料传输到服务器SQ L数据库，实时获取水雨情数据，同时不断进行自动预报和人工干预 预报。经历较大洪水过程后及时进行复核计算并调整过程参数，能够大大提高预报精度，使水库防汛决策系统得以正常运行，为决策者进行精准调度提供依据，发挥显著的 防洪效益，为水库科学调度提供技术支持。
由于未来时期的降雨变化未知，仅依据己测得的降雨 量作出预报，很大程度上限制了定时洪水预报的预见期（其 预见期为流域平均汇流时间）。对流域面积小的水库，其 平均汇流时间很短，不能满足防洪要求。延长预见期须预报未来时期的降雨，但降雨量预报的精度目前尚不能满足要求。为更好地解决预见期和雨量预报精度间的矛盾，特 设人工干预预报。
4.1假设未来降雨情况
台风“利奇马”期间结合气象预报，假定未来24 h下 岸水库流域面均雨量为250.0 mm、150.0 mm，且出库流量 不变，进行人工干预预报结果见表2。考虑未来降雨情况下 提前24 h做出预报，为研判未来水情提供参考依据，为水 库决策者后期做出精准调度决策提供充分的分析预判时间。
表2下岸水库未来24 h降雨情况的人工干预
预报结果表
当前
血压袖带
鼠标笔水位/m
未来预报洪峰流量、水位警戒水
降雨/
mm
流量/
(m3/s)
出现
时间
水位/m
出现
时间
位（汛
限）/m 195.5250.066510日08时206.811日04时204.0 195.5150.034710日08时200.511日00时204.0 4.2实时滚动预报
8月10日10时，水库水位204.0 m，达到泄洪标准》通过实时洪水滚动预报，及时预报出最髙洪水位208.4 m，
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•
布鲁加达综合征
通过下岸电站24 h 满负荷发电的措施进行预泄，腾出库容 以吸纳更多洪水；台风期间通过蓄能电站抽水到上水库， 尽量腾出库容以增强水库调蓄能力。
5.1调度方案应用场景
受台风“利奇马”影响，台州市发生超历史性的严重 洪涝灾害，山区性河流水位最大涨幅近12.0m ，控制站 点全部超保证水位：平原河网站点受降雨影响自8月9日 08时一09时开始上涨，到9日19时一20时，基本全部 超警戒水位，此后水位一直居高不下。下岸水库水位最高 达到208.3 m (出现在11日23时），超汛限水位4.3 m , 但大部分时间处于正常蓄水位208.0 m 以下，经大坝安全监 测系统及人工数据分析，大坝处于安全状态。在未来几天 无降雨的情况下，下岸水库管理局于8月11日根据洪水预 报结果拟定2种洪水调度方案。
(1)
方案1：按正常情况错峰放水。根据下游控制断
面洪水消退情况，按下游横溪大桥断面流量不超过1 〇〇〇
m3/s (对应水位110.8 m )控制，预计于8月12日16时放
水，48 h 内降至汛限水位204.0 m 以下，出库流量106 m 3/s , 考虑下岸电站发电流量33 m 3/s ，建议闸门泄洪流量控制在 100m3/s 以内。
(2)
方案2：为减轻下游河网及水淹区的压力，不对
抢险救灾造成影响，按流域调洪特殊情况考虑。下岸水库 尽量做到全拦蓄不泄洪，通过下岸电站24 h 满负荷发电（33
m 3/s )和加大底孔流量（7 m 3/s )的措施，扣除基流，水位
降至汛限水位以下需7 d 。
5.2调度决策实施
超强台风“利奇马”对台州市造成巨大影响，属于流 域性洪水灾害，全市各大中小型水库、山塘基本处于超汛限、 泄洪状态，河网泄洪压力十分巨大。
为减轻下游河网的泄洪压力，不影响抢险救灾，依托 洪水预报成果并结合流域调度，经上级主管部门同意，采 用方案2。
台风“利奇马”影响期间上游高畈水库及横溪大桥水 位过程线见图5。
111.0出现时间为12日23时。8月8日10时起，水库预报人员 依托该系统，通过不断更新降雨资料、修正预报结果，千 预模型计算状态变量等方式，同时用上库、下库的库容和 反推入库流量，跟踪预报入库洪水预报过程，最终预报结 果见图4。
图4入库洪水人工干预预报结果图
根据GB/T 22482—2008《水文情报预报规范》选取径 流深相对误差A /?、洪峰流量相对误差以及确定性系数
作为精度评定指标[5~，其计算公式如下：洪量误差：A /? (%) = (〇?—-/?_)/U x 1〇〇 (1)
洪峰流量误差：
(%) = (
仏<*)/&-)>< 1〇〇
(2)
LQl-carQl-obsl
确定性系数：------=—
（3)
式（1) ~ (3)中：为计算径流深，m m ；尺^为实
测径流深，m m ;
为计算洪峰流量，m 3/s ;
为实测
洪峰流量，m 3/s; 0卜“为/时刻的计算流量，m 3/s；以-^为 /时刻的实测流量，m V s ; &为实测流量均值，m 3/s; <；表
示洪水过程时段数，h 。
本次洪水预报结果精度评定见表3，此次预报为合格 预报。
表3台风“利奇马’’期间下岸水库入库洪水实时
预报结果表
项目洪峰流量/(m 3/s )
径流深/mm
峰现时间实测942188.810曰8时计算
846171.510曰10时
-96'-17.3121-10.22
-9.22-0.963
注：表中上标1的数据为绝对误差（％)；上标2的数据为相 对误差（％)；上标3的数据为确定性系数DC 。
5洪水调度
仙居县下岸水库管理局密切关注台风“利奇马”，加
强预测预警预报。下岸水库是永安溪的龙头水库，台风前
238.0
237.0236.0235.0234.0233.0
2320_
高畈水库水位//
\ ---高板水库控制水位 I /
\
-横溪大桥水位-横溪大桥控制水位
f
—(—
2019-0108:00:18-09|：00U U .O 110.6
110.4
1102
110.0
109.8 109.6109.4 1092
109.0
2019-08-09 2019-08-10 2019-08-10 2019-08-11 2019-08-11 2019-08-1 20:00:00 08:00:00 20:00:00 08:00:00 20:00:00 08:00:00
时间
图5高畈水库、横桥大桥水位过程线图
吴建来，等：仙居县下岸水库洪水预报调度及防洪效益分析一-以2019年台风“利奇马”为例
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吴建来，等：仙居县下岸水库洪水预报调度及防洪效益分析—
—以2019年台风“利奇马”为例
5.3调度成果 期间不泄洪，极大地保护了水库下游，充分发挥大型水库
洪水预报系统不断实时滚动预报，为水库后期的优化 拦洪错峰的作用。洪水调度成果见表4。
调度提供技术支撑，采取预泄、错峰调度，在台风“利奇马”
表4台风“利奇马”期间下岸水库洪水调度成果表
起调水位/m最高水位/m洪峰流量/ (mVs)出库流量/ (m3/s)削峰率/%拦蓄洪量/m3纳蓄雨量/mm 195.5208.39423496.4 4 970235.0
5.4防洪效益分析防堵风压取样器
防洪经济效益分析：下岸水库保护8.4万人、0.46万 hm2 (6.8万亩）农田，防洪直接保护区为下游漱山、横 溪等11个乡镇。经计算，本次台风防洪减灾直接效益为4 895万元，防洪间接经济效益取直接效益的10%为490万 元，合计防洪效益5 385万元。
社会效益分析：通过本次调度，下岸水库为下游有效 拦蓄洪水4 970万m3，纳蓄水库集水区域降雨23
5.0 mm。由于水库未泄洪，有效缓解了下游重要断面的防洪压力，降低横溪大桥断面洪水位（最高水位l l〇.9m，出现在10 日09时）约1.9 m，降低仙居县城洪水位约1.0 m，为下游 防洪减灾发挥了重要作用。同时，通过本水库的削峰错峰，一定程度上避免永安溪和始丰溪汇合口洪峰叠加的局面，未带来更大的洪水风险。
6结语
水库作为具有调节作用的流域性控制工程，在流域防 洪中发挥重要作用。建立人机交互式洪水预报调度系统，是提髙水库防洪效能，增强防汛调度灵活性的重要手段，也是促进水利数字化转型的重要举措。
下岸水库具有抽水蓄能属性，存在每工作周期使水库水位变幅为1.3~1.6 m的“动态”效应，因此洪水预报情况
复杂，难度较大。超强台风“利奇马”是下岸水库洪水预
报系统升级改造后经历的最大考验，经过实战检验后及时
进行复核计算，洪水预报系统的实用性和准确度得到肯定。
随着社会经济快速发展，下岸水库洪水预报及调度系
统的作用也会更加明显，通过科学调度，其产生的经济效
益和社会效益必将越来越显著。
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(责任编辑 刘冬雪）
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