水库中小洪水优化调度研究.docVIP

水库中小洪水优化调度研究 （浙江省杭州市青山水库管理处 郭建红） 摘要:本文从水库兴利出发，在对一年的汛前、中、后进行分期对待的基础上，充分利用遥测水雨情信息和短期定量定性降雨天气预报，对预报和实际入库洪水用峰前蓄水量法确定洪水量级，用累计入库流量切线法对中小洪水进行优化调度。并用传统的分级水位法作为调度的顶线保证。并对这种中小洪水的优化调度给出了一种防洪风险率的计算方法。文中所述方法，操作和计算简便，易于推广应用。 关键词:水库 调度 峰前蓄水量 优化 风险 问题的提出 水库防洪调度的任务是根据规划设计确定的水库安全标准、下游防护对象的防洪标准、防洪调度方式、各项防洪特征水位，对入库洪水进行合理调蓄，以达到保障大坝安全和满足下游的防洪要求。现在大多数水库是以发电或者灌溉的兴利目的修建的，但水库自建成之日起就责无旁贷担负了防洪重任。在防洪和兴利上，两者是矛盾的，如何协调解决这一问题，多年来人们进行了大量的研究与探索。对待大洪水和特大洪水，无疑必须按照既定防洪调度方案进行防洪调度，这时必须得以防洪大局为重。但是，在现实中水库碰得最多的是中小洪水。对待中小洪水的调度，如果一味的按照预定方案进行调度的话，如果只考虑大坝安全和下游的防洪标准的话，肯定没什么问题的。这样又会有另一个问题出来，汛前无水兴利，汛中不能蓄水兴利，汛后也无水兴利。而且梅汛后接踵而来的是伏旱，碰到旱情严重点的时候，水库将无水抗旱。所以，从水库的兴利出发，在服从防洪大局的前提下，如何充分利用中小洪水抬高兴利水位是一个迫切需要解决的问题。 传统调度方案分析 在我们国家，水库的调度传统上采用水位控制法，即按相应频率的设计库水位标准，决定下泄流量。库水位达到某一标准后，即按相应标准下泄流量。现在大多数水库都是这样调度的，因这上面下发的文件也是这样规定的。这样的调度方法，标准明确，简便易行，但也存在太机械、呆板的弊端。由于未考虑洪水上涨变化过程，这样的调度方法既有一定的风险性，又容易误操作，给水库和下游造成不必要的损失。风险性是在于：假如水库上游已产生了50年一遇的洪峰，仍按3、5、10年一遇的秩序待库水位达相应标准后按相应泄量泄洪，是在浪费宝贵的时间。误操作在于：库水位上涨刚过某一水位标准即按下一级标准下泄，完全没考虑后续洪水过程，如已近次洪尾声，按下一标准下泄，必然下游吃紧，假如考虑到洪水过程，适当超蓄，既减轻下游压力，水库也未必有危险。用这种调度方法对待中小洪水，对于水库的兴利，显然是极为不利的。 中小洪水优化调度方法研究 中小洪水的优化调度的目的是尽可能减少下泄，在保证水库大坝的安全基础上增加水库蓄水，以达到兴利的目的。因为对下游来说，中小洪水，就算水库不作任何拦蓄，来多少泄多少，也不要紧。但对水库来说，大洪水时不能拦蓄，再不利用中小洪水，尽可能的拦蓄起来，水库将无效益可言。 现在省内的大中型水库都已建立了水雨情遥测系统，能及时的收到和掌握水库上下游流域内的水雨情信息。加上近些年来，短期降雨预报的正确率有很大的提高，未来24小时定量预报、未来48~72小时定性趋势预报成果已达到可利用程度。这些都为水库的正确预报和调度提供了十分有利的条件。 分期洪水调度 对中小洪水，水库应进行分期洪水调度。按气象成因为依据，将整年或者整个汛期划分为几个分期，对各个分期的洪水特征进行分析，确定采用分期防洪限制水位。作为水库预蓄的限制水位。 因为水库的预蓄兴利是冒着一定的防洪风险得来的。不过通过分析气象成因和某一时段内的洪水特征，进行洪水分期调度，能最低限度的降低防洪风险以达兴利的目的。假定各分期采用统一的防洪高水位，那么各分期均应在该水位之下留出相应的防洪库容，以确保各分期内出现下游防洪标准设计洪水时的防洪安全。 中小洪水的推荐调度方法 传统上，洪水的级别判定和调度是依分级水位法进行的，没有考虑到入库洪水的演进过程。这有很大的弊端，本文的前面已经述及。考虑到以降雨量为洪水量级的判别条件只能事后进行，于调度无益，因这降雨的进行中雨强的不同，入库流量的演进行就不同，库水位的变化也不同，加之现在的降雨预报还没有达到能准确的预报出一场完整的降雨的水平。而以入库流量为判别条件又不太可靠。推荐使用已经研究了多年，也已经比较成熟了的峰前蓄水量为判别条件。如图 图中给出入库洪水过程线，下游河道的安全泄量q安，从图可见，所需防洪库容为V=V1+V2，其中V1为峰前蓄水量。笔者认为：采取峰前蓄水量这判别条件，比按入库流量判别可靠，比按该次洪水的调洪最高水位为判别条件可提早判别出洪水量级，提早实施正确调度。 峰前蓄水量就是密切关注洪水的上涨变化过程，提前考虑判别涨水到主峰出现时或主峰后一个时段的拦洪量，并以此作为水库调洪的判别条件。即判别入库洪水增量大于相应的防洪库容时（可能达到或超过相应库水位时）提前改按