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水利学报

年月第卷第期

文章编号

基于随机水文过程的防洪调度风险分析

周惠成董四辉邓成林李菡
大连理工大学土木水利学院辽宁大连辽宁省供水局辽宁沈阳

摘要通过对流域产流预报误差的统计分析分析了窝水库根据洪水预报信息进行调度改变水库泄流方式的安
全性指标然后采用随机模拟方法研究分析了水库实施防洪预报调度方式相对于常规调度方式水库及其上下游
风险率的变化研究表明相对于常规调度方式窝水库实施防洪预报调度方式未增加水库及其上下游的防洪
风险
关键词窝水库防洪预报调度方式预报误差防洪风险随机模拟
中图分类号文献标识码

随着科技的发展水库流域水雨情遥测系统的完善和预报调度系统精度的提高众多水库已经具
备了修改常规调度方式实施防洪预报调度方式的条件文献阐述了水库实施防洪预报调度方式的
基础条件以及确定防洪预报调度方式的具体方法和步骤大伙房水库的防洪预报调度规则应用累积
净雨量及峰前流量作判断指标将汛限水位提高了并经受了年特大相当于年一遇
标准洪水的考验文献则以累积净雨总量为判别条件研究了碧流河水库的防洪预报调度方式
水库防洪预报调度方式由于考虑预报信息能提前判别洪水级别改变下泄流量达到提前腾空部
分防洪库容均匀泄流的目标因而能提高水库上游或下游甚至同时提高水库上下游防洪标准由于
判别指标预报误差的存在在实施防洪预报调度方式时相对于常规调度方式可能会对水库及其上下
游增加一定的防洪风险那么相对于常规调度方式一个水库实施预报调度方式后水库及其上下游
防洪风险是否增加如果增加其相对于增加的效益该风险是否值得承担以及是否可接受这是决策
者最关心的问题
水库及其上下游防洪风险是一种综合风险近年来国内外许多学者致力于这方面研究提出了一
些方法如极限状态法概率法随机微分方程及随机模拟法等本文研究的是防洪调度方
式的相对风险即研究在水库的设计洪水过程泄流能力曲线水位库容曲线等条件不变的情况下水库
实施防洪预报调度后相对于常规调度方式对水库及其上下游的防洪风险变化由于窝水库位于太子
河流域的库群中其防洪预报调度方式比较复杂同时预报误差具有随机性和不确定性难以用数学的
方法直接求解实施预报调度方式相对于常规调度方式水库及其上下游风险率的变化本文采用了随机
模拟方法即根据设计参数模拟各区间的洪水过程分别以防洪预报调度方式和常规调度方式对模拟的
洪水过程进行调节以两种调度方式调节的水库调洪最高水位和下游最大组合流量的累计频率来分析
防洪预报调度方式相对于常规调度方式水库及其上下游防洪风险率的变化

收稿日期
基金项目国家自然科学基金项目
作者简介周惠成男吉林农安人教授主要研究方向为防洪减灾决策支持系统水资源可持续利用
窝水库及其流域概况

太子河流域属于辽河水系是辽河下游左侧的一大支流其干流全长为流域面积为
流域上建有观音阁窝和汤河座大型水库三水库共同承担辽阳市的防洪任务图为其位置
关系示意图
窝水库汛限水位与正常蓄水位相差
受汛限水位限制窝水库在主汛期经常大量弃水
汛后来水少水库蓄满的机率较低致使水库的有效
库容难以得到充分利用大大降低了水库效益
同时窝水库兼有发电任务汛限水位低还降低了图太子河流域水库位置示意
发电水头影响了发电效益为此国家防汛抗旱总指挥部办公室将窝水库列为汛限水位设计与运
用专题研究个试点水库之一研究汛限水位的动态控制

窝水库防洪调度规则及调洪成果

窝水库防洪调度规则文献根据窝水库具备的水情自动测报和洪水预报调度条件运用
水库防洪预报调度规划的理论在充分考虑对上游观音阁水库和下游辽阳最不利的两种组合洪水条件
下研究了窝水库防洪预报调度规则规则以观区间累积净雨量为主要指标以窝水库实际入库
洪峰包括观音阁水库泄流为辅助指标兼顾考虑辽区间洪峰包括汤河泄流和窝水库水位在给
上下游留有余地的情况下将窝水库汛限水位由抬高到具体规则如表所示
表窝水库防洪调度规则

观区间累积入库洪峰辽区间实际洪峰库下泄流量
净雨量?流量??流量????
当实际入库流量则入库多少下泄多少
当实际入库流量则库控泄
库控泄
库控泄
库控泄
库控泄
库控泄
库控泄
库控泄
库控泄
库控泄
库控泄
库控泄
库控泄
库控泄
库控泄若库水位高于则敞泄

窝水库设计洪水调洪成果观音阁水库和汤河水库按常规调度规则以汛限水位起调窝水库
按防洪预报调度规则以汛限水位起调调节观区间设计及辽区间设计观区间相应各频
率洪水调节结果表明窝水库以防洪预报调度方式调节对窝水库和辽阳最不利的两种组合洪
水其年一遇洪水标准年一遇洪水标准年一遇洪水标准调洪最高水位均满足设计特征
水位的约束年一遇洪水标准年一遇洪水标准年一遇洪水标准下游最大组合流量也均满足
相应的下游安全下泄流量的要求同时防洪预报调度方式调节年一遇洪水标准洪水的下游最大
组合流量?小于年下游安全下泄流量?即窝水库实施防洪调度方式