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水利学报

2005年1月SHUILIXUEBAO第36卷第1期

文章编号:055929350(2005)0120051205

水库防洪预报调度关键问题研究及其应用

曹永强1,殷峻暹2,胡和平1
(11清华大学水利水电工程系,北京100084;21中国水利水电科学研究院水资源研究所,北京100044)

摘要:为使水库防洪功能与兴利功能尽可能结合起来,更好地提高洪水资源利用率,本文探讨了利用水文和气象等
预报信息来指导水库实时调度。研究了实施防洪预报调度方法的内涵、机理、需要满足的基本条件等几个关键问
题,结合碧流河水库的应用实例来说明该方法的实用性和可行性。实例证明,碧流河水库采用以累积净雨总量控
制的防洪预报调度运用方式,可提高洪水资源可利用量约4000万m3。
关键词:水库;预报调度;净雨;汛限水位
中图分类号:TV69711文献标识码:A

传统的水库调度方法把初设阶段采用的防洪调度方案视为建库后水库实际调度应遵循的准则,而
忽略了这两个阶段水库调度工作的任务和依据的信息条件发生的巨大变化,它没有充分利用气象云图
分析系统、水雨情遥测系统、洪水预报调度系统,不考虑洪水预报或降雨预报信息。其调度方式单一,缺
乏灵活性,未能充分发挥水库的调节作用,虽然合法但不尽合理。从而导致许多水库,尤其是北方水库
形成调洪过程受汛限水位的约束发生弃水,洪水过后又无水可蓄的局面,造成洪水资源的浪费。要改变
这种汛期弃水汛后又无水可蓄的矛盾局面,一是改变现行水库固定时间固定汛限水位的调度方式;二是
依托天气预报和洪水预报技术挖掘水库预报调度的潜力[1]。本文根据洪水出现的规律,结合水文气象
等预报信息,在不改变现有防洪标准的前提下研究预报调度方式,实现防洪效益与兴利效益的转换。
实时调度依据的信息比设计阶段丰富得多,不仅有基于随机理论的统计信息和基于成因分析的确
定性信息,还有基于统计信息、确定性信息和调度经验的模糊信息[2]。利用运行阶段各种信息,研究防
洪预报调度方式不仅必要,而且可行[3]。防洪预报调度可简单定义为:为充分发挥水库效益,使防洪与
兴利尽可能地结合起来,利用预报的洪水过程,实施防洪调度的方法。防洪预报调度方法的优点在于增
长预见期、提高防洪效益,缺点是要冒预报误差带来的风险。实践证明,防洪预报调度方式既有理论价
值又有经济与社会效益,预计将来会部分地替代常规调度方法。

1防洪预报调度方式的机理分析

在实时洪水预报调度过程中,气象降雨预报早于实际降雨信息,实际降雨早于预报净雨信息,预报
净雨早于入库洪峰信息,更早于调洪最高水位信息。基于这一特点,水库防洪预报调度方式选择前期信
息作为判断水库遭遇洪水的量级和改变泄流量的判断指标[4]。这就是防洪预报调度方式设计提高洪水
资源利用率的机理。图1以辽宁省碧流河水库为例说明采用预报调度方式获得效益的机理。
图中小圆点代表采用常规调度方式,以库水位作为判断洪水发生量级与改变泄量的指标,由于前期
泄量偏小,第25h才改变泄流,使得后期泄流明显偏大,防洪损失加大;小方块代表采用预报调度方式,

收稿日期:2004201216
基金项目:水利部、国家防总重大科技资助项目(水利部[2002]341号)
作者简介:曹永强(1973-),男,内蒙古人,博士,主要从事防洪减灾与水资源利用研究。

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选用预报的净雨作为判断洪水发生的量级与改变泄流的指标,第20h判断洪水发生的量级,并在下游允
许的前提下,较早加大泄量,后期最大泄量明显小于常规调度方式的泄量值,占用防洪库容要小得多。
预报调度方式获得的效益有双重性[4]:若保持原设计汛限水位,则可增加防洪效益;若保持原防洪效益
不变,则可抬高汛限水位,增加洪水资源利用量。从以上分析可以看出,正确合理的水库防洪预报调度
能够有效地解决或缓解防洪与兴利之间的矛盾。

图1碧流河水库(0101%校核洪水)不同调度方式的泄流过程比较

2实施预报调度方式需要具备的条件

(1)水、雨情自动测报系统性能可靠、运行稳定,信息传递畅通率、误码率均达到规范要求[5],能及
时、准确、可靠地提供水、雨情信息。配备专业技术人员操作。(2)洪水预报方案精度、合格率要高,特别
是要有较长的预见期,要达到规范规定的甲级水平。(3)短期降雨预报精度要较高。(4)泄流设备开启
关闭要灵活,有条件的水库最好有闸门启闭自动化系统。(5)“洪水预报调度系统”与决策机构联系的
“通讯系统”配备专门技术人员,保证系统畅通。(6)一旦预报失误,具有切实可行的工程和非工程弥补
措施。

3实施预报调度方式的几个关键问题

基于原设计洪水计算成果,改变洪水调度方式,即采用预报调度方式,研究选择“预报净雨、预报洪
峰或降雨预报等”作为判断何时改变泄流量的规则指标,通过预报调