!"! 水库防洪预报调度方法 !"!"# 目的和意义
水库防洪预报调度是水库防洪调度这一概念的 外延， 可简单定义为“ 依据预报的洪水过程进行水库 防洪调度的方法” ， 它与“ 依据实测洪水过程或水位 进行水库防洪调度的方法” 相对应， 优点在于增长预 见期、 提高防洪效益、 提高洪水资源利用率， 缺点是
董子敖 $ 水库群调度与规划的优化理论和应用 "%#$ 济南： 山东科 学技术出版社， !&+&$
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冯尚友 $ 水资源系统工程 "%#$ 武汉： 湖北科学技术出版社， !&&!$
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中图分类号： ()*$$ 文献标识码： + 文章编号： !,$!-!’%* （ #%%. ） %’-%%!#-%&
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水库防洪调度研究现状
水库防洪调度特点 水库防洪调度不仅要统筹考虑水库上下游的
化技术奠定了理论基础，并系统论述了大系统分解 协调的基本原理与方法。 传统的优化技术是水库防洪调度中采用的主要 技术。在过去的几十年中，国外许多学者将线性规 划、 非线性规划、 动态规划等应用于水库防洪调度中 （ 34567， !0*# 1.2" 8974:;<=， !0*# 1,2" >??@A9B， ?< 9CD 。这些优化技术为水库防洪调度提供了一种 #%%%1$2） 解决办法， 但是难以适应实时防洪形势的变化， 并且 难 以 模 拟 调 度 人 员 的 经 验 知 识 1*2。 正 如 8?A 102 指 出 的，水库防洪调度理论和实际应用之间仍然存在着 差距， 尤其是在实时防洪调度领域。 为了有效处理水库防洪调度中的模糊性和模拟 调度人员的经验知识，许多学者开始将模糊集理论 引入水库防洪调度理论研究。张勇传等1!%2 把模糊等 价聚类、模糊映射和模糊决策的基本概念引入水库 优化调度中， 探讨了径流预报和运行决策问题。基 于模糊优化原理和短期降雨模糊预报， 王本德 1!!2 提 出了一种寻求满意决策的多目标洪水模糊优化调度 模型及解法，并将该模型用于大伙房水库多目标防 洪优化调度研究， 取得了良好结果。根据防洪调度
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水库防洪调度理论研究现状 常规调度方法是一种半经验和半理论的方法，
借助水库的防洪能力图、 防洪调度图等经验性图表 进行调度。《 水库控制运用》 和《 综合利用水库调
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较系统地介绍了常规调度方法。我国从 #% 度》 中，
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世纪 ,% 年代开始研究水库优化调度问 题 ， *% 年 代 后迅速发展， 取得了大量研究成果。董子敖在《 水库
冒预报误差带来的风险。 水库防洪预报调度属于非工程防洪措施，其目 的在于在洪水到达之前， 利用先进的设备， 把遥测收 集到的水文气象数据传递到调度中心进行处理； 进 行洪水预报， 预报出洪量、 洪峰大小与峰现时间、 洪 水历时等洪水特征； 密切配合其他防洪工程， 参考雨 情、 水情、 工况， 优选符合预报调度规则的满意泄流 方案， 实施水库洪水调度； 预报下游的险情并及时向 洪泛区发布警报， 以便下游及时组织撤离、 抢救， 以 减少洪灾损失。一般说来， 在水库防洪预报调度实 施过程中， 依据的洪水预报精度愈高， 预见期愈长， 洪水调度方案的可信度愈高， 洪灾损失就越小。
水利发展研究
・ 200 5 4
水库防洪调度研究发展趋势
刘祥军!，侯召成 "
（ !" 山东省淮河流域水利管理局，山东 济宁
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#" 中国水利水电科学研究院 水资源所，北京
【摘
要】 论述了水库防洪调度的特点和研究现状； 在分析水库防洪调度主要矛盾的基础上， 重
点论述了水库防洪预报调度的目的意义和研究现状， 提高洪水资源利用率的机理， 并对其发展趋势 进行了展望。分析表明， 洪水聚类算法、 水库防洪分类预报调度设计方法、 实时水库防洪分类预报 调度方法以及水库防洪分类预报调度风险分析将是今后水库防洪预报调度研究的重点。 【关键词】 水资源安全； 可持续利用； 水库； 防洪调度
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水库本身的防洪安全与下游防洪安的矛盾
这是水库汛期控制运用的主要任务。当水库 上、 下游流域普遍降雨， 水库本身防洪安全与下游 防洪安全的矛盾非常突出，具体表现为从下游防洪 出发， 要求水库晚泄水、 少泄水， 而从水库安全出发 则要求水库早泄水、 多泄水。解决这一问题的关键 在于分析矛盾， 掌握规律， 研究预报， 确定出水库何 时开闸， 泄流量多大， 何时关闸等一套合理的蓄泄原 则。
1&2 群调度与规划的优化理论和应用》 中详细介绍了
动态规划优化技术的原理、内容及在水电站水库 （ 群） 调度 中 的 应 用 ， 以及多目标决策的理论方法。 冯尚友的专著《 水资源系统工程》 为水库多目标优
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研究与探讨
的特点， 陈守煜!"#$"%&提出了防洪调度系统多目标决策 理论、 模型与方法， 和防洪调度系统半结构性决策理 论与方法，建立了防洪调度系统决策的理论新框 架。实践证明， 模糊集理论和多目标优化理论相结 合， 能够很好地模拟调度人员的经验知识， 是水库防 洪调度理论研究的发展趋势。
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研究现状
随着水库流域水情自动测报系统的建设与稳定 运行， 气象信息收集与分析手段的改进， 流域洪水预 报与降雨预报精度的提高， 为了充分利用洪水资源， 使设计与实时调度思想更接近， #’ 世 纪 (’ 年 代 末 至 )’ 年代初， 我国北方一些水库设计与实施了防洪 预报调度。例如辽宁省大伙房水库防洪预报调度， 应用“ 累积净雨量及峰前流量” 作为判断指标， 将汛 并经受了 "))- 年特大（ 相当于 限水位提高了 "*+ ,， 原设计千年一遇标准）洪水的考验；柴河水库应用 “ 累积净雨量及实际入库流量” 作为判断指标， 使汛 限水位提高了 "*# ,， 增加了洪水资源的利用量。实 践证明，这是一种有效增加洪水资源利用率的水库 防洪调度方法。文献!"+&对水库防洪预报调度作了较 系统的分析研究，阐述了水库防洪预报调度的基本 概念， 实施防洪预报调度的基本条件， 短期降雨预报 成果的利用方法、 水库防洪预报调度设计方法， 实时 预报调度方案选择原理与方法以及风险分析方法。 针对目前水库防洪调度存在的矛盾以及常规调 度造成的洪水资源浪费问题，国家防汛抗旱总指挥 部办公室组织高校、 科研院所、 设计部门等进行汛限 水位动态控制方法研究，其中水库防洪预报调度方 法是重要研究内容之一。 #’’" 年底委托大连市防 汛抗旱指挥办公室、 大连理工大学、 碧流河水库管理 局、大连气象台和辽宁省水文水利勘测设计院对碧 流河水库汛限水位动态控制问题进行了研究， #’’# 年春至今已普及到全国 "# 个试点水库。
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水库防 洪 预 报 调 度 方 法 提 高 洪 水 资 源 利 用 率的机理分析
在实时调度中，气象降雨预报信息早于实际降
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水利发展研究
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雨信息， 实际降雨信息早于预报净雨信息， 预报净雨 信息早于入库洪峰信息， 更早于调洪水位信息。基于 这一特点， 水库防洪预报调度选择前期信息作为水库 遭遇洪水量级及相应泄量的判断指标， 将达到提前均 匀泄流， 需要较小防洪库容的效果， 这便是水库防洪 预报调度方法提高洪水资源利用率的机理。 由图 ! 可清晰看出预报调度获得效益的机理。 图中实线是常规调度的泄流过程，选用库水位作为 判断洪水量级及相应泄量的指标； 前期泄量偏小， 库 水位壅高， 导致后期泄流明显偏大； 图中虚线是预报 调度的泄流过程，选用预报的累积净雨作为判断指 标， 提前判断洪水发生的量级， 并在下游允许的前提 下， 较早的加大泄量， 后期的最大泄量明显小于常规 调度下的最大泄量。 预报调度获得的效益具有双重性，若保持原设 计汛限水位不变， 则可增加防洪效益（ 水库保坝标准 和（ 或） 下游防洪标准） ； 如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，水库防洪预报调度能够有效解决水库 防洪调度中存在的主要矛盾。
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典型过程， 在此基础上进行预报调度设计， 确定分类 预报调度规则。 从以上分析可以看出， 针对不同类型 的洪水过程设计实施分类预报调度在理论上是可行 的。洪水聚类算法、水库防洪分类预报调度设计方 法、实时水库防洪分类预报调度方法以及水库防洪 分类预报调度风险分析将是今后水库防洪预报调度 研究的重点。 参考文献：
收稿日期： #%%’/!#/%, 作者简介：刘祥军（ ， 男， 山东济宁人， 工程师。 !0$. —）
防洪矛盾， 还要统筹考虑防洪与兴利的矛盾， 通常 是一个多目标、 多属性、 多阶段的复杂决策过程， 具 有复杂性、 不确定性、 实时性、 动态性等特点。调度 决策不仅要掌握洪水产生的原因、 背景及其发生发 展的自然规律， 即洪水的自然属性； 同时更需要把 握洪水与人类社会的相互关系，包括洪水对社会、 经济、 环境、 生态的影响以及以减轻洪水对人类造 成损失为目的的活动， 即洪水的社会属性。
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发展趋势
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以往的预报调度研究，为了确保能够达到常规 调度设计确定的防洪标准且不突破防洪特征水位约 束，大多依据原常规调度设计选取的不利典型过程 进行预报调度设计，尽管可以提高水库洪水资源的 利用率，但没有解决不利典型过程的代表性带来的 问题。 为了充分发挥水库的防洪与兴利综合效益， 有 必要研究提高设计洪水代表性的方法，以便实施水 库防洪分类预报调度。不同天气系统成因的降雨过 程的时程分配具有明显不同的特点，其洪水过程亦 会明显不同。天气系统与暴雨、洪水过程的相关关 系， 是实施水库防洪分类预报调度的基础。在成因 分析的基础上， 对洪水过程进行聚类分析， 确定分类