水库防洪分类调度方式设计探讨
水库防洪分类调度方式设计探讨
摘要：本文深入研究水库防洪调度设计理论方法, 提高防洪安
全度和洪水资源利用率, 在以往防洪分类调度方式研究的基础上,
系统的论述了分类调度方式设计的必要性和可行性, 基本理念、假定, 实施防洪分类调度方式设计的条件与步骤。

关键词：水利工程; 水库防洪; 调度方式; 分类设计
中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：
引言：
所谓防洪分类调度方式设计, 就是依据不同天气系统所对应的
暴雨致洪典型, 设计出不同的防洪调度规则, 克服现行的单套防洪
调度规则适应性差的问题, 以便实时调度中选择更加符合实际的可
行规则。

这一方式对增长洪水预见期, 充分利用洪水资源, 保障防洪安全, 转变现行单套调度规则的设计方法具有一定的理论与实用价值。

水库防洪分类调度方式设计的必要性与可行性
1. 必要性
目前规范规定新建水库的防洪调度方式设计不允许考虑预报信息, 而以实际库水位或入库流量为改变水库下泄流量的判断标准。

因水位信息滞后, 往往贻误泄流时机。

防洪预报调度方式由于选择洪水预报的累积净雨量或峰前流量等作为改变水库蓄泄的判断指标, 能
提前判断发生洪水的量级、频率, 及时变动蓄泄方案, 因此比常规防洪调度方式有很大的改进。

但是二者都依据历史资料选取同一个不利暴雨洪水典型, 设计出一套调度规则, 并假定典型暴雨洪水重演时, 按照给出的规则调节洪水, 可满足原设计防洪安全要求。

然而调度实践表明, 不同的天气系统影响的暴雨洪水过程不同,
仅仅选择单一典型暴雨洪水, 设计出一套调度规则, 不能满足不同天气系统的暴雨洪水过程的防洪安全与洪水资源利用要求。

我国许多大型水库在防洪调度方式设计时, 也同样暴露出这一问题。

因此, 有必要研究水库防洪分类调度方式, 给出多套调度规则, 以应对实际调度中可能发生的各种天气类型暴雨洪水的防洪安全与洪水资源利用问题。

2.可行性
水库防洪分类调度方式设计的重要内容之一, 是从影响暴雨洪水的天气系统成因出发, 将洪水过程聚类, 选出不同类型的洪水典型。

这项工作所依据的历史水文气象资料, 主要包括各洪水过程的暴雨时空分布资料及其影响天气系统的海平面、850、750、500 hPa( 百帕) 高空形势分析图。

我国水文、气象部门自1951 年至今已积累相应资料, 使水库防洪分类调度方式设计具备了可能性。

水库防洪分类调度方式设计的目的, 是为防洪实时调度阶段提供多套可操作的调度规则, 以应对相应天气类型暴雨洪水的水库防洪安全与洪水资源利用问题。

为此, 实时防洪调度中需要回答一个关键问题, 即如何认定面临时刻将发生暴雨洪水的影响天气系统类型。

目前, 气象部门采用先进的监测手段, 大型高速计算机, l~ 2 h 内可提供同化产品500 hPa 环流形势图, 并向公众发布暴雨的影响天气系统类型。

若流域洪水预报计算时段为1~3h, 则在实际降雨第一时段末, 或洪水刚起涨时, 便可真实的知道本流域暴雨的影响天气系统类型。

依据真实的暴雨洪水天气系统类型选择调度规则, 可以避免天气系统类型预报误差带来的风险; 为了增加预见期, 还可以应用T213、GFS 和MM5 模式间隔6~ 12 h 滚动预报未来24~ 72 h 环流形势变化趋势。

这就是说, 可提前6~ 12 h 预知未来暴雨的影响天气系统类型, 这一预见期可为决策者初选调度规则, 制定调度方案提供有利条件。

在资料积累、预报水平提高, 及风险分析认定不能增加原防洪设计风险度的基础上, 则可以应用6~ 12 h 预见期, 实施所选调度规则。

可见, 水文气象部门多年积累的资料和当代气象科学的新进展, 为水库防洪分类调度方式设计提供了可行性。

水库防洪分类调度方式设计的基本条件与设计步骤
1.基本条件
水库在拟实施防洪分类调度方式设计时, 应根据本水库的具体
情况, 具体分析是否具备以下条件。

( 1) 气象部门能够提供识别暴雨影响天气系统类型的信息。

这
是新建水库防洪分类调度方式设计和已建水库防洪分类预报调度方
式设计的首要条件。

( 2) 水、雨情自动测报系统性能可靠、运行稳定, 信息传递畅
通率、误码率达到规范要求。

这是保证防洪分类调度方式设计成果在实时调度阶段安全实施的必要条件之一。

( 3) 洪水预报方案要达到规范规定的甲、乙级水平。

这是设计
防洪分类预报调度方式的基础。

( 4) 泄流设备开启关闭要灵活, 水库配备专门技术人员, 与决
策机构联系的通讯系统畅通。

这是保证各种防洪调度方式设计成果在实时调度阶段安全实施的必要条件。

2.设计的核心内容与步骤
基于水库防洪分类调度方式设计的属性、理念及基本条件, 其设计的核心内容与步骤是:
( 1) 若已建运行多年的水库具备上述五项条件, 则水库防洪分
类调度方式修改设计的核心内容是, 针对不同类型天气系统的暴雨
洪水典型, 在满足批复设计的防洪安全要求原则下, 推求相应类型
的防洪预报调度规则, 为实时调度提供多套预报调度规则选择。

目前, 大型且调节性能较高的水库, 按照总量控制原则, 采用逐级调节确
定或逐级调节滞后泄流的调洪方法确定预报调度规则的具体指标值。

( 2) 若新建水库具备上述的( 1) 和( 4) 项条件, 则可以实施
水库防洪分类调度方式设计, 其核心内容是, 针对不同类型天气系
统的暴雨洪水典型, 在满足批复设计的防洪安全要求原则下, 推求
相应类型的不考虑洪水预报的防洪调度规则, 为实时调度提供多套
防洪调度规则选择。

每一类规则可用实际入库流量或库水位作指标, 其设计过程仍按照现行规范要求进行。

分类调度方式设计风险分析
分类调度方式根据影响暴雨洪水的天气系统成因不同, 选择多
个不利暴雨洪水典型, 制定出多套调度规则为实时洪水调度方案制
定提供选择。

就风险源而言, 对于新建水库, 分类调度方式与常规调度方式相比较, 风险来源于实时阶段天气系统的识别。

对于修改预报调度方式的已建水库而言, 其风险来源于实时阶段天气系统的识别
及洪水预报的误差。

根据现代气象预报水平及跟踪监测技术的发展, 气象部门首先可在降雨发生前6h 较准确预报出影响流域降雨的天气系统类型。

在降雨发生后1h 即可发布同化数值分析结果, 给出影响流域降雨的真实天气系统类型。

由于流域洪水预报时段通常采用2~ 3h, 即实时调度中, 是在按照实际发生的天气系统进行调度的, 因此, 实时阶段天气系统的识别并没有增加分类调度方式设计的风险。

对新建水库, 由于仍采用实际库水位或入库流量为水库调度规
则的判定标准, 因此, 分类调度方式设计的风险不超过原设计调度
方式的风险度。

对已建水库, 分类调度方式设计的风险仍然是洪水预报的误差。

按照实施分类调度方式的条件要求, 当洪水预报精度满足规范要求时, 已建水库的防洪分类调度方式也不增加原设计的风险。

水平, 其风险是可以承受的。

当然, 为安全, 还可选择实际库水位为水库调度规则的辅助判断指标, 保证水库达到原设计的防洪标准。

结束语：
水库防洪分类调度方式设计的理念与方法, 是对现行调度方式
设计所存在的问题而提出的方法,也是气象水文科学发展的必然结果, 对防洪调度理论研究具有科学价值。

这种方法与现行的方法的根本差别是能够为实时调度提供多套调度规则, 以应对不同类型天气系统
的暴雨洪水, 达到提高防洪能力和充分利用洪水资源的双重目的。

参考文献：
[ 1 ] 大连理工大学, 国家防汛抗旱总指挥部办公室. 水库防洪预报调度方法及应用[M] . 北京: 中国水利水电出版社, 1996.
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