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2005年1月水 利 学 报SH UI LI X UE BAO 第36卷 第1期收稿日期: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。
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m 3。
关键词:水库;预报调度;净雨;汛限水位中图分类号:T V69711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。
水库防洪预报调度风险研究水库防洪是我国防洪工作的重要组成部分，通过水库防洪预报调度可以有效控制洪水、减轻洪灾损失。
然而，预报调度涉及到复杂的气象、水文、地形等因素，存在一定的风险，因此需要进行风险研究。
一、水库防洪预报调度的概念水库防洪预报调度是指按规定程序，根据水库水情、水库所在流域降雨量、汛期输水实际情况以及下游河道、水文站等水情动态变化，不断进行监测、分析、预报、调度，使水库具备防洪作用的一种管理工作。
水库防洪预报调度的主要内容包括：水位、流量、蓄水量、泄洪流量、发电流量等指标的预测和控制；调整水库水位，根据上下游水情状况合理配置水资源，减少洪灾损失；定期检查水库灌溉、发电、航运等设施安全；制定预案，根据实际情况及时启动防洪预警系统，保障人民生命财产安全。
二、水库防洪预报调度的风险1. 预报误差水库防洪预报调度的核心是对水情进行预测和控制，但是预报误差难以避免，尤其是在特大洪水、突发洪水等极端情况下。
2. 人为操作错误由于水库系统复杂，需要多个人员协同工作，而人为操作错误、技术不精，容易引起事故发生，造成灾难性后果。
3. 设备故障水库预报调度系统需要多种设备支持，如流量仪表，水位测量仪等，设备故障也可能会威胁水库防洪的安全。
三、水库防洪预报调度的风险管理措施1.完善监控和预警系统建立完善的监控系统和预警系统，实现对高水位、洪水频发地区以及易涝点的实时自动监测和预警。
提高预警的准确性和时效性，保障人民财产安全。
2. 强化人员培训对参与水库防洪预报调度的人员进行全面培训，提高人员素质和技术水平，增强责任意识，减少人为操作错误引起的事故。
3. 加强设备维护建立完善的设备维护体系，定期检修，及时消除设备故障，确保设备安全可靠运行。
4. 多元化的管理模式水库防洪预报调度的风险管理需要采用多元化的管理模式，例如加强法律法规管理、推广先进的科技管理、完善防洪应急预案等。
四、结语水库防洪预报调度是水利工作的重要组成部分，通过预测和控制，可以有效控制洪水、减轻洪灾损失，但是调度工作涉及到多种因素，存在一定的风险。
重视预报，合理调度，扩大水库兴利效益摘要】水文预报是调度工作中重要一环。
充分利用现代预报、预测手段，在确保水库工程安全的前提下，搞好防洪调度工作，实现跨流域调配洪水资源，妥善解决防洪与兴利间的矛盾，是本文研究的内容。
【关键词】水文预报洪水调度水库1前言为缓解津、唐两市用水紧张的局面，国务院批准于1975 年开始修建引滦工程，分别于1980年5月、1983年7月、 1984年12月实现滦河下游农业供水和入津、入唐供水。
引滦工程主要包括引滦枢纽工程、引滦入津工程、引滦入唐工程以及滦河下游农业输水工程。
引滦枢纽工程作为引滦工程的龙头由潘家口水利枢纽、大黑汀水利枢纽和引滦枢纽闸三部分组成，潘家口、大黑汀水库作为津、唐两市的供水水源地，在水资源配置中起主要作用。
大黑汀水库位于潘家口水库下游30km滦河干流上，水库总库容为3.37亿m3.大黑汀水库的主要作用是调节潘家口水库水量，抬高水库水位，为跨流域引水创造条件，同时汛期拦蓄潘家口、大黑汀水库区间来水，并结合供水发电。
引滦枢纽闸是引滦入津和引滦入唐工程的咽喉,位于大黑汀下游500m处，通过引滦总干渠与大黑汀水库相接，其作用是控制调节引滦入唐和入津的流量。
引滦枢纽闸右侧设有入津闸，设计流量60 m3/s, 引滦枢纽闸左侧设有入唐闸，设计流量80 m3/s,引滦枢纽闸以下分别与引滦入唐隧洞和引滦入津明渠相接。
大黑汀水库设计上没有防洪库容，汛期在避免人造洪峰的前提下没有限泄要求，当水库水位达到133.00m时，本着来多少泄多少的原则泄洪。
滦河全长877km,流域面积44600km2，多年平均年径流量为46.3亿m3(滦县站)该流域的全年降雨量主要集中在6--9月份，较大暴雨多发生7--8月份，降水量占全年的60%左右,春季干旱，冬季降雪量少，年内分配极不平衡。
滦河流域的洪水以7月中旬至8月中旬最为集中。
故将7月15日--8月15日定为主汛期，8月16日--9月15日划分为后汛期。
水库调度中应正确利用天气预报由于卫星遥感技术、雷达空间探测技术、大型计算机技术的发展和应用，天气预报的准确性不断提高，过去常见“明日晴到多云，有时有小雨，局部地区中到大雨，短时可达暴雨至大暴雨”这样放之四海而皆准但参考价值不大的预报；现在的预报则确定的多，雨量预报一般仅覆盖两个雨量级别，例如“中到大雨”，有时会覆盖三个级别，但信息总还是确定的。
另一方面，现在的预报准确性也有提高，尤其对于大尺度天气系统，比如台风、锋面的预报，无论影响范围、降雨强度预报，准确性都较高。
但同时也应当看到，天气预报的精度还不能跟洪水预报相提并论，表现在以下方面：一、天有不测风云，天气系统是发展的，不是静态的，其演变的速度、方向也都是变化的，虽然有先进的技术手段，仍然不可能完全掌握其发展变化的规律。
二、即使天气系统的尺度、强度都预报准确了，但其边界却是难以预报的，尤其是强对流性天气，其边界两边往往是“冰火两重天”，对某一确定的预报区域来说，极易造成预报的彻底失败。
三、对于台风等重大灾害性天气系统，为了规避“漏报”的责任，气象部门往往采取非技术策略，把预报降雨量级人为提高。
四、雨量预报常常是进行“点雨量”预报，即预报区域内的最大点雨量，而与水库调度关系密切的却是“面雨量”，这也导致两者常有差异。
总之，天气预报不但存在误差，而且也存在预报失败的情形。
基于上述分析，在利用天气预报开展水库调度工作时，应当“正确”利用，既不能因为误差的存在就完全弃之不用，也不能把它奉为确定的事实，不留余地地开展所谓预报调度。
当前各水电厂对天气预报都十分重视，基本不存在前一种情况，但后一种现象时有出现。
以下建议供同行参考：首先，要利用天气预报，就需要密切关注它。
各水电厂都很重视，除了从媒体获得公共气象服务外，都与本地气象部门建立了合作关系，获取定制的专业气象服务。
不但要关注灾害性天气的预报，还要关注一般的降雨预报、干旱预报，将其分别应用于防洪调度和经济调度；不但关注短期天气预报，还应关注中期、长期天气预报，将其应用于不同时间段的调度计划安排。
第 1 期2024 年 2 月NO.1Feb.2024水利信息化Water Resources Informatization0 引言我国东南沿海山区受季风影响显著，年内降雨分配严重失衡，3—10 月降雨量约占全年降雨量的90％，导致洪涝漫溢成灾。
浙江省温州市东临东海，汛期常遭受台风暴雨引起的洪水灾害，灾害类型包括水库超汛泄洪、山洪灾害、城市内涝[1]。
水库的兴建能够有效缓解洪灾威胁，通过水库预报调度，预判洪水量级，腾出库容以达到均匀泄流目的。
当前，大中型水库防汛防台主要面临库区管理不力、下游河道防洪能力不足、洪水预测调度能力薄弱等问题[2]。
同时受厄尔尼诺现象影响，季风气候愈加多变，城市化进程加快导致洪灾损失不断增大，使得温州市防汛防台形势更加严峻，对水库防洪功能提出了更高要求。
由于单一模型的局限性，国内外学者已对水文、水动力模型耦合进行了大量研究与应用[3-8]。
在实际应用场景中，可根据流域或水库防洪情景，选取合适的水文水动力耦合模型，为洪涝灾害模拟预报提供技术支持[9]1140。
水库作为我国目前应用最广泛的防洪工程措施之一，利用水文、水动力模型对水库预报调度和下游洪水演进进行一体化模拟分析，是水库防汛调度业务数字化、智慧化转型升级的重要手段[10]，对提升水库防洪能力、保障下游社会经济安全至关重要。
本研究以温州市泽雅水库及下游河道为研究对象，构建三水源新安江模型并利用马斯京根河道演算法进行水库和区间洪水预报，构建水库调度模型用于泄洪控制，构建一/二维水动力模型用于水库下游洪水淹没模拟，形成流域洪水预报-调度-演进一体化模型，并将一体化模型集成接入泽雅智慧水库平台，提高防汛决策部署能力。
1 研究区概况泽雅水库位于戍浦江中游，水库集雨面积为102 km2，是一座集供水、防洪于一体的中型水库。
戍浦江位于瓯江下游右岸，流域面积为 247 km2，地势整体呈西南高、东北低，山区面积占比达90%以上。
第 3 期2023 年 6 月NO.3Jun.2023水利信息化Water Resources Informatization0 引言近年来，随着信息技术水平的提升，作为智慧水利建设的重要内容，水利信息化系统的建设取得了极大发展，多种不同类型的信息化系统在民生领域发挥了不小作用[1]。
不少学者在水资源综合调度[2-3]、防洪防潮调度[4]、水情预警预报[5]、内涝决策支持[6]、流域智能调度[7]、水库信息化[8-9]、洪水预报调度[10-12]等信息化系统方面进行了许多探索与研究。
目前，水利信息化平台的研究多侧重于系统架构层面，将来水预报及水库调度模型在水库管理平台中联合应用，提升系统平台智能化的研究相对较少。
珠海市处于台风区，降雨集中，洪水来势凶猛，结合来水预报和水库调度模型，对水库实现智能化管理，能够在提高供水可靠性的同时，保障下游防洪安全。
依托珠海市“三防”系统二期工程，重点介绍珠海市水旱防御指挥决策支持系统平台（以下简称平台）中的来水预报与水库调度模型，来水预报模型能够提高模型的预见性，结合调度模型增强系统的智能性，提高信息化平台的专业化与智能化水平。
1 研究区域概况及特点分析本研究区域为珠海市，位于广东省南部，地处珠江出海口西岸，毗邻南海，总面积约为 7 827 km2，为典型南亚热带季风海洋性气候。
珠海市雨季长，雨量充沛，平均年雨日达 130～150 d，年际变化大，降雨年内分配极不均匀，汛期（4—9 月）降雨量占年降雨总量的 80% 以上，枯水期（10 月至次年 3 月）降雨量不足年降雨总量的 20%，汛期防汛压力大。
本研究选取珠海市的 12 座水库作为研究对象，分别为大镜山、凤凰山、乾务、南屏、竹仙洞、吉大、月坑、南山、王保、木头冲、响水坑和先锋岭等水库。
各水库均有独自的运行调度规程，其中大镜山和凤凰山水库、竹仙洞和南屏水库通过隧洞直接连接，能够互相补水。
12 座水库的集雨面积大多为 1～10 km2，总库容大多处于 100万～2000 万m3，为山塘式储水型水库，位于台风区，降雨集中，洪水来势凶猛，周边多为人口聚集区域，以供水和防洪为主。
2018长江上游流域降水预报在三峡水库调度中的应用三峡工程位于长江三峡西陵峡河段，工程建成后形成的水库，正常蓄水位高程175 m，设计预留的防洪库容为221.5亿 m3，为季调节水库。
三峡工程控制长江流域面积达100万 km2，大部属亚热带季风气候，降水丰沛，年降水量和暴雨时空分布不均匀，洪涝灾害频发。
如2010年7月渠江暴雨、2014年9月华西秋雨、2016年6月30日三峡区间暴雨，均对三峡水库调度产生了重大影响。
为应对长江上游流域降水对三峡水库调度的影响，充分发挥三峡工程防洪、发电、航运、供水等综合效益，长江流域气象中心、长江水利委员会水文局、三峡水利枢纽梯级调度通信中心等单位均开展了长江流域降水预报业务。
作为水库调度工作的重要一环，准确的气象预报可以提高流量预报精度、延长洪水预见期，在三峡水库防洪、发电、生态调度试验以及水库调度关键期水位控制中都起到了重要的作用。
1 三峡水库洪水调度长江属于雨洪型河流，流域内暴雨多发，洪涝灾害频繁，且部分河段受暴雨和地形影响，洪水过程具有汇流快、洪峰高、水量大的特点。
准确的降水预报，有利于延长洪水流量预报预见期、提高洪峰流量预报精度，进而根据水雨情信息，制定三峡水库调度策略，开展防洪调度或中小洪水优化调度，充分发挥三峡工程的综合效益。
1.1 防洪调度三峡水库防洪库容的设计（图1），支持水库调度的主要任务是在保证三峡水利枢纽大坝安全和葛洲坝水利枢纽度汛安全的前提下，对长江上游洪水进行调控，使荆江河段防洪标准达到100年一遇，遇100年一遇以上至1000年一遇洪水，包括1870年大洪水时，控制枝城站流量不大于80000 m3/s，配合蓄滞洪区运用，保证荆江河段行洪安全，避免两岸干堤溃决。
当发生较大洪水时，三峡水库的防洪作用主要体现在两个方面，一是对荆江河段进行防洪补偿，二是兼顾对城陵矶地区进行防洪补偿。
图1 三峡水库防洪库容划分示意图1.1.1 荆江河段防洪补偿调度三峡水库对荆江河段补偿调度方式是三峡水库设计防洪调度方式，防洪区域重点在荆江河段，使荆江地区防洪标准达到100年一遇，在遇到1000年一遇或类似1870年洪水时，控制枝城泄量不大于80000m3/s，保证荆江河段行洪安全。
凤滩水库降雨预报精度分析及应用研究乔雪苞;周蓉秀【摘要】由于天气预报有限准确性，给水库电站调度造成不便，使水库效益难以充分发挥。
分析凤滩水库流域天气降雨预报精度，研究流域对径流调节能力，探讨预报精度对水库调度决策的影响，探索运用实时降雨预报产品进行水库调度的方法。
水库调度决策，暴雨以上注重降雨过程，依据提前5天的降雨预报；大雨注重降雨量值，依据提前4天的降雨预报；中、小雨注重降雨起讫时间，以实际降雨为依据，优化水库水位控制，提高洪水资源利用率，为水库创造可观的效益。
%Due to the accuracy limitation of precipitation forecast , reservoir power station can't operate effectively to create as many economic benefit aspossible .The study, therefore, makes an analysis on the accuracy of precipitation forecast for Fengtan to explore the runoff regulation ability of the drainage basin where Fengtan water reservoir locates .Accordingly , the effect of precipita-tion forecast's accuracy on reservoir operation is discussed in this paper .Moreover , real-time precipitation forecast productions are applied in reservoir operation .Results show that rainfall process is important when encounter rainstorm , and reservoir operation should according to precipitation forecast for previous five days;rainfall is the key elements when encounter heavy rain and precipi-tation forecastfor previous four days is the guidance for reservoir operation ;starting and ending time are important when encounter moderate and light rain , the actual rainfall is most important .The application helps to optimize controlof reservoir water leve , in-crease water resource utilization and bring benefits to the reservoir .【期刊名称】《地下水》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】3页(P116-118)【关键词】凤滩水库;降雨预报;精度分析;应用研究【作者】乔雪苞;周蓉秀【作者单位】湖南省凤滩水力发电厂，湖南沅陵419621;湖南省凤滩水力发电厂，湖南沅陵419621【正文语种】中文【中图分类】P332.11 基本情况凤滩水库位于位于沅水主要支流酉水的下游，距河口48 km，集水面积17 500 km2，占酉水全流域面积的94.4%。
浅谈预报调度系统在水库管理中的应用以及对风险防控、综合效益最大化的影响摘要：随着社会的发展，用水需求与水资源短缺之间的矛盾越来越严重，水库的建设，对于水资源高效利用，有着积极的作用。
而预报调度系统在水库的日常管理中，对于水库风险防控、综合效益最大化，作用巨大。
但是，预报调度一直是一个非常复杂、难度极大、落地困难的课题，如何提高洪水预报的精度，一直是水文行业的一大难题。
本文就个人从业经历，总结一些影响洪水预报精度的原因，以及解决方案，探讨预报调度系统在水库管理中的应用。
关键词：洪水预报、水库调度、水资源高效利用前言随着人口的增长和经济的发展，日益增长的用水需求与水资源短缺之间的矛盾越来越严重。
同时，极端气候导致洪水频发，对人民正常生活和生命、财产安全造成极大的威胁和危害。
水库的建设，在防汛抗旱、提升航道通航能力、发电、调节水质改善水环境、灌溉、城市供水、发展养殖业和旅游业等方面，都可以起到积极的作用。
新中国成立以来，各届国家领导人及相关专业专家对于兴建水库多持有积极态度。
国家在推动水利事业发展的同时，根据不同的需求，兴建了大量水库。
但同时，也会带来一些其他的负面影响，比如气候变化、环境变化、水库安全等。
洪水预报调度系统在水库日常管理中，是非常重要的工具，对水库安全和综合效益最大化影响巨大，可以起到很大的辅助决策作用。
一、洪水预报多年以来，我国一直非常重视水利行业的发展，也一直致力于发展适用于我国特有自然环境的水文预报模型。
尤其，随着科技的快速发展，气象预报越来越精准，那么基于气象预报的水文预报，便越来越实用、越来越重要，对水库的风险防控、水库安全、水资源高效利用等各方面，作用越发凸显。
预报难点：1、地理环境差异性大我国地域广阔，各座水库，所处位置的地理环境、气候条件差异性很大，决定了产汇流的差异性必然也很大。
2、流域勘察困难在实际的预报调度系统搭建，构建预报方案时，很多情况下，是无法实现实地勘察流域地形、流域环境的，未知的影响因素很多。
