遙測系統在水庫科學調度中的應用

王 臣 ，李玉軍

(1.遼寧省水文水資源勘測局錦州分局，遼寧錦州121000;2.葫蘆島市水利學會，遼寧葫蘆島125000)

1 問題的提出

在水庫防汛調度中，水文水情信息是防洪調度與決策的依據。傳統的水文水情采集方法是用人工進行觀測，使用電話、電報傳遞，一次降水水文水情信息，往上需要幾個小時甚至十幾個小時才能傳到水庫調度中心。這種方法觀測，手段原始，觀測精度人為精度誤差較大，同時，這種原始觀測方法，在洪汛期觀測人員不安全因素較多。隨著科技的發展與進步，遙測系統能夠有效的解決上述問題，且能夠從根本上解決困繞水庫防汛與控制調度通訊不暢的問題。

2 水情自動化測報系統組成及運行概況

2.1 水情自動化測報系統組成

水情自動化測報系統由控制中心站、遙感傳遞中繼站、遙測站(雨量站、水位雨量站)組成。控制中心站布置在水庫調度中心，匯集遙測站采集的水文信息。中繼站布設在能保證通訊暢通的高地;遙測站網的布設要能夠滿足防洪所需信息的采集和水庫安全的要求。

2.2 系統運行情況

在葫蘆島市4座大型水庫中，首先于1996年汛前在烏金塘水庫建成了水情自動化測報系統，在試運行取得良好效果后，于1997年汛前余下的3座大型水庫(宮山咀水庫、大風口水庫、龍屯水庫)，安裝了水情自動化遙測系統，并在汛期進行了試運行。4座大型水庫水情遙測系統，共設控制中心站4個，遙測站18個，中繼站4個。

水情自動化測報系統，經多年正式運行實際測試，各項指標均滿足或高于精度規定值。多年平均系統運行暢通率達到99%(規定值為95%);多年平均系統年故障次數:4個中心站1次，4個中繼站2次，18個遙測站4次，其中，在1998年中心站、中繼站達到無故障，遙測站只有2次;多年平均系統誤碼率為0.01(規定值為1%);多年平均數據接收成功率達到了99.6%。

3 水情遙測系統與科學調洪

3.1 采集水文數據

水庫在汛期要做到科學調洪，首要的是及時準確的采集各種水文水情數據，它是防洪調度的基本依據。而水情自動化測報系統的應用，改變了原始落后的測報手段，使各種水情數據通過遙測設備及時快速的傳遞到控制中心，極大的提高了水文信息的時效和精度，從而為科學調洪和選定防洪預案，提供了科學的理論依據。

3.2 建立預報調洪計算機模型

科學調洪，在準確匯集水文信息的同時，必須建立適用各庫自身情況的預報調洪計算機模型，即產流、匯流計算方法和調洪演算方法，匯編軟件程序，輸入微機。根據建立起的預報調洪模型和遙測系統傳遞的水情數據，利用微機進行處理，就能夠快速、準確、科學的預報出產流、匯流、洪峰流量、入庫時間、洪水總量。并且，可預測出不同調洪狀態下的最大泄量、最高庫水位等數據，為選擇啟動防洪預案提供科學依據。

3.3 科學調洪

在保證水庫工程安全的前題下，要兼顧上、下游利益和滿足95%保證率的城市工業用水和生活用水。首先，要預留庫容，一般控制在汛限水位以下。在確定時，應根據控制流域內遙測系統提供的水情數據，通過該水庫的預報調洪模型軟件所計算出的產流、匯流、洪峰流量、入庫時間、洪水總量及不同調洪狀態下的最大泄量、最高庫水位等數據，對汛前水位進行適度調整，達到預騰空庫容適度，汛后回蓄恰當，以使水庫在發揮防汛效益的同時，確保汛期及汛后經濟效益最大。其次，要按安全泄流量進行泄洪。在確保水庫工程安全的前題下，力保沿河兩岸農村及企業不受災。同時，應根據整個流域防汛調度要求，為下游河道及城市防洪進行錯峰調洪。

4 應用遙測系統科學調洪的綜合評價

4.1 提供了迅速快捷高精度的水文數據

遙測系統科學調洪經多年的應用，取得了顯著的防洪減災效益和較高的經濟效益。首先，水情遙測系統為汛期水庫科學調洪迅速、快捷的提供了高精度的水文數據。在觀測精度上經過多個汛期系統接收雨量和人工觀測雨量的比較，發現同雨量筒布設在一起的站點數據，日雨量比較一致，同雨量筒布設不在一起的雨量有時有區別，但觀察系統報來數據，發現都是逐毫米增長。僅以1998年7月24日典型洪水為例，預報值與實際誤差情況如下:最大入庫流量，m3/s:誤差4.2%;最高庫水位，m:誤差0.3‰;最大泄洪流量，m3/s:誤差3‰;最大泄洪流量，m3/s:誤差0.8%。該技術經實踐與經專家鑒定，系統在數據精度方面是可靠的，減少了人工觀測誤差，保證了采集的水文信息的準確性。

4.2 解決了信息化中的難點問題

水情自動化測報系統的運作，解決了長期困繞著水庫防汛與控制調度通訊不暢的難題。沒上系統前，由于水庫上游通訊不暢，上游雨情不能及時的傳遞到水庫，一次降雨水文信息往往需要幾小時，甚至十幾小時才能傳到水庫調度中心。應用遙測系統后，各雨量遙測站的雨量逐毫米直傳控制中心站，及時快捷，幾乎無時間差。水情自動測報系統的運作，從根本上改變了人中觀測的技術落后原始的觀測方法，極大的提高了工作效率和科技含量，解放了勞動生產力，同時也避免了人工觀測的不安全等因素。

4.3 創造了顯著的社會效益和經濟效益

各庫運用預報調洪模型軟件進行微機處理的科學調洪方法，預報準確精度高，能夠成功的削減洪峰和安全錯峰，極大的發揮了水庫防洪減災的社會與經濟效益。由于運用科學調洪預報值準確精度高，成功的削峰和安全的錯峰，所以，在防洪調度上就爭得了主動權，改變了原來的被動防洪局面。因而，也就做到了防洪工作的有的放矢，減少或避免洪災損失。同時，能夠避免不必要的興師動眾，免除泄洪區民眾的恐懼心里與安全轉移等勞民傷財之苦。

運用科學調洪方法，在發揮水庫防洪減災的社會效益與經濟效益的同時，能極大的發揮其自身的興利效益。由于采用科學調洪方法，故而能從根本上解決預留庫容過大，泄量過大和水庫白丟水的問題，從而能夠最大限度的發揮水庫供水、發電、灌溉、養殖等綜合經濟效益。

［1］中華人民共和國水利部.GB17621-1998大中型水電站水庫調度規范［S］.北京:水利電力出版社，1998.

［2］中華人民共和國水利部.綜合利用水庫調度通則［Z］.北京:中華人民共和國水利部，1993.

［3］中華人民共和國標準技術局.工程遙控遙測技術［M］.北京:標準工業出版社，1991.

［4］趙松年.信號分析與遙測技術［M］.北京:北京出版社，1983.