水庫防洪調度若干問題探討

【摘要】本文闡述了水庫防洪調度的現狀、水庫防洪調度的特點以及目前常用的水庫防洪調度方式。鑒于目前防洪與興利之間的矛盾，對水情、雨情、工情掌控較好的工程，進行汛限水位動態控制研究是今后防洪水庫的重要課題。

【關鍵詞】防洪調度；汛限水位；水庫防洪

一、水庫防洪調度現狀分析

近年來，我國的水庫在防洪調度的過程中雖然取得了突破性的進展，但也出現了一系列的問題，主要是難以平衡防洪與興利之間的矛盾，難以適應實時防洪形勢的變化。在傳統的水庫防洪調度中，調度方法是一種半理論與半經驗的方法，輔助以必要的防洪調度圖與能力圖等經驗性圖表實行調度，技術應用的主體以動態規劃、非線性規劃、線性規劃等為主。隨著經濟的快速發展，許多的學者逐步在水庫防洪調度的理論研究中引入了模糊集理論，探討了洪水預報與運行決策問題，促進了水庫職能的更好發揮，有助于更好地實現社會與經濟的綜合效益。

二、水庫防洪調度的特點

水庫防洪調度有兩個鮮明特點，第一個特點是水庫防洪調度的影響因素眾多，降雨、入庫徑流、泄洪能力、工情、庫容等都會影響著水庫的防洪調度，在防洪形勢異常嚴峻的時候，水庫決策者對風險的抗壓能力與自身的心理素質都制約著水庫防洪調度的決策；第二個特點是水庫防洪調度是一個多目標、多階段的決策過程，考慮水庫防洪調度的各種風險和不確定因素。

三、水庫防洪調度方式

設有閘門控制泄洪的水庫，才能進行防洪調度，否則只能起滯洪作用。為了滿足下游防洪要求的防洪調度，一般根據下游防洪要求，控制下泄流量，利用汛限水位至防洪高水位之間的防洪庫容削減洪水。水庫通常有以下幾種防洪調度方式。

①固定泄量調度

設置汛期最大下泄流量，當入庫洪水大于該流量時，水庫按照最大下泄流量下泄，多余水量存蓄在庫中。該方法多用于防洪保護目標距離水庫較近，區間流域面積較小，水庫對防洪保護對象起主要防洪作用的工程。

②防洪補償調度

水庫防洪補償調度需要控制水庫的泄量，使下游防洪控制斷面的流量不超過安全泄量，或水位不超過安全水位。當防洪控制斷面流量超過保證水位相應的泄量時，超額的水量蓄于水庫中；反之，當水庫入流量小于該泄量時，水庫可騰空部分庫容，但一般不應低于汛限水位。制定防洪補償調度方式時，根據區間洪水的變化特點，可以采用考慮洪水傳播時間或考慮區間洪水預報，以及綜合考慮防洪控制斷面水位、流量、漲落率等因素。對于防洪控制斷面離水庫較遠，兩者區間流量多變的情況，一般采用這種調度方式。

③防洪預報調度

在水庫控制運用中，用氣象、水文預報方法預報將來要發生的徑流過程，據以進行的水庫調度。一般此方法需要流域內有較為準確的水情自動測報系統，通過分析氣象資料，對壩址以上各站點的資料能夠實時掌控，同時需要一定的預見期，以便于決策者進行防洪調度決策。

除了上述方法外，還有一些防洪調度方式，需要根據不同防洪保護對象的要求和水庫工程特點進行防洪調度設計。

四、水庫防洪調度相關問題

1、汛限水位的設置

對水庫防洪而言，汛限水位控制的越低，防洪庫容越大，對防洪安全就越為有利。而汛限水位降低又有可能對水庫興利功能產生影響。因此，汛限水位的設置一般有三種形式：不結合、部分結合和完全結合。

2、汛限水位動態控制

近年來隨著社會經濟的高速發展，各用水部門對水庫的供水保障提出了更高的要求，水庫的防洪與興利矛盾不斷加劇。針對這種現象，專家學者們對汛限水位控制方法進行了探索與研究，如分期抬高汛限水位控制法、預報調度法等。隨著氣象預報水平、洪水預報水平與技術的迅猛發展，水庫管理工作中調度技術人員所掌握的基本信息資料與建庫初期設計階段相比已不可同日而語。許多大型水庫建立了雨水情遙測、現代觀測與監視系統，數字通信、計算機網絡等技術的發展與利用使水文氣象預報的預見期更長、預報精度更高，為建立汛限水位動態控制提供了有利條件。

目前水庫汛限水位動態控制研究的主要方法有：實時預報調度法、綜合信息推理模式法、耦合于防洪預報調度系統的汛限水位動態控制值優選法、綜合信息汛限水位動態控制決策支持表法、評價決策法、補償調度法等。在水庫調度人員實時動態控制汛限水位時，需要根據水庫流域特征、水庫洪水預報方案精度、水庫流域降雨定性分級預報精度、水庫閘門啟閉靈活性等具體情況選定適合的汛限水位動態控制方法。此外，將單庫的汛限水位動態控制方法擴展到庫群中的應用，是未來科研、實踐中需要繼續研究的問題。

3、水庫防洪調度風險

水庫防洪調度涉及設計洪水典型選擇、洪水來水過程、水庫實際調度操作、水庫泄流能力等不確定性因素，防洪預報調度還要涉及洪水預報不確定性、降雨預報不確定性因素。眾多不確定因素的存在，尤其是汛限水位抬高以后，導致水庫防洪控制運用過程中均有可能出現泄流量超過下游河道安全泄量、水庫水位超過某一防洪標準對應的防洪特征水位等風險。因此，若要在保證水庫防洪安全的前提下，增加水庫有效蓄水量，充分發揮其防洪與興利的綜合效益，則需對水庫在各種不確定性因素影響下分析防洪調度中可能出現的風險進行，以便為水庫優選防洪調度規則及相應的泄流方式提供參考依據。

綜上所述，本文探究防洪調度的若干問題具有重要的現實性意義，水庫的防洪調度對保壩安全與下游的防洪安全起著至關重要的制約作用，不管是為了取得更大的社會經濟效益還是從水庫工程的安全性與防洪要求來說，都一定要做好水庫的防洪調度。水庫防洪調度從常規的調度方式，逐漸發展成依靠氣象預報、水情測報系統等方法和設施的綜合調度系統，充分發揮出水庫的興利與防洪綜合效益。

參考文獻：

[1]劉海波.水庫防洪調度研究發展趨勢[J].科技創新與應用，2017（08）：200.

[2]盧有麟.流域梯級大規模水電站群多目標優化調度與多屬性決策研究[D].華中科技大學，2012.

[3]張驗科.綜合利用水庫調度風險分析理論與方法研究[D].華北電力大學，2012.

[4]葉季平.混聯水庫群防洪調度管理理論與方法研究[D].華北電力大學（北京），2010.

[5]劉招.水庫的洪水資源化理論和方法研究[D].西安理工大學，2008.