水库防洪调度研究现状及趋势

关键词：水库防洪调度现状研究发展趋势 

abstract: flood dispatching decision not only to master the reasons, background and its occurrence and development of natural law, need to grasp the flood and human social relations. reservoir flood dispatching, directly related to the retaining dam safety and the downstream flood control safety. this paper analyzes the research status of reservoir flood dispatching, discusses the development trend of reservoir flood dispatching. 

key words: current research and development trend of reservoir flood dispatching 

中图分类号：tv62文献标识码：a 文章编号： 

水库的防洪调度, 直接关系到保坝安全及下游的防洪安全。因此，无论从防洪要求、水库工程安全还是为了取得更大的效益, 都必须搞好水库防洪调度。自开展水库调度以来, 防洪调度有了长足进步。随着计算技术和水库调度理论的发展, 已逐步形成水库防洪调度的一整套理论和方法体系。 

一、水库防洪调度研究现状分析 

1、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。 

2、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《综合利用水库调度》中，较系统地介绍了常规调度方法。我国从20世纪,60年代开始研究水库优化调度问题，80年代后迅速发展，取得了大量研究成果。董子敖在《水库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。这些优化技术为水库防洪调度提供了一种解决办法，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。 

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。 

二、水库防洪调度发展趋势 

1、水库防洪调度存在的主要矛盾 

（1）设计与实际运用不相适应的矛盾 

运行阶段由于水文资料的积累， 特别是发生了几次特大洪水以后，人们对本流域水文规律认识加深。将运行后的资料加入原设计所依据的水文系列， 导致洪水统计参数有了明显变化，因而设计洪水也有变化。如按原设计确定的汛限水位进行洪水调节计算，最高库水位超过了原设计最高洪水位，则说明原设计标准偏低。 

（2）水库本身安全与下游防洪安全的矛盾 

这是水库汛期控制运用的主要任务。当水库上、下流域普降大暴雨， 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，要求水库多蓄水、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。在汛期按照预定的泄流方式调度水库时应达到如下要求： 如果某次洪水与下游防洪标准相当， 则应保证下游河道的泄流量在允许安全泄量以下或相等; 如果某次洪水与原设计或校核洪水相当， 则水库调洪最高水位以不超过设计或校核洪水位为原则;如果某次洪水为可能最大洪水， 亦应采取有效措施确保大坝安全。 

（3）防洪与兴利的矛盾 

我国北方年降水大部分集中在汛期， 而汛期内降水又集中于几场暴雨。为了水库防洪安全， 整个汛期库水位降的较低，不敢蓄水，导致许多水库，尤其是北方以灌溉、供水、发电为主的大型多年调节水库，汛后无水可蓄。解决防洪与兴利矛盾的关键是对未来水文规律的了解和预测， 如果对未来的来水情况能够准确预测，水库的调度运用就变得简单，防洪与兴利的矛盾就会迎刃而解。但是目前中长期水文预报还不可靠，未达到可利用的程度，防洪与兴利的矛盾将长期存在，伴随着整个防洪调度过程。 

2、新时期水资源利用战略对水库运用的要求分析 

新时期水资源总体战略一是饮水安全; 二是防洪安全;三是粮食生产用水;四是经济发展用水;五是生态环境用水。当前乃至今后一段时期内水资源紧缺是制约我国经济可持续发展的主要因素，也是上述战略目标能否实现的关键所在。既要确保水库防洪安全，又要最大限度地拦蓄洪水，增加水库有效蓄水量，提高当地水资源和水环境承载能力，这就是新时期水资源战略对水库运行的要求。可以说，水库是实现新时期水资源战略目标的重要工程设施之一。因此，研究解决水库规划设计和运行中的突出矛盾，充分利用我国有限的洪水资源，是实施新时期水资源可持续利用战略的重要内容， 新的水库防洪调度方法是其中的重要组成部分。 

3、水库防洪预报调度 

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，20 世纪80 年代末至90 年代初，我国北方一些水库研究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，将汛限水位提高了1. 4m，并经过1995 年特大(相当于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1. 2m，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。 

在实时调度中，气象降雨预报信息早于实际降雨信息，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。 

参考文献： 

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[4] 刘祥军,侯召成. 水库防洪调度研究发展趋势[j]. 水利发展研究, 2005,(04) . 

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