前言:中文期刊网精心挑选了防洪调度方式范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。
防洪调度方式范文1
关键词 水电站;防洪调度
中图分类号 TV 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)021-0208-01
恩施州属中亚热带山地季风气候地区,雨量充沛,空气湿润,丰沛的地表径流同众多具有较大落差的深谷型河流相结合,构成了丰富的水能资源。全州水能资源理论蕴藏量509.31万千瓦,可开发蕴藏量349.1万千瓦,可开发装机近500万千瓦,是湖北省除宜昌以外水能资源最丰富的地区。至2010年底,全州拥有水电站271处,总装机容量305.77万千瓦(包括水布垭电站184万千瓦),恩施州成为全省乃至华中地区重要的清洁能源基地。
1 工程概况
罗坡坝水电站工程为中型水库,大坝为混凝土拱坝,大坝及水工建筑物为Ⅲ等3级,水电站厂房为3级。水库正常蓄水位750.00 m,死水位724.00 m,有效库容4 300万m3,库容系数12.9%,为年调节水库,电站设计保证率为90%,出力系数取8.4。大坝按50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,电站厂房按50年一遇洪水设计,200年一遇洪水校核。
2 流域特性
罗坡坝水库建于冷水河上,冷水河为乌江水系唐岩河的一级支流,发源于恩施市盛家坝乡三县场,河流全长53.21 km,流域面积460 km2,河道平均坡降7.06‰,总落差1 472 m,流域内有小型水库3个,总集水面积3.11 km2,总库容149万m3,对罗坡坝水库产、汇流影响较小。
3 安全泄量
罗坡坝电站厂房200年一遇校核洪水流量2 440 m3/s,厂房以下河段拉弓坝村、罗坡坝村均为高山峡谷,两岸悬崖陡峭,沿河两岸无人居住,下游小河电站2000年一遇校核洪水流量2 716 m3/s,罗坡坝水库向下游河道宣泄的安全泄量定为罗坡坝厂房200年一遇校核洪水流量2 440 m3/s。
4 水文预报方法
根据水库流域的水文气候特点,将一些科研成果运用于水文资料收集、传输、预报服务中。建立了罗坡坝水库流域雨量站点遥测系统、水文自动预报系统,产流量采用降雨径流相关法计算,水库坝址入库洪水过程采用时段单位线法推求。
罗坡坝洪水预报方案精度:产流方案合格率为79.6%,汇流方案流量合格率为83.3%,峰现时间合格率为83.3%,只能达到乙等预报合格率水平,预报误差使得罗坡坝水库防洪调度存在一定风险。
水库形成后,天然河道变成人工湖泊,水力特性的改变而造成洪水过程预报与实时入库过程的误差。如果不注意建库后库区汇流加快及洪峰值的增高,将使预报值偏小滞后,带来严重的后果。调度运行过程中,及时收集建库后的实测相关资料,加强入库洪水演变分析,制定入库洪水修正方案。
5 水库调度
根据水量平衡方程,采用试算法推求水库出库流量过程,主控参数为:入库流量过程、水库库容曲线、表孔下泄曲线、起调水位750.00 m,闸门开启孔数。整个计算只需输入起调水位、自动导入流域降雨量,由电脑自动完成,准确快捷。
水量平衡公式如下:
()t=V2-V1=V
式中:Q1、Q2─表示时段初、时段未的入流量;q1、q2─表示时段初、时段未的出流量;t─为时段长(以选定步长为准);V1、V2─表示时段初、时段未的水库蓄水量;V─为水库蓄水增量。
洪水调度原则如下。
1)防洪调度。依据工程防洪能力和下游防护对象的重要程度,采取分级控制泄洪的调度方式。应包括如下主要内容:①罗坡坝水库主要泄洪设施包括三个表孔、两台水轮发电机和生态放水管,水轮发电机组是否参与泄洪,视电网要求而定,当库水位超过752.42 m(厂房200年一遇校核标准洪水相应库水位)时,电站不宜参与泄洪;②根据对汛初来水的预报,罗坡坝水库在汛前及汛期有可能发生弃水时,要及时加大出力多发季节性电能,同时起到降低库水位以备水库度汛的作用;③罗坡坝水库汛期调度运用计划为:汛期4月15日~10月15日,水库水位处于正常蓄水位750 m以下时,水库按发电运行方式调度;当库水位达正常蓄水位750.0 m时,根据洪水预报,如来水流量大于机组最大过流能力36.0 m3/s(电站装机两台,单机额定流量17.47 m3/s,生态放水管设计流量1.06 m3/s)时,首先开启中表孔,由闸门控制泄流量使其等于来水流量,维持库水位不变;当来水流量大于中表孔闸门全开时的泄流能力时,中表孔闸门全开,同时对称开启两边表孔,控制泄流量使其等于来水流量,维持库水位不变,当来水流量大于三表孔闸门全开时的泄流能力时闸门全开。当来水流量逐渐减小时,按先对称关闭两边表孔,后中表孔的顺序,控制下泄流量等于来水流量,使库水位尽量维持在正常蓄水位750 m。
2)兴利调度计划。兴利调度的任务是在确保大坝安全的前提下,充分利用兴利调节库容,合理调配水量多发电,充分发挥工程的综合效益。①发电调度方案制定应以电网、罗坡水电站的安全运行为前提,充分合理地利用水量与水头,承担电力系统调峰任务,努力做到经济、优质运行;②罗坡水水利水电枢纽兴利调度服从于防洪调度,并与生态调度相协调。根据冷水河流域山区性河流上峡谷型水库的特点,水深每消落1 m所获库容不大,减少电站弃水量不多,而减小发电水头对该时段及后续运行期造成较大影响,发电调度应尽量维持高水位运行。拟定的水库调度方式为:根据水库调节性能和径流特性,每年自4月初开始按保证出力工作,水库逐步蓄水,保证在汛末蓄水至正常蓄水位,然后当入库流量大于调节流量(发保证出力所需流量)电站按入库径流工作,当等于或小于调节流量时,按保证出力工作,水库开始供水。为维持较高工作水头,一般年份在枯水期末并不消落至死水位(只有在设计枯水年才消落至死水位)。
3)生态调度。①生态调度的原则是结合防洪、发电等调度,确保下游河道不断流,合理下泄流量,满足下游生态需水基本要求;②一般情况下,通过电站发电下泄流量满足生态用水要求;③当罗坡坝电站停止发电可通过发电引水系统下泄0.75 m3/s的生态流量。
6 结论
通过以上分析,得出以下结论:对中小型水库运行调度应该注意以下几点问题。
1)首先应制定一个完善的气象、水文预报方案,这就要求在流域内保障有足够和雨量站点,有条件的在水库上下游设立水位流量实时监测点。
2)确保水情信息的准确性与时效性,应加强自动化测报站点的维护管理与更新。
3)水库安全标准和下游防护对象的防洪标准是水库调度不可超越的制约因素,一定要在保障大坝和下游防洪安全的前提下对入库洪水进行调蓄。
4)水库的运行环境是在不断变化着的,加强入库洪水演变分析,才能消除各种影响因素对调度成果的综合影响。
5)完善水文预报模型,为改善水文预报模型精度,应编制实时校正模型,利用实时水、雨情反馈信息改进模型的预估过程。同时,可参照专家系统模式,科学总结成功的洪水预报经验,使模型中难以包括的洪水规律能在预报实践中发挥作用。
6)要有一套畅通的水情传输通道及上报机制。
防洪调度方式范文2
【关键词】WebGIS;德州;三干流;防洪调度
On WebGIS technology in Dezhou Three River Flood Control Operation System
Ma Yuan-jie1,Feng Lei2
(1.MWR IOC Zhangweinan Authority Planning DepartmentDezhouShandong253000;
2.River Water Conservancy Bureau Dezhou Project Management OfficeDezhouShandong253014)
【Abstract】Information is the basis for a real and effective flood control dispatching decisions, flood dispatching directly related to the merits of the city's people's lives and property safety and economic and social development. This paper analyzes the work of flood control scheduling problems and causes, will WebGIS technology in Dezhou three dispatching system of flood control, and to promote the application of research results, the better for flood control waterlogging disaster mitigation services.
【Key words】WebGIS;Texas;Three mainstream;Flood control operation
近年来,随着计算机技术、网络技术和数据库技术的广泛深入运用,防洪指挥调度也得到迅速发展,其标准化和规范化对提高德州市防洪调度水平具有重要的推动作用,研究与开发适合本地特色的防洪指挥调度系统意义重大。将WebGIS技术应用在德州市防洪指挥调度系统就是针对境内相互间具有水文学、水力学、水利联系的河道以及涵闸、堤防、险工等相关工程设施进行统一协调调度,最大限度降低灾害影响和损失计算机软件系统。
1. 存在的问题
真实有效的信息是防洪指挥调度决策的基础。 德州市在水文测报的基础上建立和开发了架构齐全的防汛信息查询系统,用于汛情信息自动采集和接收系统以满足防洪调度决策的需要。虽然已经能够实现大部分功能,但针对雨、水、工、灾情防汛信息以及洪水调度方案等还只能通过单一系统进行查询,没有形成统一、规范、通用的系统结构框架,缺乏必要的功能整合,预报调度和决策思路、方法难以发挥很好的作用,上下级信息流通不畅、重要信息难以传递给所需防汛部门,影响防洪调度的时效性,指挥调度难度很大,造成防汛工作被动,不利于充分发挥现有工程的防洪效益。
2. 原因分析
防汛指挥调度的优劣直接关系到全市人民生命财产安全和经济社会发展。德州市地处平原地带,洪涝灾害是主要自然灾害之一。据记载,从1368年至1949年的580多年中,出现洪涝灾害362次,平均1.6年一次。1949年至2011年的60余年间,发生洪涝灾害30余次,较大洪涝灾害10余次,具有突发、频发、多发等特点。境内马颊河、徒骇河、德惠新河三干流是骨干防洪排涝河道,在防御洪涝灾害方面功不可没,但受重建轻管思想制约,现状河道淤积严重,沿河建筑物老化病险,堤防残缺薄弱,工程长期“吃老本”,防灾减灾功能衰减,有的甚至功能殆尽,远远达不到原设计标准,极大的影响了防洪减灾工作的成效。如果通过将所有的防洪工程都按照高标准建设,在经济上是不可行的,也是不必要的,而且大规模新建工程对环境和生态都会造成一定程度的影响和破坏。历年来与洪涝灾害的抗争过程证明,单纯依靠工程措施不能从根本上消除洪涝灾害的威胁,需要在切实依靠工程措施的同时,加强防洪除涝非工程措施的研究和建设,实现工程与非工程措施相结合,缓解上述矛盾。建立基于WebGIS的防洪指挥调度系统,可规范设计、统一结构、标准功能,避免重复设计与开发,节约人力、财力和物力,在市级防指成员单位、市县实现同级间横向和上下级纵向的连接,有利于各级各有关单位统一掌握汛情,有利于防洪统一联合调度决策,有利于促进防洪管理整体水平的提高,使防洪工程在防灾减灾中发挥更大的效益。
图1
3. 对策建议
将WebGIS技术应用于德州市三干流防洪调度系统是防洪除涝非工程措施中的关键举措,当发生洪涝灾害时,迅速采集和传输雨水工灾情信息,并对其发展趋势作出预测和预报,经分析制定出防洪抗旱调度方案,有效减轻和降低洪涝灾害的危害及损失。
该系统由决策支持系统、数据采集分析系统、洪水预报系统、洪水调度系统和信息查询系统构成,面向防洪决策指挥,针对非工程措施,在计算机网络环境下,以防汛综合数据库及其管理系统为基础,利用WebGIS技术完成各类有关信息的实时接收、处理、存储和查询汇总,通过“流域-河道”预报系统实现防洪形势分析、防洪调度方案的生成、模拟、可视化显示、多方案比较、调度方案管理、调度成果管理、系统管理、与中央系统进行数据交换等功能,在电子地图上清晰直观显示图像图表和文字说明,为实时防汛会商决策提供支持的计算机应用软件系统(见图1)。
3.1决策支持系统技术。
包括GIS组件、决策调度模型、WEB应用服务器、系统管理组件等。主要采用的技术路线如下:
3.1.1采用B/S实现方式,基于J2EE架构,在WebLogic上进行集成和开发,保证系统可维护性强、可扩展性强。
3.1.2基于WebGIS进行信息展示与导航操作,保证系统具有良好的可视化效果。
3.1.3基于MVC设计模式的Struts技术进行系统开发建设,清晰程序结构、增强代码稳定性和信息展示的灵活性,确保系统具有更好的可维护性与适应性。
3.1.4采用层次化、组件化的设计思想,分离业务逻辑与表现形式,增强代码的重用性,满足系统维护与升级的需要。
3.1.5采用河道演进模型和河道一维水动力学模型作为后台模型支撑,保证系统的可靠性和稳定性。
3.2数据采集分析系统。
利用WebGIS技术将气象、雨、水、工、灾情等信息加载到电子地图上,提供卫星云图、气象雷达、天气预报等气象信息链接选项,方便查询;实现降雨区域及发展过程动画演示等功能,直观显示降雨趋势;实现河道水位、流量等信息的实施测报与查询,形成水位-流量变化曲线,计算降雨产流;实现重点涵闸、河段、堤防、险工信息的现场采集、前端控制、远程视频传输和总控,确保水利工程安全运行;实现农田受灾面积在电子地图中的动态示意;参考历史洪水信息及工作经验实时调度三干流洪水。
图2
图3
3.3洪水预报系统。
根据洪水形成和运动的规律,以过去和实时水文气象资料作为输入,采用流域降雨径流法与河道洪水预报相结合的方法对未来一定时段的洪水发展情况进行预报,通过分析研究流域降雨形成、洪水特点、河床变形及河道洪水波运动规律,利用水文学、水力学、河流动力学等技术,建立实用的洪水预报经验方案和数学预报模型,对洪峰水位(流量)、洪水过程等要素进行实时预报,并直观显示电子地图中。实际应用中,根据德州市实际,按自然分水线或支流分布情况将我市境内三干流流域划分成若干个子流域,各子流域之间由河道连接,形成“流域-河道”洪水预报系统(见图2)。子流域流域汇流时间和河道洪水波传播时间之和即理论预见期。各子流域的洪水预报属流域降雨径流预报,其流域产汇流预报模型采用新安江模型,输入为流域内点雨量或面雨量系列文件,输出为出口断面水位流量系列文件。产生的洪水过程最后汇集到干流,通过河道洪水预报法得到干流某断面的洪水过程,其河道汇流预报模型运用马斯京根演算法,该类模型输入为上断面水位流量系列文件,输出为下断面水位流量系列文件。每次预报完成后,不断更新数据库实时数据,计算出的预报数据与实时数据比较,如果与预测现象一致,加快实时数据更新速度。如果不一致,及时调整模型参数,确保预测结果的快速精准。
3.4洪水调度系统(见图3)。
综合考虑上游来水、支流汇入、径流产流、下游河道承载能力等多种因素,按照防洪调度规则及工程控制指标,结合决策者工作经验进行推理判断,明确需启用的防洪工程,生成多个洪水调度方案,在保证河道安全情况下,优选对上下游影响最小的调度方案。
3.5信息查询系统。
在综合数据库的支持下,构建基于Web的综合信息查询系统,提供基于Web的实时雨水工灾情等防汛相关信息及图上查询和标注,地图放大、缩小及漫游,预报调度成果等。
表1
图4
4. 应用实例
2012年7月底至8月初,德州市遭受连续强降雨过程,各个子系统在防洪调度中发挥了很大的作用,实时数据采集分析系统及时准确的接收每次降雨、水位等汛情信息,之后利用洪水预报子系统推算下游流量、水位,进行洪水预报,并根据预报结果和三干流防洪调度规则,制定合理的洪水调度方案,为三干流合理安全调度提供了强有力的技术支撑。同时可以对此次洪灾中所有的调度成果及资料进行查询。
4.1实时数据采集。
从自动雨水情测报系统中接收2012年7月30日6时至8月6日8时降水量(见表1、图4):
图5
4.2洪水预报。
通过对实时雨水情的分析,根据上游洪峰利用流域降雨径流法与河道洪水预报法对下游洪峰进行预测,预报结果与实际洪水过程对照如图5、图6。
图6
4.3洪水调度。
4.3.1当德惠河水位上涨到接近排涝水位时,为减轻河道的行洪压力,8月1日14时提起赵棒槌涵洞通过北四分干,8月1日提起东西宗闸向马颊河分流。
4.3.2当马颊河行洪受下游顶托排水不畅时,分别于8月5日启用沙杨河、跃丰河北段、漳马河向减河、漳卫新河分流;同时根据马颊河上游来水减少的情况,及时控制调蓄上游拦河闸减少下泄水量,减轻下游河道的行洪压力。
4.4分洪效果。
(1)此次分洪调度,马颊河通过沙扬河向减河分洪最大流量为54m3/s,共分流6127万m3;马颊河通过跃丰河、漳马河向漳卫新河分流,跃丰河最大流量为35m3/s,漳马河最大流量为25 m3/s,共分流7871万m3左右。马颊河分洪约1.5亿m3。
(2)德惠新河通过北四分干平均分洪流量60m3/s,共分流9150万m3;通过跃丰河南段向马颊河平均分洪流量70m3/s,共分流9987万m3。德惠新河分洪共1.9亿m3。
经过马颊河、德惠新河、漳卫新河的联合分洪调度,共分洪3.3亿m3,占全市积涝水量(6亿立方米)的57%,使河道水位平稳持续下降,确保了全市干支流河道安全运行。
4.5效益分析。
4.5.1农田积水快速外排,减少农业经济损失。通过认真分析、准确预报、科学调度,成功分流3.4亿m3洪水,可减少农田积水面积170余万亩,缩短涝水外排时间8天左右,有效降低了干流河道水位,为抗洪抢险争取了时间和主动,对减少农业经济损失起到了关键作用。
4.5.2河道无决口,水利工程安全运行。虽然汛前对全市水利工程进行了认真安全排查,但是由于2012年汛期强降雨引发的洪水已经远远超出了河道行洪能力,加之河道淤积严重、闸涵工程年久失修等问题,如果洪水调度不科学将出现严重后果。通过系统调度、科学研判,对洪水形势作出准确判断,及时调度闸涵、分流洪水,全市干支流河道无决口,水利工程安全运行。仅德惠新河跃丰河部分河段出现了漫溢,由于及时加固、封堵,迅速化险为夷。
4.5.3人员零伤亡,防洪社会效益显著。暴雨内涝直接威胁全市254万人的生命安全,经受了雨淋水淹的危旧房屋、险工险段、低洼易涝区等也存在着极大的安全隐患。为此,各级政府、各有关部门积极抽调排水设备外排积水,免除工厂停产、商业停业和交通中断等社会损失,避免人员伤亡,为社会经济发展做出贡献。
5. 结语
防洪调度方式范文3
关键词:英那河水库;预报信息;退水预报;预报调度;调度方案
中图分类号:TV697.1 文献标识码:A 文章编号:1672-1683(2017)03-0055-05
Abstract:Yingnahe reservoir is responsible for flood control in the basin,and it is an important water source of Dalian city.Its water resources utilization efficiency is very important to the social and economic development of Dalian city.As Yingnahe reservoir does not have a flood control operation scheme yet for the flood season after its reconstruction,we formulated a flood control operation scheme based on forecasting information after we analyzed the availability of runoff production forecast and water draining forecast of the reservoir,with the accumulated net rainfall,reservoir inflow and water level as judging indexes for changing the reservoir outflow.The results showed that the flood forecasting operation scheme can basically realize reservoir regulation,and is reasonable,feasible,and easy to operate.By using the water draining margin as the water storage capacity after pre-discharge of the reservoir,the operation scheme not only ensures economical benefits,but also improves the flood resource utilization efficiency and flood control ability of the reservoir.
Key words:Yingnahe reservoir;forecast information;water draining forecast;forecast operation;operation scheme
英那河水煳挥诖罅市庄河境内,是一座以城市供水为主、兼顾上下游防洪的大型水利工程,坝址以上控制流域面积692 km2,多年平均径流量3.55亿m3(见图1)。水库正常蓄水位为79.10 m,相应库容2.31亿m3;防洪限制水位为78.10 m,相应库容为2.08亿m3。英那河水库改扩建复核不同频率设计洪水时只给出了不同频率设计洪水调度过程限制最高水位和最大下泄流量,导致后来不考虑预报信息的常规调度方案编制过程中,出现调洪最高水位和下泄最大流量不满足水库上下游防洪要求的问题。因此有必要研究制定英那河水库的考虑预报信息的预泄调度方式,以指导水库实时调度决策。
目前应用于水库预报调度的预报信息主要有洪水预报信息、降雨预报信息和退水预报信息[1-6]。对于调节性能较好、洪水总量起控制作用的大型水库,一般采用净雨总量作为判别指标制定预报调度规则或方案,用以指导水库防洪调度[7-13]。然而英那河水库流域面积较小,暴雨洪水陡涨陡落,洪水汇流时间短,若完全采用预报净雨或入库流量作为调度决策的判别指标,水库来不及预泄腾空防洪库容,可能会给水库及下游带来风险。因此,将在分析预报信息可利用性的基础上,利用累积净雨、水库入流和水位作为水库调度的判别指标,制定考虑预报信息的英那河水库洪水调度方案。
1 预报信息的可利用分析
水库洪水预报调度方式与常规调度方式区别在于改变泄量的判别指标,预报调度方式一般利用降雨预报信息、洪水预报信息和退水预报信息[14-18]。本文在英那河水库预报调度方案研究时,主要考虑累积净雨作为改变水库泄量的判别指标,同时利用退水余量作为水库的回蓄水量。因此,本节对英那河水库产流预报信息和退水余量的可利用性进行分析。
1.1 洪水预报可利用分析
英那河水库改扩建于2003年竣工,水雨情自动测报系统也开始投入运行,目前系统运行稳定可靠,可应用于实际防洪调度。由于系统运行时间较短,目前较大的洪水只有17场,利用大伙房模型所编制的洪水预报方案[19],产流模拟全部合格(见表1)。从表1中可以看出,2011年以后的洪水(2010年后水库管理制度才完备),绝对误差基本都控制在10 mm以内,而且对于大暴雨以上量级的洪水,预报精度更高。因此,该洪水预报方案可以指导实时洪水调度。
1.2 退水余量分析
由于英那河水库以供水为主,如果预报调度过程中出现空报,导致水库预泄以后水库回蓄不到汛限水位,影响兴利效益的发挥,因此有必要研究分析水库预泄失误后的回蓄水量。本文利用退水余量作为水库预泄后的回蓄水量,通过对英那河水库历史洪水统计分析,得到退水余量统计表(见表2)。当退水起始流量为60 m3/s时,后期入库水量还有828万 m3,相当于英那河水库预泄过程中水位可以从78.10 m(汛限水位)降至77.70 m,对于更大的始退流量,水库可以预泄到更低的水位。由此可见,利用退水余量进行英那河水库实时水位动态控制,可保障水库的兴利效益。
2 防洪预报调度方案研究
2.1 调度方案制定的基本思想及问题描述
在水库改变泄量的控制指标中,累计净雨量要比入库洪峰流量提前预知,更早于水库的坝前水位[20-21]。因此,采用预报信息作为决策信息,可以提前预泄,腾空防洪库容,迎接洪水的到来。根据英那河水库的产汇流特性和调蓄能力,利用水库汛限水位动态控制理论中预蓄预泄法[20],得到调度方案制定的基本思想是:利用产流预报信息,在有效预见期内尽可能多的预泄水量,腾空库容;同时又结合面临时刻的退水余量,控制水库水位的下限,避免无限制的降低水库,影响水库正常兴利目标。
英那河水库是一座以城市供水为主,兼顾防洪的大(Ⅱ)型水利枢纽工程,设计的防洪库容较小,因此在实时调度中汛限水位只考虑下浮动态控制,不考虑上浮,以提高下游的防洪效益。在下浮控制的预泄中,影响的主要因素包括预报净雨量、预见期内的入库水量、有效预见期、预见期内水库的预泄能力和下游河道允许泄量等,实时调度阶段还包括面临时刻的水情、雨情、工情。其数学描述为:
式中:W为预见期内动态预蓄水量;Qan为下游防护点安全泄量;Ty为洪水预报预见期减去信息传递、决策、闸门操作时间的有效预见期;Qin为退水阶段预见期Ty内的平均入库流量;Q区为预见期内区间平均流量;Qout为有效预见期Ty内平均预泄流量。Zi-为对应不同频率设计洪水的调度过程中水库水位;Zdi-为不同退水余量下所确定的汛限水位动态控制下限极值,可由表2内插计算得到;f[・]为库容与水位关系;Zlimit为水库汛限水位;Win为预见期内入库水量。
2.2 调度方案的制定
水库调度方案的制定以水库不同频率设计洪水及其相应的净雨过程为输入条件、以特征曲线和水库调度原则(表3)作为约束条件,采用入库流量和预报累积净雨作为改变水库出库流量的判别指标,从水库汛限水位78.10 m开始起调,所制定的英那河水库预报调度规则列入表4中,不同频率的设计洪水调洪结果见表5。
2.3 调度方案合理性分析
由表5可知,所制定的英那河水库预报调度方案,不同频率设计洪水的调洪过程中最高水位和最大泄量均小于等于不考虑预报的常规调度方案,且满足水库防洪调度原则约束,同时调洪最高水位比约束值至少降低了0.01 m,提高了水库防洪效益,保障了水库防洪安全,因此预报调度方案优于常规调度方案。由于预报调度采用累积净雨和入库流量作为改变水库出库流量的判别指标,提前判断当前洪水的标准,进行预泄调度,增加了部分防洪库容,提高了水库防洪调蓄能力。如20年一遇洪水的调度过程(见图2),考虑了预报信息从第4时段到第15时段,采用预泄调度,预泄水量为859万m3,调度过程中水库最低水位为77.68 m,最高水位为79.20 m,比常规调度的最高水位低0.14 m,,防洪效益明显。入库流量达到500 m3/s时,停止预泄,此时若洪水不再继续上涨,退水余量还有3 926万m3,预泄的水量只占21%,因此水库完全可以回蓄至汛限水位,即使预泄失误,也不影响水库的兴利要求。
3 结论
针对英那河水库调度中存在的问题,本文通过分析英那河洪水预报方案的精度及其可利用性,以及退水A报用于水库进行预泄调度的可行性,将累积净雨和入库流量作为改变水库泄流的判别指标,研究制定了英那河水库预报调度方案。该方法制定的预报调度方案不仅满足水库调度原则,便于实际应用操作,而且不同频率设计洪水预报调度过程中最高水位相对常规调度至少降低0.06 m,最大下泄流量也均满足水库调度要求。同时由于预报调度方案判别指标较常规调度方案能提前获知,达到了预泄调度的目标,使水库在调度过程中至少增加了406万m3防洪库容,提高了水库防洪效益;同时也利用退水余量与退水流量之间关系,得到不同始退流量下水库的退水余量,使得在预泄失误的情况下,水库可以利用退水余量回蓄至汛限水位,确保了水库兴利需求。
参考文献(References):
[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.(Dalian University of Technology,State Flood Control and Drought Relief Headquarters of China.Reservoir flood forecast operation methods and their application[M].Beijing:China Water & Power Press,2006.(in Chinese))
[2] 卢迪,彭勇,徐炜,等.气象集合预报在水文领域中的应用研究进展[J].南水北调与水利科技,2014,12(2):116-119.(LU Di,PENG Yong,XU Wei,et al.Research progress on hydrological application of meteorological ensemble forecast[J].South-to-North Water Transfers and Water Science & Technology,2014,12(2):116-119.(in Chinese))DOI:10.13476/j,ki.nsbdqk.2014.02.027
[3] 彭勇,周惠成,胡宏达,等.尼尔基水库洪水调度方案研究[J].水电能源科学,2011,29(8):35-37.(PENG Yong,ZHOU Hui-cheng,HU Hong-da,et al.Research on flood control scheme for Nierji reservoir[J].Water Resources and Power,2011,29(8):35-37.(in Chinese)) DOI:10.3969/j.issn.1000-7709.2011.08.011
[4] 王哲.碧流河水库考虑降雨预报信息的实时防洪预报调度研究[D].大连:大连理工大学,2013.(WANG Zhe.Research of real-time flood control forecast operation by considering rainfall forecast information in Biliuhe reservoir[D].Dalian:Dalian University of Technology,2013.(in Chinese))
[5] 贾志峰,刘招,朱红艳,等.基于双指标的安康水库防洪预报调度规则研究[J].长江流域资源与环境,2012,21(10):1281-1286.(JIA Zhi-feng,LIU Zhao,ZHU Hong-yan,et al.Research on flood forecast operation scheme with double indicators for Ankang reservoir[J].Resources and Environment in the Yangtze Basin,2012,21(10):1281-1286.(in Chinese))
[6] 刁艳芳.双标准的水库防洪预报调度方式研究及其应用[D].大连:大连理工大学,2010.(DIAO Yan-fang.Research and application on the double standard flood control forecast operation mode[D].Dalian:Dalian University of Technology,2010.(in Chinese))
[7] 刘招,黄强,于兴杰,等.基于6h预报径流深的安康水库防洪预报调度方案研究[J].水力发电学报,2011,30(2):4-10.(LIU Zhao,HUANG Qiang,YU Xing-jie,et al.A flood forecast operation scheme for Ankang reservoir based on six hours runoff forecast information[J].Journal of Hydroelectric Engineering,2011,30(2):4-10.(in Chinese))
[8] 曹永,殷峻暹,胡和平.水库防洪预报调度关键问题研究及其应用[J].水利学报,2005,36(1):51-55.(CAO Yong-qiang,YIN Jun-xian,HU He-ping.Study on key point of reservoir regulation based on flood forecasting and its application[J].Journal of Hydraulic Engineering,2005,36(1):51-55.(in Chinese))
[9] 丁伟,梁国华,周惠成,等.基于洪水预报信息的水库汛限水位实时动态控制方法研究[J].水力发电学报,2013,32(5):41-47.(DING Wei,LIANG Guo-hua,ZHOU Hui-cheng,et al.Real-time dynamic control of limited water level of reservoir based on flood forecast information[J].Journal of Hydroelectric Engineering,2013,32(5):41-47.(in Chinese))
[10] 冯宝飞,高袁,陈瑜彬,等.丹江口水库"10.07"洪水水文气象耦合预报调度[J].人民长江,2011,42(6):41-44.(FENG Bao-fei,GAO Yuan,CHEN Yu-bin,et al.Coupling technology of hydrology and meteorology for forecast and regulation of flood of Danjiangkou Reservoir in July,2010[J].Yangtze River,2011,42(6):41-44.(in Chinese))DOI:10.3969/j.issn.1001-4179.2011.06.012
[11] 杨金桥.桓仁水库后汛二期防洪预报调度方式研究[D].大连:大连理工大学,2014.(YANG Jin-qiao.Research on flood control forecast operation in later flood season Ⅱ in Huanren reservoir[D].Dalian:Dalian University of Technology,2014.(in Chinese))
[12] 袁晶u,王本德,田力.白龟山水库防洪预报调度方式研究及风险分析[J].水力发电学报,2010,29(4):132-138.(YUAN Jing-xuan,WANG Ben-de,TIAN Li.Research of Flood Control Operation Mode based on Forecast Information and Risk Analysis for Baiguishan Reservoir[J].Journal of Hydroelectric Engineering,2010,29(4):132-138.(in Chinese))
[13] 王晓鹏.闹德海水库汛期水沙预报调度方式研究[D].大连:大连理工大学,2013.(WANG Xiao-peng.Study on operation mode according to water and sediment forecasting in flood season of Naodehai reservoir[D].Dalian:Dalian University of Technology,2013.(in Chinese))
[14] 张东方,包振茹,尹雅清,等.于桥水库防洪预报调度方式的探讨[J].中国防汛抗旱,2008,3:54-56.(ZHANG Dong-fang,BAO Zhen-ru,YING Ya-qing,et al.Study on Flood Forecast Operation for Yuqiao Reservoir[J].China Flood & Drought Management,2008,3:54-56.(in Chinese))
[15] 王本德,刁艳芳.基于双标准的水库防洪预报调度规则设计方法[J].水力发电学报,2010,29(3):39-45.(WANG Ben-de,DIAO Yan-fang.Design the flood control forecast operation regulation based on double standards[J].Journal of Hydroelectric Engineering,2010,29(3):39-45.(in Chinese))
[16] 公绪英.漳泽水库预报调度防洪能力研究[D].太原:太原理工大学,2007.(GONG Xu-ying.Flood capacity studies on fore-discharge dispatching of Zhangze reservoir[D].Taiyuan:Taiyuan University of Technology,2007.(in Chinese))
[17] 李玉荣,许银山,闵要武,等.三峡水库实时调度水文气象预报应用风险及控制[J].人民长江,2015,46(23):15-19.(LI Yu-rong,XU Yin-shan,MIN Yao-wu,et al.Research on risk and control of hydro-meteorological forecasting application in real-time operation of Three Gorges Reservoir[J].Yangtze River,2015,46(23):15 -19.( in Chinese)) DOI:10.16232/ki.1001-4179.2015.23.004
[18] ⒃笪.亭子口水利枢纽常遇洪水实时预报预泄调度研究[J].人民长江,2014(19):16-20.(LIU Ze-wen.Study on real-time forecast and pre-discharge operation for frequent flood in Tingzikou reservoir[J].Yangtze River,2014(19):16-20.(in Chinese)) DOI:10.3969/j.issn.1001-4179.2014.19.006
[19] 大连理工大学,大连市供水有限公司.英那河水库防洪调度系统开发与研究[R].大连:大连理工大学,2015.(Dalian University of Technology,Dalian Water Supply Co.,Ltd.Research and development on food control scheduling system for Yingnahe reservoir[R].Dalian:Dalian University of Technology,2015.(in Chinese))
防洪调度方式范文4
兴建白石水库是辽宁省为了治理大凌河水患,开发利用大凌河水资源而采取的一项战略决策。水库建成后,下游防洪标准可由20年一遇提高至50年一遇。水库每年向阜新、锦州等城市提供工业用水2.02亿m3,向辽河三角洲地区提供农业用水2.67亿m3,增加水田1.33万hm2,并可提高滨海地区1.53万hm2苇田供水保证率52%,年发电2 213万kW・h,年产鱼340 t。它的建成将缓解辽西地区严重缺水局面,对辽西地区乃至全省国民经济发展都将起到重要作用。白石水库是一座以防洪、灌溉、供水为主兼顾发电、养鱼等综合利用的大I型水利枢纽工程,是大凌河流域第一期开发的控制性骨干工程。2000年主体工程基本完工后,白石水库度汛方案的实施对治理大凌河水患,开发利用大凌河水资源起到了决定性的作用。
1白石水库初期度汛调度方案
白石水库2000年年底主体工程基本完工后,大坝及枢纽建筑物具备投入正常运行条件。2001年年底库区127.5 m高程以下移民全部动迁完毕,但由于库区淹没迁建的铁路和北大公路2个专项不能及时进行,且下游工农业用水配套工程建设推迟,根据水利厅意见,省政府在1997年9月17日139次省长办公会上已经决定“白石水库建成初期采用低水位运行方案”。白石水库建设管理局委托辽宁省水利水电勘测设计研究院,制定了白石水库初期运行方案,并经水利厅组织专家审查通过,根据“初期方案”的运行原则,2001―2011年先后执行了如下度汛方案[1-4]。
1.12001―2002年
1.1.1汛期水库主要防洪任务。承担建库后下游50年一遇洪水,义县站不超过11 900 m3/s,库区20年一遇洪水回水不影响北大公路,50年一遇洪水回水不影响金岭寺铁路桥。确定水库死水位为108.0 m,防洪限制水位为113.0 m,正常蓄水位为115.0 m。对于超标准洪水采取保坝措施,库区组织逃险,尽量减少损失。
1.1.2汛期水库调度方式。汛期开始时应保持防洪限制水位不超过113.0 m,当入库流量等于或超出800 m3/s时,12个底孔控制泄洪,使坝前水位降至死水位108.0 m;水位在108.0~118.0 m时,全开12个底孔;118.0~121.5 m时,关6个底孔,和下游错峰;水位高于121.5 m全开12个底孔;当大于50年一遇洪峰(特大洪水)入库时,增加表孔泄流。
1.22003年
1.2.1汛期水库主要防洪任务。建库后下游防洪标准由20年一遇洪水提高至50年一遇洪水,义县站不超过11 900 m3/s,库区20年一遇洪水回水不影响北大公路,50年一遇洪水回水不影响金岭寺铁路桥。确定水库死水位为108.0 m,防洪限制水位提高到115.0 m,正常蓄水位为118.0 m。对于超标准洪水采取保坝措施,库区组织逃险,尽量减少损失。
1.2.2汛期水库调度方式。汛期开始时保持防洪限制水位不超过115.0 m,当入库流量等于或超出800 m3/s时,12个底孔控制泄洪,使坝前水位降至死水位108.0 m;水位在108.0~118.0 m时,全开12个底孔;118.0~121.5 m时,关6孔底孔,与下游错峰;水位高于121.5 m时,全开12底孔;当大于50年一遇洪峰(特大洪水)入库时,启用表孔泄流,当水位达132.7 m时采取保坝措施。
1.32004年
1.3.1汛期水库主要防洪任务。下游防洪标准由建库前20年一遇提高至50年一遇,库区50年一遇标准洪水回水不影响金岭寺铁路桥(因北大公路动迁专项已经完成)。水库死水位为108.0 m,防洪限制水位为116.0 m,正常蓄水位为120.0 m。对于超标准洪水应采取保坝措施,库区组织逃险,尽量减少损失。
1.3.2汛期水库调度方式。汛期开始时保持防洪限制水位不超过116.0 m,当入库流量等于或超出1 000 m3/s时,12个底孔逐渐开启,使坝前水位降至113.0 m;水位在114.0~119.8 m时,全开12个底孔;水位在119.8~123.0 m时,关6孔底孔,与下游错峰;水位在123.0~130.7 m时,全开12底孔;水位在130.7~132.7 m时,全开12底孔,并且开11孔表孔开度为5 m;当水位高于132.7 m时,12底孔、11孔表孔全开泄流,保护大坝安全。
1.42005―2011年
1.4.1汛期水库主要防洪任务。下游防洪标准由建库前20年一遇提高至50年一遇,水库死水位为108.0 m,防洪限制水位为116.0~118.0 m动态控制,正常蓄水位为120.0 m。对于超标准洪水采取保坝措施,库区组织逃险,尽量减少损失。
1.4.2汛期水库调度方式。库水位在116.0~118.0 m时,当入库流量大于1 000 m3/s时,开6个底孔泄流;当入库流量大于2 000 m3/s时,开7~12个底孔泄流。库水位在118.0~119.0 m时,开12个底孔泄流。库水位在119.0~123.5 m时,开6个底孔泄流,与下游洪水错峰。库水位在123.5~124.3 m时,全开12个底孔泄流。库水位在124.3~130.7 m时,全开12个底孔泄流,1个表孔开5 m泄流。库水位在130.7~132.7 m时,全开12个底孔泄流,11个表孔开5 m泄流。库水位在132.7 m以上时,全开泄流设备泄洪,确保大坝及枢纽安全。
2白石水库正常运用期度汛调度方案
2.1完全实现设计标准
锦承线铁路正式动迁后,白石水库将按照设计标准进入正常运用阶段(预计从2015年开始)。下游防洪标准由建库前20年一遇提高至50年一遇,水库死水位为108.0 m,相应库容为1.30亿m3,防洪限制水位为125.6 m,相应库容为8.9亿m3,正常蓄水位为127.0 m,相应库容为10亿m3。对于超标准洪水应采取保坝措施,库区组织逃险,尽量减少损失[5-6]。
2.2汛期水库调度方式
库水位在125.6 m、入库流量洪峰大于1 000 m3/s时,开1~6个底孔泄流,保持库水位不超过125.6 m。当入库流量大于2 000 m3/s时,开7~12个底孔泄流。库水位在126.0~127.0 m时,开12个底孔泄流。库水位在127.0~128.0 m时,开6个底孔泄流,和下游洪水错峰。库水位在128.0~130.0 m时,全开12个底孔泄流。库水位在130.0~130.7 m时,全开12个底孔泄流,1个表孔开5 m泄流。库水位在130.7~132.7 m时,全开12个底孔泄流,11个表孔开5 m泄流。库水位在132.7 m以上时,全开泄流设备泄洪,确保大坝及枢纽安全。
3上下游工农业供水调度方案
白石水库为多年调解,自2001年正式实施低水位运行以来,至2011年逐渐承担了以下8项供水任务。在满足水库度汛要求的同时,尽量满足下游工农业用水的要求,水库年平均调度水量3.0亿m3左右。
3.1引白入园供水工程
北票市“引白入园”供水工程2010年8月10日建成投入使用,是在下府乡白石水库岸边打2眼大口集水井,通过伸向库中的2条800 m长集水明渠集水,由水泵加压通过DN 700 mm管道向北票市工业园区供水,设计日取水能力为4万m3,工程由北票市政府承建。白石水库在供水管线途中修建阀室一处,并安装控制阀门和水量计量设备进行供水计量,一般情况下保证供水率为100%。
3.2引白入北供水工程
引白入北供水(一期)工程2010年10月建成运行,从白石水库采用河床渗滤取水进入集水深井,由水泵抽水通过DN800球磨铸铁管路给北票市城市用水,设计日取水量5万m3,工程由北票市政府承建。白石水库在供水管线途中修建阀室一处,并安装控制阀门和水量计量设备进行供水计量,一般情况下供水保证率为100%。
3.3引白济阜供水工程
引白济阜引水工程设计分2期实施,现已完成一期工程于2009年10月投入使用,设计日取水能力为16.5万m3;二期引水工程目前也开始筹建,设计日取水能力为12万m3,该2期工程均由阜新市政府承建。引白济阜引水工程从白石水库集中供水头部取水,白石水库集中供水头部工程设有控制阀门及水量计量设备可同时对多个用水户进行供水,供水保证率为97.7%以上。
3.4东郭苇场灭碱压蒲供水
白石水库每年向水库下游东郭苇场供水4 000万m3(实用水量),供水期为每年的5月25日至6月30日,白石水库通过河道向下游供水,苇场在河道设泵站进行提水灌溉。灌溉用水量通过水库出流控制,白石水库供水处不定期对泵站取水进行监督检查,严防水量浪费行为,供水保证率为75%以上。
3.5凌海灌区农业供水
白石水库每年向水库下游凌海灌区(2 000 hm2稻田)供水6 000万m3,供水期为每年的4月15日至9月16日,白石水库通过河道向下游供水,灌区通过河闸将河水引入灌区进行灌溉。灌溉用水量通过水库出流控制,白石水库供水处不定期对灌区渠道取水进行监督检查,严防水量浪费行为,供水保证率为75%以上。
3.6锦州华润电力公司供水
锦州华润电力在水库下游河道通过泵站进行提水作为机组冷却用水,年用水量300万~500万m3。白石水库在电厂内设有计量水表,从而对供水量进行计量,供水处定期对其进行巡查记录,严防水量浪费行为,一般情况下保证供水率为100%。
3.7义县城市供水
水库下游45 km处的义县城市供水,也是由河道抽水供水,年用水量约800万m3,计量方式通过流量表计量,白石水库供水处定期对其进行巡查记录,严防水量浪费行为,一般情况下供水保证率为100%。
3.8下游河道最小环境需水量供水
白石水库采用1台200 kW小机组非汛期向下游河道提供生态环境供水,水库供水量为2.0 m3/s。
4参考文献
[1] 石评杨,尹法.岳城水库除险加固固工程安全度汛方案的制定[J].海河水利,2011(5):16-18.
[2] 马世红.头屯河水库除险加固中的防洪度汛及供水安全预案[J].科技资讯,2010(36):29.
[3] 石勇.信阳市尖山水库安全度汛措施[J].河南水利与南水北调,2010(8):10-11.
[4] 邵志平,葛捍东.枫坑水库除险扩容工程优化变更度汛方案探索与实践[J].中国水能及电气化,2010(1):40-44.
防洪调度方式范文5
关键词:水库;防洪预报调度;调度风险;调度判断规则;风险识别;洪水资源 文献标识码:A
中图分类号:TV122 文章编号:1009-2374(2017)06-0157-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.06.079
1 防洪预报调度风险定义
出于调度方式的可行性与安全考虑,有必要透彻地理解防洪预报调度风险的概念。一般而言,风险率主要是由调洪时候达到的最高水位或者是由下游泄水量所决定,因此可以得出防洪预报调度风险率指的是在进行实时防洪预报调度的时候,下游的泄洪量在有预报误差存在且没有办法进行校正时会远远超过安全泄量的概率,与此同时,校核洪水位也低于水库调洪的最高水位。一般情况下,水文预报存在着较大的不确定性,这就导致了预报调度的风险率,虽然说这一风险率会受到一些自然因素的影响,但是人为行动也会左右着水库防洪预报调度的风险率,该风险率的正确与否关乎洪水资源的循环利用,因此理解防洪预报调度风险的定义具有必要性。
2 水库防洪预报调度的风险识别
2.1 实施预报调度后的风险变化
实施预报调度后的风险变化涉及到的环节比较的繁琐复杂,在各个阶段都必须要做好防汛准备,无论是从情报收集工作、对策略的提出、信息汇报工作还是命令的执行等,做到及时准确的监测预报调度后的风险变化,避免造成非常不利且被动的局面,履行好水库防洪调度的职能,促进经济的又好又快发展。总之,在进行水库防洪预报调度的时候一定要符合设计的预报调度原则,在仔细考虑好可能遭遇的各种利弊损失的基础之上,对调度的策略进行适当的调整,从而协调好社会经济效益与生态环境之间的动态平衡。
2.2 风险源识别
一般而言,风险源的识别主要包括两方面的内容:(1)水库实时防洪预报调度风险源的识别;(2)水库防洪预报调度设计的风险源识别。就前者而言,实时防洪预报调度主要凭借的就是洪水预报、降雨预报等各个方面的信息来进一步评判诊断洪水发生的量级,所以防洪预报调度的主要风险就是洪水预报的误差与降雨预报的差异。就后者而言,明确各种信息,比如进行调度的基本规则、调度的方式、防洪的具体水位等,这同时也是水库防洪预报调度设计的主要任务,经过对设计洪水过程的有效分类以降低水库防洪预报调度设计风险。在进行水库防洪预报调度时,要充分考虑到防洪与兴利的效益、兼顾到上下游的要求等,不仅仅是做出科学合理的调度决策,还要提高下游的防洪标准与水库的保坝标准,最终提高水资源的利用率,促进经济的可持续健康发展。
2.3 风险识别
在开展防洪预报调度工作的过程之中,由于预报信息很可能会存在一些偏差,而这些偏差容易导致水库在进行防洪时候出现风险。如果预报出现漏报的时候,极易使得进行洪水调控的时候出现泄流较小或者说调洪的水位偏高等情况,严重影响到水库的防洪安全性,更有甚者会对水库大坝的安全性造成严重的影响。所谓的水库下游防洪风险是说在存在预报误差的时候,容易致使调洪工作前出现泄流较大,使得下游的防护点出现的流量严重超过安全的范围,影响下游的防洪工作,带来一定的安全隐患。供水短缺主要是由于空报误差引起蓄水量下降而导致的,由于这一风险往往比较的繁琐复杂,相关的专业技术人员更要加强对于水库防洪预报调度中的风险识别,进而保证水库周围区域的人民财产安全,维护生态环境,实现经济协调发展。
3 洪水预报的不确定分析
3.1 起调水位随机特征值的确定
通过一系列的调查研究可以发现,水位起调值的不确定性使得预报调度存在较大的风险。洪水调度的初始水位的随机性特征,不单单体现于防汛水位本身具有较大的不确定性,而且还包括洪水在发生的过程中会随着时间的影响而出现一切差别。在建立洪水调度演算的数学模型的时候,通常会把已经确定的初始的时间当作一个起点。当预报峰现时间较实测推迟t时间段,则意味着水库发生误蓄,t时段的入库洪量可能抬高起调水位。图1给出了预报根据时间至实测洪峰出现时间之间时距为24h条件下,甲等、乙等精度等级的峰现时间预报如图所示。考虑水库汛限水位附近的水库库容关系和泄洪能力以及调洪初始时段的入库洪水过程,即可求得不同的误蓄、误泄时间对汛限水位的影响。图2给出了某水库实际起调时间误差对初始水位的影响图。
3.2 水文预报误差与精度评定
导致水文预报误差的原因有很多,主要包括水文检验数据存在误差、水文预报的方法导致误差以及抽取样本存在误差等,所以一般很难有效地避免水文预报误差的出现。通过相应的调查数据报告得出,水文预报误差一般而言都是呈现出两端有限的偏态分布的规律。再加之水文预报的正确率相对而言较为疏松,所以用正态分布与偏态分布两种方式并没有过大的差别,据此我们可以得出以下的结论:可以用正态分布作为水文预报误差分析的基础。防洪预报调度是以预报的洪水过程而不是实测过程为依据的。因此,在实际实施预报调度时,仅仅通过大量预报实践的检验,应用统计方法来说明预报误差的随机特性。
4 防洪预报调度风险分析
4.1 水库下游风险控制
水库下游风险控制指的就是在预报调度设计的时候必须要凭借洪水的起涨变化来进一步透彻地分析探究洪水量级的概率且最大化地减少错误的频发,这有利于明确水库下游所允许的极限空报误差,主要涵盖应用洪水预报信息时水库防洪预报调度风险的计算与分析和洪水预报信息应用于水库调度时的风险分析。在进行预报调度设计的时候一定要使用逐级调节滞时泄流法,在我们断定指标与相关的标准相符之后,应该停留一定的时间段来进行具体泄洪量的改变,将许可的极限误差计算方法设计出来,其在近年的水库防洪预报调度之中存在着较高普及与应用,还应该密切地结合极限控制指标的选定,它是严格依据大坝枢纽的具体情况而决定的,与此同时,也要分别选择防洪高水位与设计洪水位来当作极限控制的指标。
4.2 水库风险分析
在进行实时预报调度的时候,之所以会造成严重的人为洪水,就是因为空报误差可能会提前加大泄量,所以在进行防洪预报调度的时候务必要仔细地考虑防洪预报累计的时序误差。水库风险分析在一般情况下往往将进入水库的实际流量或者说大坝前的具体水位当作对洪水量级进行判断的重要指标,设计洪水使用频率分析法来进行推求,并且在汛期的时候,水位要控制在某一特定的区间之内,依次进行推求其他极限控制指标下的极限误差。总之,实施水库风险分析有助于最大化地提高洪水资源的利用率,进而符合提前均匀泄流的效果。
5 水库防洪预报调度判断规则的选取
本文对于水库的防洪预报调度风险进行探讨主要使用的是6小时预报径流深水量为标准规范而进行防洪预报调度,之所以选取这个数值是因为通过对洪量与洪峰在水库所起作用的分析,通常6~12小时洪量起控制性作用。利用预报信息作为水库泄量的判断指标不仅有利于大大减少所需防洪库容的效果,还能够准确计算预见期内实测变幅的超越风险。另外,一般情况之下,防洪预报调度方式的判断指标往往是参考峰前蓄水量、入库流量、水库下泄洪水流等确定的,但是论证选择也要严格遵循“因地制宜”、“实事求是”的原则对不同水库的实际情况进行筛选,实现水资源的合理利用与风险的良好规避,促进经济的健康快速发展。
6 调洪过程随机水库水位的确定
为了进行防洪调度的风险分析,必须确定调洪过程中水库水位的随机分布特征,水库调洪演算的随机微分方程,提供了求解水库水位随机过程的有效数学工具。在整个调洪过程中,水库蓄洪量总是随机变化着的,它影响着水库水位的随机消长,又受到洪水输入、输出等随机过程作用的影响,所以对水库蓄洪量的随机模拟最为重要,它是一个状态连续的平稳独立增量过程。因为影响洪水过程中水库蓄水量的随机因素很多,其综合作用的必然结果是围绕其均值过程线作随机游走,其概率分布符合正态分布。
7 结语
综上所述,本文探究分析水库防洪预报调度的风险具有重要的现实性意义,水库的防洪预报调度风险分析向来是水利工程运行管理中人们非常关注的问题之一。现代科学技术的日益发达使得洪水预报理论、气象预报、手段与方法也得到了长足的发展,短期洪水的预见能力已经大大的提高,预报调度风险率的确定关乎洪水资源的安全利用与汛限水位的合理选择。希望相关的专业人员注重对水库的调洪风险与预报调度分析多进行深入的探究与钻研,促进二者之间的良好结合,妥善处理好预报调度风险率的定量评估,实现水资源的利用与经济态势的稳定快速发展。
参考文献
[1] 张利升,王义民.洪水预报信息用于水库防洪预报调度的风险分析[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2014,(16).
[2] 钟平安,姜树海.基于预报调度下的汛限水位随机分析与风险评估[J].武汉大学学报(工学版),2012,(7).
防洪调度方式范文6
【关键词】水库;防洪调度;水文分析;教学改革
《水利水电规划》为 “水利水电工程、水利工程施工技术、水利工程管理”专业开设,是该水利专业教学中的必修课程之一。课程要求学生在熟练掌握有关水文计算的基本原理和方法基础之上,紧密结合水利工作的实践,培养学生水利调节计算,帮助学生熟练掌握基本的流量估计及过程推算、水利效益分析方面的计算方法。
学生在修完本课程之后,应当比较准确地掌握水利方面的基本概念、主要的分析计算方法及模型,针对水利工程实践定的水利计算要求,能够依据有关计算方法或者通过拟定初步的设计计算方案,熟练运用基本的计算方法和处理技巧,进行比较严密的分析计算,并获得正确的计算结果,达到定量分析认识、解决实际问题的目的。
《水利水电规划》课程教学包括水库兴利调节计算、水电站水能计算、水库防洪调节计算、水库的调度五个模块。在教学过程中可以分别引入工程实例与之讲解,如水库的兴利调节,可以采用待建水库可行性研究阶段的调节计算来引入课程教学,水能计算可以通过目前小型水电站的增容扩建为契机,引入水电站水能计算的实例等等,本文主要通过对水库的防洪调节计算课程教学提出自己的教学思考。
水库的的防洪调节作用是利用水库调蓄洪水,削减洪峰,对提高江河防洪标准,减轻或避免洪水灾害,起着十分重要的作用;我国对水库防洪调度问题开展了大量的研究工作,积累了很多有益的经验。中华人民共和国水利部先后颁布了《水库工程管理通则》、《综合利用水库调度通则》、《水库洪水调度考评规定》等规章、规程,对我国水库防洪调度科学技术水平的普及和提高,起着积极有效的指导和促进作用。
对于教学过程中必须要让学生掌握水库调洪计算的目的,是在已拟定泄洪建筑物及已确定防洪限制水位(或其他的起调水位)的条件下,用给出的入库洪水过程、泄洪建筑物的泄洪能力曲线及库容曲线等基本资料,按规定的防洪调度规则,推求水库的泄流过程、水库水位过程及相应的最高调洪水位和最大下泄流量。
为此在教学过程中拟定以下实施环节:
1.教学学时安排
水利水电规划课程教学学时为30学时,拟定在调洪计算时候开始课时为6个学时,面对较少的学时,建议增加实践教学学生6个学时。理论教学的时间安排如表所示:
2.教学内容
2.1课堂教学
由于防洪调节计算所收集的资料众多,包括水库的水位面积曲线 ,水库的水位库容曲线,水库的水文资料,水库的用水资料,水库的水量损失资料。因此,涉及的数据量大,处理起来难度大,在教学过程中应当注意,必须加入多媒体教学,把想过的数据及实验模型导入,要让学生从理论上认识防洪调节的实质,防洪调节计算要求学生要做些什么,会做些什么,达到让学生明白本课程学完之后的目的。
2.2教学方案
(1)理论教学:讲解防洪调度计划在实际生产中的作用,以某个水库的防洪调度计划的编制为例,根据防洪调度计划的编制大纲中提到的防洪计划环节介绍水库基本情况、讲解需要收集的基本资料、拟定防洪调度原则、对水库防洪能力的复核(基本资料复核、设计洪水复核、坝顶高程复核、下游河道安全泄流量复核),根据以上情况引入防洪调度运用方式制定以及防洪调度图编制,对于超标准洪水的防治措施的讲解(包括工程措施、非工程措施)。
(2)实践教学:学院附近区域具有代表性的水库,收集该水库在调度计划编制的过程中需要的资料。邀请该水库技术工作人员作为指导教师,通过学生在编制过程中得到的理论计划和技术工作人员交流,用学生自己编制计划与实际调度过程进行比较,分析在编制过程中的不足和存在的问题,找出问题并解决。
3.成绩评定
本环节主要采用以实践考核为主:通过以上理论教学和时间教学拟定,成绩评定按照学生所编制的调度计划成果作为评定的成果,以水库实际运行的调度方式作为依据评定出同学的成绩。
学期成绩结构:学生编制的调度计划结果(80%)。
学生编制的调度计划过程(20%)。
4.教学意见的反馈
学生的问卷调查:通过以上的教学方式和传统的教学方式进行问卷调查分析,调查对象以该课程所涉及的学生为主,通过对学习的方式,学生接受的程度,对防洪调节计算的知识点的掌握情况进行问卷调查,了解学生目前学习的心理状态和对该课程的接受程度进行分析。
教研室会议:通过教研活动等方式,收集本课程的教学老师教学意见和实施该段教学方式改革的情况反映。