水庫防洪預(yù)報調(diào)度的風(fēng)險探討

摘要：文章首先概述了防洪預(yù)報調(diào)度風(fēng)險的定義，然后依次舉例分析了實施預(yù)報調(diào)度后的風(fēng)險變化，接著對洪水預(yù)報的不確定分析做了深入的研究，又探究了防洪預(yù)報調(diào)度風(fēng)險分析，最后對防洪預(yù)報調(diào)度判斷規(guī)則的選取進行了闡述。希望文章可以在一定程度上為相關(guān)的專業(yè)學(xué)者提供參考與借鑒，如有不足之處，還望批評指正。

關(guān)鍵詞：水庫；防洪預(yù)報調(diào)度；調(diào)度風(fēng)險；調(diào)度判斷規(guī)則；風(fēng)險識別；洪水資源 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TV122 文章編號：1009-2374（2017）06-0157-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.06.079

1 防洪預(yù)報調(diào)度風(fēng)險定義

出于調(diào)度方式的可行性與安全考慮，有必要透徹地理解防洪預(yù)報調(diào)度風(fēng)險的概念。一般而言，風(fēng)險率主要是由調(diào)洪時候達到的最高水位或者是由下游泄水量所決定，因此可以得出防洪預(yù)報調(diào)度風(fēng)險率指的是在進行實時防洪預(yù)報調(diào)度的時候，下游的泄洪量在有預(yù)報誤差存在且沒有辦法進行校正時會遠遠超過安全泄量的概率，與此同時，校核洪水位也低于水庫調(diào)洪的最高水位。一般情況下，水文預(yù)報存在著較大的不確定性，這就導(dǎo)致了預(yù)報調(diào)度的風(fēng)險率，雖然說這一風(fēng)險率會受到一些自然因素的影響，但是人為行動也會左右著水庫防洪預(yù)報調(diào)度的風(fēng)險率，該風(fēng)險率的正確與否關(guān)乎洪水資源的循環(huán)利用，因此理解防洪預(yù)報調(diào)度風(fēng)險的定義具有必要性。

2 水庫防洪預(yù)報調(diào)度的風(fēng)險識別

2.1 實施預(yù)報調(diào)度后的風(fēng)險變化

實施預(yù)報調(diào)度后的風(fēng)險變化涉及到的環(huán)節(jié)比較的繁瑣復(fù)雜，在各個階段都必須要做好防汛準(zhǔn)備，無論是從情報收集工作、應(yīng)對策略的提出、信息匯報工作還是命令的執(zhí)行等，做到及時準(zhǔn)確的監(jiān)測預(yù)報調(diào)度后的風(fēng)險變化，避免造成非常不利且被動的局面，履行好水庫防洪調(diào)度的職能，促進經(jīng)濟的又好又快發(fā)展?？傊?，在進行水庫防洪預(yù)報調(diào)度的時候一定要符合設(shè)計的預(yù)報調(diào)度原則，在仔細考慮好可能遭遇的各種利弊損失的基礎(chǔ)之上，對調(diào)度的策略進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而協(xié)調(diào)好社會經(jīng)濟效益與生態(tài)環(huán)境之間的動態(tài)平衡。

2.2 風(fēng)險源識別

一般而言，風(fēng)險源的識別主要包括兩方面的內(nèi)容：（1）水庫實時防洪預(yù)報調(diào)度風(fēng)險源的識別；（2）水庫防洪預(yù)報調(diào)度設(shè)計的風(fēng)險源識別。就前者而言，實時防洪預(yù)報調(diào)度主要憑借的就是洪水預(yù)報、降雨預(yù)報等各個方面的信息來進一步評判診斷洪水發(fā)生的量級，所以防洪預(yù)報調(diào)度的主要風(fēng)險就是洪水預(yù)報的誤差與降雨預(yù)報的差異。就后者而言，明確各種信息，比如進行調(diào)度的基本規(guī)則、調(diào)度的方式、防洪的具體水位等，這同時也是水庫防洪預(yù)報調(diào)度設(shè)計的主要任務(wù)，經(jīng)過對設(shè)計洪水過程的有效分類以降低水庫防洪預(yù)報調(diào)度設(shè)計風(fēng)險。在進行水庫防洪預(yù)報調(diào)度時，要充分考慮到防洪與興利的效益、兼顧到上下游的要求等，不僅僅是做出科學(xué)合理的調(diào)度決策，還要提高下游的防洪標(biāo)準(zhǔn)與水庫的保壩標(biāo)準(zhǔn)，最終提高水資源的利用率，促進經(jīng)濟的可持續(xù)健康發(fā)展。

2.3 風(fēng)險識別

在開展防洪預(yù)報調(diào)度工作的過程之中，由于預(yù)報信息很可能會存在一些偏差，而這些偏差容易導(dǎo)致水庫在進行防洪時候出現(xiàn)風(fēng)險。如果預(yù)報出現(xiàn)漏報的時候，極易使得進行洪水調(diào)控的時候出現(xiàn)泄流較小或者說調(diào)洪的水位偏高等情況，嚴重影響到水庫的防洪安全性，更有甚者會對水庫大壩的安全性造成嚴重的影響。所謂的水庫下游防洪風(fēng)險是說在存在預(yù)報誤差的時候，容易致使調(diào)洪工作前出現(xiàn)泄流較大，使得下游的防護點出現(xiàn)的流量嚴重超過安全的范圍，影響下游的防洪工作，帶來一定的安全隱患。供水短缺主要是由于空報誤差引起蓄水量下降而導(dǎo)致的，由于這一風(fēng)險往往比較的繁瑣復(fù)雜，相關(guān)的專業(yè)技術(shù)人員更要加強對于水庫防洪預(yù)報調(diào)度中的風(fēng)險識別，進而保證水庫周圍區(qū)域的人民財產(chǎn)安全，維護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展。

3 洪水預(yù)報的不確定分析

3.1 起調(diào)水位隨機特征值的確定

通過一系列的調(diào)查研究可以發(fā)現(xiàn)，水位起調(diào)值的不確定性使得預(yù)報調(diào)度存在較大的風(fēng)險。洪水調(diào)度的初始水位的隨機性特征，不單單體現(xiàn)于防汛水位本身具有較大的不確定性，而且還包括洪水在發(fā)生的過程中會隨著時間的影響而出現(xiàn)一切差別。在建立洪水調(diào)度演算的數(shù)學(xué)模型的時候，通常會把已經(jīng)確定的初始的時間當(dāng)作一個起點。當(dāng)預(yù)報峰現(xiàn)時間較實測推遲t時間段，則意味著水庫發(fā)生誤蓄，t時段的入庫洪量可能抬高起調(diào)水位。圖1給出了預(yù)報根據(jù)時間至實測洪峰出現(xiàn)時間之間時距為24h條件下，甲等、乙等精度等級的峰現(xiàn)時間預(yù)報如圖所示?？紤]水庫汛限水位附近的水庫庫容關(guān)系和泄洪能力以及調(diào)洪初始時段的入庫洪水過程，即可求得不同的誤蓄、誤泄時間對汛限水位的影響。圖2給出了某水庫實際起調(diào)時間誤差對初始水位的影響圖。

3.2 水文預(yù)報誤差與精度評定

導(dǎo)致水文預(yù)報誤差的原因有很多，主要包括水文檢驗數(shù)據(jù)存在誤差、水文預(yù)報的方法導(dǎo)致誤差以及抽取樣本存在誤差等，所以一般很難有效地避免水文預(yù)報誤差的出現(xiàn)。通過相應(yīng)的調(diào)查數(shù)據(jù)報告得出，水文預(yù)報誤差一般而言都是呈現(xiàn)出兩端有限的偏態(tài)分布的規(guī)律。再加之水文預(yù)報的正確率相對而言較為疏松，所以用正態(tài)分布與偏態(tài)分布兩種方式并沒有過大的差別，據(jù)此我們可以得出以下的結(jié)論：可以用正態(tài)分布作為水文預(yù)報誤差分析的基礎(chǔ)。防洪預(yù)報調(diào)度是以預(yù)報的洪水過程而不是實測過程為依據(jù)的。因此，在實際實施預(yù)報調(diào)度時，僅僅通過大量預(yù)報實踐的檢驗，應(yīng)用統(tǒng)計方法來說明預(yù)報誤差的隨機特性。

4 防洪預(yù)報調(diào)度風(fēng)險分析

4.1 水庫下游風(fēng)險控制

水庫下游風(fēng)險控制指的就是在預(yù)報調(diào)度設(shè)計的時候必須要憑借洪水的起漲變化來進一步透徹地分析探究洪水量級的概率且最大化地減少錯誤的頻發(fā)，這有利于明確水庫下游所允許的極限空報誤差，主要涵蓋應(yīng)用洪水預(yù)報信息時水庫防洪預(yù)報調(diào)度風(fēng)險的計算與分析和洪水預(yù)報信息應(yīng)用于水庫調(diào)度時的風(fēng)險分析。在進行預(yù)報調(diào)度設(shè)計的時候一定要使用逐級調(diào)節(jié)滯時泄流法，在我們斷定指標(biāo)與相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)相符之后，應(yīng)該停留一定的時間段來進行具體泄洪量的改變，將許可的極限誤差計算方法設(shè)計出來，其在近年的水庫防洪預(yù)報調(diào)度之中存在著較高普及與應(yīng)用，還應(yīng)該密切地結(jié)合極限控制指標(biāo)的選定，它是嚴格依據(jù)大壩樞紐的具體情況而決定的，與此同時，也要分別選擇防洪高水位與設(shè)計洪水位來當(dāng)作極限控制的指標(biāo)。

4.2 水庫風(fēng)險分析

在進行實時預(yù)報調(diào)度的時候，之所以會造成嚴重的人為洪水，就是因為空報誤差可能會提前加大泄量，所以在進行防洪預(yù)報調(diào)度的時候務(wù)必要仔細地考慮防洪預(yù)報累計的時序誤差。水庫風(fēng)險分析在一般情況下往往將進入水庫的實際流量或者說大壩前的具體水位當(dāng)作對洪水量級進行判斷的重要指標(biāo)，設(shè)計洪水使用頻率分析法來進行推求，并且在汛期的時候，水位要控制在某一個特定的區(qū)間之內(nèi)，依次進行推求其他極限控制指標(biāo)下的極限誤差?？傊?，實施水庫風(fēng)險分析有助于最大化地提高洪水資源的利用率，進而符合提前均勻泄流的效果。

5 水庫防洪預(yù)報調(diào)度判斷規(guī)則的選取

本文對于水庫的防洪預(yù)報調(diào)度風(fēng)險進行探討主要使用的是6小時預(yù)報徑流深水量為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范而進行防洪預(yù)報調(diào)度，之所以選取這個數(shù)值是因為通過對洪量與洪峰在水庫所起作用的分析，通常6～12小時洪量起控制性作用。利用預(yù)報信息作為水庫泄量的判斷指標(biāo)不僅有利于大大減少所需防洪庫容的效果，還能夠準(zhǔn)確計算預(yù)見期內(nèi)實測變幅的超越風(fēng)險。另外，一般情況之下，防洪預(yù)報調(diào)度方式的判斷指標(biāo)往往是參考峰前蓄水量、入庫流量、水庫下泄洪水流等確定的，但是論證選擇也要嚴格遵循“因地制宜”、“實事求是”的原則對不同水庫的實際情況進行篩選，實現(xiàn)水資源的合理利用與風(fēng)險的良好規(guī)避，促進經(jīng)濟的健康快速發(fā)展。

6 調(diào)洪過程隨機水庫水位的確定

為了進行防洪調(diào)度的風(fēng)險分析，必須確定調(diào)洪過程中水庫水位的隨機分布特征，水庫調(diào)洪演算的隨機微分方程，提供了求解水庫水位隨機過程的有效數(shù)學(xué)工具。在整個調(diào)洪過程中，水庫蓄洪量總是隨機變化著的，它影響著水庫水位的隨機消長，又受到洪水輸入、輸出等隨機過程作用的影響，所以對水庫蓄洪量的隨機模擬最為重要，它是一個狀態(tài)連續(xù)的平穩(wěn)獨立增量過程。因為影響洪水過程中水庫蓄水量的隨機因素很多，其綜合作用的必然結(jié)果是圍繞其均值過程線作隨機游走，其概率分布符合正態(tài)分布。

7 結(jié)語

綜上所述，本文探究分析水庫防洪預(yù)報調(diào)度的風(fēng)險具有重要的現(xiàn)實性意義，水庫的防洪預(yù)報調(diào)度風(fēng)險分析向來是水利工程運行管理中人們非常關(guān)注的問題之一?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)達使得洪水預(yù)報理論、氣象預(yù)報、手段與方法也得到了長足的發(fā)展，短期洪水的預(yù)見能力已經(jīng)大大的提高，預(yù)報調(diào)度風(fēng)險率的確定關(guān)乎洪水資源的安全利用與汛限水位的合理選擇。希望相關(guān)的專業(yè)人員注重對水庫的調(diào)洪風(fēng)險與預(yù)報調(diào)度分析多進行深入的探究與鉆研，促進二者之間的良好結(jié)合，妥善處理好預(yù)報調(diào)度風(fēng)險率的定量評估，實現(xiàn)水資源的利用與經(jīng)濟態(tài)勢的穩(wěn)定快速發(fā)展。

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作者簡介：秦爾?。?980-），男，江西南昌人，供職于國網(wǎng)江西省電力公司柘林水電廠，研究方向：水庫調(diào)度。

（責(zé)任編輯：小 燕）