實(shí)時(shí)汛限水位動(dòng)態(tài)控制研究

陳進(jìn)佳 何士華 劉月樓

摘要 汛限水位動(dòng)態(tài)控制是發(fā)揮水庫(kù)興利和防洪效益的最有效途徑。為提高洪水資源利用率，運(yùn)用預(yù)泄能力約束法確定某水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制的控制域，闡述預(yù)泄回充法和預(yù)蓄預(yù)泄法的基本思想和數(shù)學(xué)表達(dá)，討論這2種方法在某水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制中的應(yīng)用并分析該過(guò)程中帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。分析結(jié)果表明，實(shí)行汛限水位動(dòng)態(tài)控制相對(duì)常規(guī)調(diào)度能抬高汛限水位，增加水庫(kù)蓄水，解決水庫(kù)防洪與興利之間的矛盾。

關(guān)鍵詞 汛限水位；動(dòng)態(tài)控制；預(yù)蓄預(yù)泄；預(yù)泄回充；風(fēng)險(xiǎn)分析

中圖分類號(hào) TV143 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2017）07-0179-05

Research on Realtime Dynamic Control of Reservoir Limited Elevation

CHEN Jin-jia， HE Shi-hua*， LIU Yue-lou

（Faculty of Electric Power Engineering， Kunming University of Science and Technology， Kunming， Yunnan 650500）

Abstract Dynamic control of limited water level is the most effective way to develop reservoir and flood control benefit. In order to improve the utilization of flood resources， using the pill capacity constrained pre-discharge to make sure the control sphere of the reservoir limited elevation realtime dynamic control and expound the basic idea and mathematical expression of the preven-rechage and pre-storage & pre-dischage. The application of these two measures in reservoir limited elevation realtime dynamic control was discussed and the risk during this period was analyzed. The results showed that compared with conventional reservoir operation， reservoir limited elevation realtime dynamic control can increase reservoir limited elevation， add reservoir impoundment， and solve the conflict between reservoir flood control and benefit.

Key words Reservoir limited elevation；Realtime dynamic control；Pre-storage and pre-discharge；Prevent-recharge；Risk analysis

汛限水位是水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度的重要指標(biāo)，科學(xué)合理地控制汛限水位，可以有效利用水庫(kù)防洪與興利之間的重疊庫(kù)容，解決防洪與興利之間的矛盾，提高洪水資源與水能資源的利用率。以往，我國(guó)多數(shù)水庫(kù)是以靜態(tài)的方式對(duì)汛限水位進(jìn)行控制，筆者擬用短期降雨信息和洪水預(yù)報(bào)信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)汛限水位控制。隨著氣象水文預(yù)報(bào)、定量預(yù)報(bào)等手段逐漸被引入水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制中，利用短期降雨預(yù)報(bào)和洪水預(yù)報(bào)信息即可科學(xué)有效地對(duì)汛限水位進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制[1]。

水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制域?yàn)檠聪匏粚?shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制提供約束。由于動(dòng)態(tài)控制域?qū)儆谝?guī)劃階段的成果，其依賴的設(shè)計(jì)洪水與降雨過(guò)程已知且偏于不利，不可能在實(shí)時(shí)運(yùn)行中完全重現(xiàn)，這造成了該成果實(shí)時(shí)應(yīng)用的困難。與規(guī)劃設(shè)計(jì)階段相比，實(shí)時(shí)洪水調(diào)度考慮的信息更豐富，汛限水位的動(dòng)態(tài)控制也更復(fù)雜[2]，故需對(duì)汛限水位動(dòng)態(tài)控制進(jìn)行進(jìn)一步研究。

筆者以國(guó)內(nèi)某水庫(kù)為背景，探討考慮降雨預(yù)報(bào)和洪水預(yù)報(bào)信息的預(yù)泄回充法和預(yù)蓄預(yù)泄法在實(shí)際調(diào)度中的應(yīng)用，并進(jìn)行水庫(kù)汛限水位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)與效益分析。

1 汛限水位動(dòng)態(tài)控制域的確定

汛限水位動(dòng)態(tài)控制的確定是為防止以下2種情況發(fā)生：一是為防洪安全而無(wú)限降低汛限水位造成水位過(guò)低；二是為興利而不斷抬高汛限水位導(dǎo)致防洪壓力過(guò)大。故需進(jìn)行汛限水位動(dòng)態(tài)控制域的確定。

洪水極限預(yù)泄時(shí)間是洪水從開(kāi)始起漲到水庫(kù)預(yù)泄的流量達(dá)到下游允許的安全泄量所需要的時(shí)間。洪水匯流受前期土壤狀態(tài)或暴雨空間等因素的影響，如果流域內(nèi)降雨集中在下游或前期雨量達(dá)到最大值時(shí)，匯流歷時(shí)最短。對(duì)于汛限水位動(dòng)態(tài)控制來(lái)說(shuō)，極限預(yù)泄時(shí)間并非水庫(kù)進(jìn)行汛限水位動(dòng)態(tài)控制的決策時(shí)間，水庫(kù)一次洪水的極限預(yù)泄時(shí)間扣除信息傳遞時(shí)間、預(yù)報(bào)作業(yè)時(shí)間、決策時(shí)間以及開(kāi)閘時(shí)間后，即是有效預(yù)泄時(shí)間。通過(guò)有效預(yù)泄時(shí)間可以確定一次洪水的預(yù)泄水量，而通過(guò)預(yù)泄水量可確定出水庫(kù)汛限水位以上的動(dòng)態(tài)蓄水量，依此就可確定出水庫(kù)在一次洪水過(guò)程中可能抬高的汛限水位值，這就是預(yù)泄能力約束法的基本思想。

確定有效預(yù)泄時(shí)間（Ta）。有效預(yù)泄時(shí)間是極限預(yù)泄時(shí)間扣除信息傳遞時(shí)間、預(yù)報(bào)作業(yè)時(shí)間、決策時(shí)間以及開(kāi)閘時(shí)間后的時(shí)間。

Ta=t2+t3-t1（1）

式中，t1為降雨發(fā)生后至開(kāi)閘的預(yù)泄時(shí)間，其包括收?qǐng)?bào)時(shí)間、預(yù)報(bào)時(shí)間、決策時(shí)間以及開(kāi)閘時(shí)間；t2為考慮洪水預(yù)報(bào)的極限預(yù)泄時(shí)間；t3為考慮短期降雨預(yù)報(bào)的極限預(yù)泄時(shí)間。

預(yù)泄期內(nèi)的來(lái)水量確定。

W=q·Ta（2）

式中，W為預(yù)泄期內(nèi)入庫(kù)流量；q為一次洪水前的入庫(kù)流量。

確定預(yù)見(jiàn)期內(nèi)允許的泄流量。通?？砂此畮?kù)下游最低一級(jí)防洪目標(biāo)的允許泄流量或者下級(jí)水庫(kù)允許入庫(kù)的流量進(jìn)行確定，取預(yù)見(jiàn)期內(nèi)允許泄流量為q′。

確定預(yù)泄的水量（Q）。

Q=Ta·q′-W（3）

通過(guò)確定預(yù)泄的水量這一步驟可計(jì)算得出水庫(kù)一次洪水過(guò)程中可能預(yù)泄的水量，即水庫(kù)在汛限水位以上應(yīng)蓄的動(dòng)態(tài)蓄水量，最后通過(guò)水庫(kù)的水位—庫(kù)容曲線關(guān)系可確定出水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制的范圍。

2 實(shí)時(shí)汛限水位動(dòng)態(tài)控制方法

目前實(shí)時(shí)汛限水位動(dòng)態(tài)控制的方法有預(yù)蓄預(yù)泄法、預(yù)泄回充法、綜合信息推理模式法、耦合于防洪實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)的汛限水位動(dòng)態(tài)控制值優(yōu)選法、綜合信息汛限水位動(dòng)態(tài)控制值推理決策表5種方法[3]。不同的方法之間涉及的影響因子不相同，在進(jìn)行實(shí)時(shí)汛限水位動(dòng)態(tài)控制時(shí)，應(yīng)該根據(jù)水庫(kù)的特點(diǎn)選擇適宜的方法。該研究主要討論預(yù)蓄預(yù)泄及預(yù)泄回充這2種方法。

2.1 預(yù)蓄預(yù)泄法

預(yù)蓄預(yù)泄法是當(dāng)水庫(kù)水位處于汛限水位動(dòng)態(tài)控制域內(nèi)，且流域內(nèi)洪水處于退水期時(shí)，水庫(kù)進(jìn)入汛限水位動(dòng)態(tài)控制的關(guān)鍵時(shí)期，此時(shí)根據(jù)實(shí)時(shí)的水、雨、工情信息、降雨預(yù)報(bào)、洪水預(yù)報(bào)信息及條件約束等實(shí)時(shí)條件，可運(yùn)用預(yù)蓄預(yù)泄法進(jìn)行實(shí)時(shí)汛限水位動(dòng)態(tài)控制。

若確定汛限水位動(dòng)態(tài)控制范圍后，根據(jù)水量平衡原理，可得出預(yù)蓄預(yù)泄法的基本公式[4]。

Wyx=t0+tat=t0{[qout（t）-Qin（t）]Δt}（4）式中，Wyx表示面臨時(shí)刻t0水庫(kù)的預(yù)蓄水量；t0和ta分別為實(shí)施汛限水位動(dòng)態(tài)控制的起始時(shí)間和有效預(yù)見(jiàn)時(shí)間；qout（t）為有效預(yù)見(jiàn)期內(nèi)水庫(kù)的下泄流量過(guò)程；Qin（t）為有效預(yù)見(jiàn)期內(nèi)，考慮預(yù)報(bào)誤差后的入庫(kù)流量過(guò)程；Δt為預(yù)報(bào)洪水過(guò)程的時(shí)間段長(zhǎng)，有效預(yù)見(jiàn)時(shí)間根據(jù)式（1）算出。

通過(guò)預(yù)蓄預(yù)泄法基本公式求出t0時(shí)刻水庫(kù)的預(yù)蓄水量Wyx后，再推求出面臨時(shí)刻水庫(kù)允許預(yù)蓄的水位Zd（t0），可由下式計(jì)算而得。

Zd（t0）=f[V（Z-d）+Wyx]≤Z+d（5）式中，f（*）為庫(kù)容與水位的關(guān)系函數(shù)。

2.2 預(yù)泄回充法

預(yù)泄回充法是當(dāng)預(yù)報(bào)出現(xiàn)誤報(bào)或漏報(bào)的情況下，利用洪水的退水余量能夠使原來(lái)預(yù)泄后降低的水位回升到汛限水位動(dòng)態(tài)控制范圍內(nèi)的方法，更能保證洪水資源的有效利用。其基本公式如下：

Qin（t0+Tb）-qmin2×（tmin-t0-Tb）=t1+Tbt=t1[qout（t）×Δt]-t1+Tbt=t1[Qin（t）×Δt]（6）式中，Qin（t0+Tb）為有效預(yù)見(jiàn)期末的退水余量；qmin為正常供水最小流量；tmin為qmin發(fā)生的時(shí)刻；Tb為極限預(yù)泄時(shí)間；其他符號(hào)意義同前。完全回充式也可用Wr=Wyx表示，即回充水量等于預(yù)泄水量。

3 實(shí)例分析

3.1 工程概況

該研究以金華江流域上某水庫(kù)為研究對(duì)象，其主要是以灌溉、供水為主，結(jié)合發(fā)電、防洪等綜合利用的水利工程。水庫(kù)控制流域面積131.00 km2，總庫(kù)容 8 555.00萬(wàn)m3，水庫(kù)原設(shè)計(jì)主汛期汛限水位為正常水位272.06 m，下游一級(jí)防洪安全泄流量為220.00 m3/s。

該水庫(kù)建成為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和改善城市居民生活用水質(zhì)量起到了巨大的作用，使流域一年數(shù)遇的洪澇災(zāi)害基本得到免除。

3.2 汛限水位動(dòng)態(tài)控制域的確定

該水庫(kù)在防洪與興利方面矛盾不突出，但根據(jù)建庫(kù)以來(lái)的來(lái)水分析，豐水年汛期棄水較多，在連續(xù)枯水年，水庫(kù)一直處于低水位運(yùn)行，這樣不僅影響自身的發(fā)電效益，而且還影響下游水電站的發(fā)電效益。因此在水庫(kù)長(zhǎng)期運(yùn)行中對(duì)該水庫(kù)實(shí)行汛限水位動(dòng)態(tài)控制是必要的。

確定有效預(yù)泄時(shí)間Ta。其中短期降雨預(yù)報(bào)極限預(yù)泄時(shí)間t3為15 h；根據(jù)該水庫(kù)運(yùn)行資料和歷次洪水及典型洪水分析洪水預(yù)報(bào)的極限預(yù)泄時(shí)間t2取3 h；根據(jù)該水庫(kù)水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)預(yù)報(bào)成果，收?qǐng)?bào)時(shí)間、預(yù)報(bào)時(shí)間、決策時(shí)間以及開(kāi)閘時(shí)間t1取2 h。根據(jù)公式（1），帶入上述參數(shù)，則有效預(yù)泄時(shí)間Ta為16 h。

確定預(yù)泄期內(nèi)的來(lái)水量W。在汛限水位動(dòng)態(tài)控制中，其主要指的是預(yù)泄期內(nèi)的入庫(kù)流量，其值可由退水過(guò)程曲線算出。根據(jù)該水庫(kù)典型洪水統(tǒng)計(jì)分析，始退流量取100.00 m3/s，預(yù)見(jiàn)期16 h后入流量為20.60 m3/s，則有效預(yù)泄時(shí)間內(nèi)的平均入庫(kù)流量q為60.30 m3/s。再根據(jù)公式（2）算出有效預(yù)泄時(shí)間內(nèi)入庫(kù)流量W為347.30萬(wàn)m3。

確定預(yù)見(jiàn)期內(nèi)允許泄量q′。根據(jù)該水庫(kù)下游一級(jí)允許安全泄量，可取為220.00 m3/s。

確定有效預(yù)見(jiàn)期內(nèi)的預(yù)泄水量Q。根據(jù)公式（3）算出Q為920.00萬(wàn)m3。

3.2.1 汛限水位上限確定。

該水庫(kù)攔蓄洪水允許的短時(shí)超蓄水位為272.80 m[4]，為了水庫(kù)下游防洪安全，汛期上限水位取272.60 m，相應(yīng)庫(kù)容為8 359.00萬(wàn)m3。

3.2.2 汛限水位下限確定。

根據(jù)上限水位相應(yīng)庫(kù)容減去有效預(yù)泄時(shí)間內(nèi)允許泄流量，即7 439.00萬(wàn)m3，查水位—庫(kù)容曲線關(guān)系圖，可得汛期下限水位為269.06 m。

故該水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制域?yàn)?69.06～272.60 m。與原汛限水位相比，汛期汛限水位上限提高0.54 m，增加了水庫(kù)161.00萬(wàn)m3的蓄水能力；下限降低3.00 m，可騰出742.00萬(wàn)m3庫(kù)容，減輕了防洪壓力，提高了該水庫(kù)的洪水資源利用率。

3.2.3 汛限水位動(dòng)態(tài)控制域的可行性分析。

防洪安全方面，設(shè)計(jì)洪水頻率為2%，相應(yīng)下泄流量為874.00 m3/s，當(dāng)汛期起調(diào)水位為269.06 m時(shí)，控制下泄流量為300.00 m3/s，故可保證下游防洪安全。

灌溉及供水方面，根據(jù)流域防洪辦要求，該水庫(kù)水位不低于252.00 m時(shí)，可滿足下游正常農(nóng)田灌溉和城市供水要求。由所計(jì)算的汛限水位動(dòng)態(tài)控制范圍可知，汛期起調(diào)水位均大于252.00 m，符合要求。

電站發(fā)電方面，通過(guò)比較原汛限水位和計(jì)算后的汛限水位動(dòng)態(tài)控制范圍可知，汛期起調(diào)水位較原汛限水頭雖有所下降，但機(jī)組發(fā)電效率均為89.50%[6]，并且水庫(kù)下游一級(jí)電站的機(jī)組平均出力和發(fā)電耗水率與原來(lái)相比相差不大，可滿足下游一級(jí)電站的正常發(fā)電要求。

3.3 實(shí)時(shí)汛限水位動(dòng)態(tài)控制過(guò)程

3.3.1 洪水實(shí)時(shí)信息分析。

預(yù)報(bào)信息：6月9日下午18：00金華市預(yù)報(bào)未來(lái)24 h庫(kù)區(qū)將有大雨，武義縣氣象臺(tái)預(yù)報(bào)該地區(qū)有暴雨，10日下午18：00這兩地預(yù)報(bào)未來(lái)24 h有暴雨。

實(shí)際降雨信息：6月10月5：00時(shí)，流域開(kāi)始降雨，到10日23：00流域降雨26.00 mm，11日該水庫(kù)流域一天普遍降大到暴雨，流域內(nèi)降雨總共達(dá)到151.10 mm。通過(guò)2 d降雨來(lái)看，說(shuō)明降雨量預(yù)報(bào)準(zhǔn)確。

水情：洪水6月10日2：00時(shí)起漲水位為271.18 m，3 h洪峰超600.00 m3/s發(fā)生在11日20：00。6月12日8：00時(shí)調(diào)洪最高水位273.17 m，滯后峰12 h，滯后峰雨止時(shí)6 h，最大泄流量為435.00 m3/s。

面臨時(shí)刻：6月12日5：00，庫(kù)水位已降到272.41 m，入庫(kù)洪水流量116.00 m3/s，即降到汛限水位動(dòng)態(tài)控制上限水位272.60 m，進(jìn)入汛限水位動(dòng)態(tài)控制的關(guān)鍵時(shí)期。

12日降雨預(yù)報(bào)信息：12—17日連續(xù)5 d，氣象臺(tái)預(yù)報(bào)未來(lái)24 h無(wú)雨，則采用以下方案運(yùn)行。

3.3.2 原規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)度方案。

不考慮降雨預(yù)報(bào)，且正處于主汛期，需要繼續(xù)按照435.00 m3/s盡快降低庫(kù)水位，達(dá)到原設(shè)計(jì)汛限水位272.06 m。其泄流與水位變化可見(jiàn)表1。

3.3.3 預(yù)泄回充方案。

13日14：00庫(kù)水位已達(dá)272.60 m，相應(yīng)庫(kù)容為8 359.00萬(wàn)m3/s，氣象臺(tái)卻修正原“無(wú)雨”為“明天12：00有暴雨”，而此時(shí)水位正處于汛限水位動(dòng)態(tài)控制的上限值，所以需要進(jìn)行預(yù)泄回充方案。

已知預(yù)見(jiàn)期Tj=22 h，由前文可知t1為2 h，則有效預(yù)泄時(shí)間Ta為20 h。

要求14日10：00之前，水位要降至汛限水位控制范圍的下限值269.06 m，相應(yīng)庫(kù)容為7 439.00萬(wàn)m3。預(yù)泄流量由前文求得為920.00萬(wàn)m3。

求平均預(yù)泄流量，由水庫(kù)退水過(guò)程可知在有效預(yù)見(jiàn)期Ta內(nèi)平均入庫(kù)流量為Q入為58.00 m3/s，則平均預(yù)泄流量可由下式算得：

q泄=Q入+W預(yù)泄/Ta=Q入+[V（T0）-V（T0+Tb）]/Ta（7）代入?yún)?shù)算出平均預(yù)泄流量為186.00 m3/s，滿足約束條件，即平均預(yù)泄流量186.00 m3/s<435.00 m3/s（本次洪水最大泄流量），也小于該水庫(kù)下游一級(jí)防洪安全的下泄流量220.00 m3/s。

檢驗(yàn)回充能力。

如果預(yù)報(bào)信息發(fā)生空?qǐng)?bào)，要求14日10：00后的退水流量扣除正常供水qmin的回充水量是否大于預(yù)泄水量，即要求W回≥W泄。已知預(yù)報(bào)Q入為58.00 m3/s，下游一級(jí)電站所需發(fā)電量最小的qmin為9.15 m3/s。

始退流量等于Q入=58.00 m3/s，查該水庫(kù)退水過(guò)程曲線，流量達(dá)到正常供水最小流量qmin為9.15 m3/s，需要的最小時(shí)間tmin為16日22：00，則回充時(shí)間tmin為32 h。回充的水量可由下式算得：

W回充=Q入（T0+Tb）-qmin2（tmin-T0-Tb）（8）代入各參數(shù)算得回充的水量為2 814.00萬(wàn)m3，大于920.00萬(wàn)m3，可以實(shí)現(xiàn)完全的回充目標(biāo)。若發(fā)生空?qǐng)?bào)，利用退水的余量可在19日前回到272.60 m，預(yù)泄回充方案過(guò)程可見(jiàn)表1。

3.3.4 預(yù)蓄預(yù)泄方案。

12—17日連續(xù)5 d連續(xù)發(fā)布預(yù)報(bào)未來(lái)24 h無(wú)雨，則可將汛限水位動(dòng)態(tài)控制范圍控制在上限值272.60 m。其預(yù)蓄預(yù)泄法所計(jì)算的下泄量與水位變化過(guò)程見(jiàn)表1。

若15日17：00～16日17：00有大暴雨，則有效預(yù)見(jiàn)期Ta為22 h；有效預(yù)見(jiàn)期Ta內(nèi)的預(yù)報(bào)入庫(kù)流量可由該水庫(kù)退水過(guò)程線求得，即Q入為57.60 m3/s；下游一級(jí)防洪安全允許泄流量為220.00 m3/s。

所以水庫(kù)預(yù)泄的水量W預(yù)泄由公式（4）求得，代入各參數(shù)算得預(yù)泄的水量1 169.00萬(wàn)m3。

參照公式（5）求出面臨時(shí)刻水庫(kù)允許預(yù)蓄的水位Zd（t0）為267.60 m<269.06 m（汛限水位動(dòng)態(tài)控制下限值）。為提高洪水資源利用率，可控制Zd（t0+Tj）為269.06 m，其庫(kù)容V（269.06）=7 456.00 m3，反求預(yù)泄平均流量：

qout=[V（272.60）-V（269.06）]/Ty+Qin

=[8 359.00-7 456.00]萬(wàn)m3/22 h+57.60 m3/s

=171.60 m3/s

以上就是用預(yù)泄回充法和預(yù)蓄預(yù)泄法求該水庫(kù)實(shí)時(shí)調(diào)度過(guò)程中汛限水位動(dòng)態(tài)控制的計(jì)算過(guò)程，計(jì)算成果見(jiàn)表1，3種方案調(diào)度結(jié)果對(duì)比參見(jiàn)圖1及圖2。

3.3.5 3種方案對(duì)比分析。

由表1的3種方案泄流量與水位變化可得如圖1、圖2和表2所示的調(diào)度結(jié)果。從計(jì)算成果看出，預(yù)泄回充和預(yù)蓄預(yù)泄可減少汛期棄水量，對(duì)比圖1和圖2可看出，在汛期預(yù)泄回充法和預(yù)蓄預(yù)泄法可以使該水庫(kù)水位保持在一個(gè)較高的水平。同時(shí)從表2可以看出，常規(guī)調(diào)度方式汛后蓄水至271.40 m，預(yù)泄回充和預(yù)蓄預(yù)泄汛后蓄水至原汛限水位272.06 m，提高了洪水資源的利用率，最大限度發(fā)揮了水庫(kù)的蓄水能力，增加了蓄水的發(fā)電水頭。

4 風(fēng)險(xiǎn)分析

水庫(kù)處于流域上游，其庫(kù)容雖變化不大，但水位變化顯著，特別是在汛期，水庫(kù)處于汛限水位上限值時(shí)，如果預(yù)報(bào)信息發(fā)生誤報(bào)、漏報(bào)，會(huì)給水庫(kù)帶來(lái)一定的風(fēng)險(xiǎn)，故需對(duì)該水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析。

該水庫(kù)水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)自2001年安裝、調(diào)試、驗(yàn)收合格，至今經(jīng)歷過(guò)多次洪水的考驗(yàn)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定正常。表3列出了該水庫(kù)利用水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)對(duì)流域?qū)嶋H洪水、預(yù)報(bào)洪水和預(yù)報(bào)精度的統(tǒng)計(jì)值。

由表3可知，該水庫(kù)洪水預(yù)報(bào)的平均精度為94.14%，表中列出的預(yù)報(bào)精度雖然都大于85.00%，達(dá)到汛限水位動(dòng)態(tài)控制預(yù)報(bào)信息的可信度值，但不可忽視其他場(chǎng)次洪水存在較大的誤差，故有必要計(jì)算這些誤差給該水庫(kù)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

極限風(fēng)險(xiǎn)率的推求：

首先需確定出參數(shù)α、β、α0和引起災(zāi)害的隸屬度。由浙江省水文手冊(cè)得出金華江白沙溪流域洪量頻率的離散系數(shù)Cv為0.42，偏態(tài)系數(shù)CS為1.47，以及預(yù)報(bào)平均精度為94.14%。參數(shù)計(jì)算參照文獻(xiàn)[3]，結(jié)果如下：

α=2C2S=21.472=0.926；β=2CvCS=20.941 4×0.42×1.47=3.44；α0=（1-2CvCS）=0.941 4×（1-2×0.421.47）=0.429。

其次，確定出汛限水位動(dòng)態(tài)控制過(guò)程中的相對(duì)隸屬度，在計(jì)算過(guò)程中將相對(duì)隸屬度定義為庫(kù)水位超過(guò)汛限水位上限值的幅度。

μ（z）=0Z

由該水庫(kù)歷年洪水資料可知，在主汛期超過(guò)汛限水位上限值的為2006年6月10日的洪水，其水位值達(dá)到了273.17 m，則引起災(zāi)害的相對(duì)隸屬度為μ（z）=Z-Z+dZ正-Z+d=273.17-272.60272.06-272.60=1.1。

計(jì)算出該水庫(kù)極限風(fēng)險(xiǎn)率的各參數(shù)之后，根據(jù)皮爾遜Ⅲ型曲線概率密度函數(shù)算出其極限風(fēng)險(xiǎn)率。

Pf=μZ（Z）βaΓ（a）∫xPxmin（x-a0）a-1e-β（x-a0）dx

（10）式中，xmin為洪水預(yù)報(bào)誤差最小值，即xmin=0.4%，并帶入前文所求參數(shù)，最后算出Pf =0.101。

根據(jù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制風(fēng)險(xiǎn)大小劃分的標(biāo)準(zhǔn)[8]，可確定出方案是否可靠。

風(fēng)險(xiǎn)率為0～0.1時(shí)表示風(fēng)險(xiǎn)很小，方案可靠；風(fēng)險(xiǎn)率為0.1～0.2時(shí)表示風(fēng)險(xiǎn)較小，方案較為可靠；風(fēng)險(xiǎn)率為0.2～0.5時(shí)表示決策風(fēng)險(xiǎn)較大，方案較不可靠；風(fēng)險(xiǎn)率為0.5～1.0時(shí)表示決策風(fēng)險(xiǎn)大，方案不可靠。根據(jù)文獻(xiàn)[8]的風(fēng)險(xiǎn)劃分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)汛限水位動(dòng)態(tài)控制風(fēng)險(xiǎn)分析中，一般規(guī)定風(fēng)險(xiǎn)率應(yīng)盡可能低于0.2，若風(fēng)險(xiǎn)率大于0.2，則說(shuō)明決策方案不可靠，應(yīng)對(duì)汛限水位進(jìn)行適當(dāng)修正。

通過(guò)上述對(duì)該水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制過(guò)程中極限風(fēng)險(xiǎn)率的計(jì)算，可得出在不增加該水庫(kù)風(fēng)險(xiǎn)的前提下，利用降雨預(yù)報(bào)和洪水預(yù)報(bào)提高該水庫(kù)主汛期的汛限水位是可行的。

5 展望

汛限水位的動(dòng)態(tài)控制是在汛期提高洪水資源利用率、發(fā)揮水庫(kù)興利和防洪效益的最有效途徑。在對(duì)汛限水位動(dòng)態(tài)控制過(guò)程的研究和分析中，該研究存在許多不足之處，需在以后的工作中進(jìn)行完善。

在對(duì)水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制過(guò)程決策值的研究中，該研究考慮的是利用降雨預(yù)報(bào)信息和洪水預(yù)報(bào)信息進(jìn)行分析，未考慮其他影響因素，在以后的研究中還應(yīng)分析其他汛限水位動(dòng)態(tài)控制的影響因子，并結(jié)合水庫(kù)調(diào)度人員的管理模式和調(diào)度經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步完善汛限水位動(dòng)態(tài)控制過(guò)程決策值的研究。

該研究?jī)H是對(duì)單庫(kù)進(jìn)行汛限水位動(dòng)態(tài)控制過(guò)程的范圍、決策值及風(fēng)險(xiǎn)分析，由于在這些方面對(duì)梯級(jí)水庫(kù)研究較少，而且梯級(jí)水庫(kù)調(diào)度過(guò)程較為復(fù)雜，影響因素更多，故在以后的工作中仍需對(duì)梯級(jí)水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制過(guò)程這一領(lǐng)域進(jìn)行研究。

在對(duì)水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析時(shí)，由于持有該水庫(kù)水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的預(yù)報(bào)信息資料有限，該研究只是根據(jù)歷年洪水預(yù)報(bào)誤差求出了該水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制的極限風(fēng)險(xiǎn)率，并未計(jì)算出實(shí)時(shí)汛限水位動(dòng)態(tài)控制的風(fēng)險(xiǎn)度和最大風(fēng)險(xiǎn)率。故需要進(jìn)一步完善收集資料工作，對(duì)實(shí)時(shí)汛限水位動(dòng)態(tài)控制的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行深入探究。

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