水库群联合防洪优化调度分析

176农业工程与能源Agricultural Engineering and Energy2017年8月下

水库群联合防洪优化调度分析

罗 福

（湖南九一工程设计有限公司，湖南 长沙 410007）

摘 要：水库群联合防洪调度，是一种非工程性的防洪措施，通过对不同水利工程防洪功能的优化组合，提高水库群的综合防洪能力，达到资源利用效率最大化。文章从水库群联合防护优化调度的含义、必要性和相关技术手段等角度进行研究和分析，为相关领域的研究和实践提供参考。

关键词：水库群；联合防洪；优化调度

中图分类号：TV697.1+2 文献标志码：A文章编号：1672-3872（2017）16-0176-01

我国是一个河流众多的国家，在汛期到来时，水库的防洪能力一定程度上影响着当地居民生产生活的安全和稳定。因此，对于水库的防洪能力要始终重视，通过多种手段提升和发展水库群的防洪能力。其中，水库群联合防洪优化调度，就是一项重要的非工程性措施，对当前水库的管理、防洪能力的提升、防灾减灾工作的开展有着重要的影响[1]。

1 水库群联合防洪优化调度概念

水库是一种流域开发水利资源的工程性措施，有着调节洪峰、储蓄洪水、减轻甚至避免洪涝灾害的作用。一条河流的主干道和支流都可以建造水库，这样的一系列水库称为水库群。水库群联合调度，是指对流域内具有水文、水利、水力关系的成群、成组的水库进行统一的协调调度，划分不同的区域或任务，共同承担流域内水库的任务和功效。水库群防洪联合调度是指，采用联合调度的方式确保流域内各个水库大坝安全，并且承担各水库上、下游的防洪任务，是联合调度中的首要工作任务，具有着重要的工作意义。

2 水库群联合防洪优化调度的方式

水库群联合防洪优化调度是一个系统性的过程。首先，要根据流域内水流、水量等进行准确的测量，通过超级计算机等对于短中长期内的天气进行预报，并推算出河流相应的水文变化；其次，根据数据和计算机技术，通过运算建立调度模型，明确防洪调度目标，并制定相应的处理方案和应急预案；最后，要在实际实施过程中，结合调度模型对水库群进行统一的协调和安排，通过蓄洪泄洪、削峰错峰等方式，减少水库群的最大泄洪量，达到防洪减灾的目的[2]。

在我国实际的水库群联合防洪优化调度中，两种具有比较具有典型代表意义和研究分析价值的模式是：长江上游水库群的联合调度和资水流域的梯级水库群联合调度。长江上游水库群联合防洪优化调度，主要以三峡水库为核心，承担长江中下游地区的防洪，以向家坝水库和溪洛渡水库为骨干、承担川渝河段的防洪，两座水库的防洪库容可以联合使用；以金沙江中游群、雅砻江群、岷江群、嘉陵江群和乌江群五个群组为主要分支，承担各江域流段的防洪任务。

目前，纳入长江上游水库群联合调度的水库，已达到21座，水库总库容约1000亿m3，防洪库容360亿m3。在长江上游的联合防洪调度中，在5～10月的洪水期，做好各个流域内的水文监测和降雨量预报，按照遏制洪源和就近原价将洪水解耦到相应的水库或水库群中。如在汛期，三峡水库要逐步加大下泄流量，通常维持在1万m3/s以上，加快水位削落进度，其他的水库如溪洛渡水库水位要低于限制水位，预留防洪库容最好达到40亿m3以上；向家坝水库也要远低于防洪限制水位至少10m以上，保证水库的防洪应对能力[3]。——————————————

作者简介： 罗福（1983-），男，湖南长沙人，中级，研究方向：水利工程。

资水流域的梯级水库群联合调度是优化后的联合梯级防洪调度模式，将二个梯级当作一个整体,发挥流域内相近水库群间的库容补偿调节作用。利用梯级上游水库的防洪库容将洪峰进行削减，再发挥梯级水库间的库容补偿作用，利用梯级下游水库对洪峰进行二次削减，调节上游水库无力调蓄的洪量，将防洪任务层层递减，达到防洪减灾的目的。因此，资水流域的水库群建设也是梯级开发，主要有孔雀滩222.0m、筱溪198.0m、柘溪167.2m、东坪94.0m、金塘冲61.7m、白竹洲48.7m、修山42.7m、史家洲34.0m等13级。

资水流域全年径流量平均在252亿m3左右，最大径流量通常在4～7月，以此建立新型联合调度模型，制定相应的调度方案和调度任务。在水库群联合防洪调度中，利用处于梯级上方的柘溪水库的防洪库容，削减洪峰，调蓄洪量，分担梯级下方的金塘冲水库的防洪任务，减轻了金塘冲水库的防洪压力,提高防洪效益，同时保证水位低于防洪限制水位160.3～163.3m，实际库容低于防洪库容7.0～10.5亿m3。

3 水库群联合防洪优化调度系统和技术

目前，随着计算机应用技术的普及和发展，水文测量、天气预报精准度的提高，以及系统管理决策科学理论的完善，共同推动着水库群联合防洪优化调度走向智能化、专业化的方向发展。构建完善、科学、高效、准确的水库群防洪调度系统，涉及的内容包括洪水的预报、预测模型、洪水的演化、优化计算及水库群优化调度模型。其中，水库群优化调度模型是防洪调度系统的关键。水库群优化调度模型的优化运算方法，也要因地制宜，较为普遍和常见的数学方法有线性规划、非线性规划、动态规划等优化方法，较为先进的有模糊数学理论、人工神经网络理论、遗传算法、层次分析法等多种新引入的数学理论方法。

4 结束语

水库群联合防洪优化调度的实际操作是一个较为复杂和系统的过程，主要是通过削峰错峰、梯级调度等方式，但是随着计算机应用技术及相关水利建设、水文测量、天气预报等技术的发展，水库群联合防洪优化调度也会出现更加多样、更加实用的技术和理论，这一领域也会得到更好的发展。

参考文献：

[1]李雨,郭生练,李响,等.三峡水库与清江水库群联合防洪优化

调度[J].武汉大学学报(工学版),2011(5):581-585+593.

[2]黄丹璐,马一鸣,徐冬梅,等.水库群联合防洪优化调度研究[J].

能源与环保,2017,(1):65-70.

[3]金兴平.长江上游水库群2016年洪水联合防洪调度研究[J].人

民长江,2017(4):22-27.

（收稿日期：2017-8-13）