水库汛限水位动态控制研究
第１Ｏ期（总第３６５期） 吉 林水利 ２０１２年１０月
【文章编号］１００９－２８４６（２０１２）１０－００３２－０３
水库汛限水位动态控制研究
常磊，孙晓梅
（吉林省水文水资源局白城分局，吉林 白城１３７０００）
［摘要】本文研究的汛限水位动态控制即为发掘水库潜能，促使洪水资源化、提高水资源利用率的有效方法之一。 在分析我国水资源形势的基础上，汛限水住动态控制是在我国特殊国情国策下具有中国特色的产物，先确定某水 库的汛限水住动态控制范围。然后用“实时预蓄预泄法”对水库汛限水位进行动态控制实例研究。 【关键词］洪水资源化；汛限水位动态控制；水库调度 ［中图分类号］Ｔｖ ６９７．２ ［文献标识码］Ｃ
随着国民经济发展对水资源需求的增长，水
的供求矛盾加剧。客观对水库的防洪安全与供水
保障提出了更高要求。洪涝灾害和水资源短缺的
问题往往都是同时并存的，水库防洪与兴利之间
的矛盾也正在加剧。而静态的汛限水位控制方法
不考虑预报．由水位确定泄流量以控制水库水位
不超过汛限水位．或在超过后尽快回落至汛限水
位以下。这种传统理念把暴雨洪水的发生看作随
机现象．年际间各场洪水独立不相关，每年发生设
计洪水的概率相等。这种理念把人们的注意点集
中在小概率事件上，时刻防御校核洪水的发生。这
种指导思想导致许多水库在实际生产中经常出现
“调洪过程受汛限水位约束被迫弃水。洪水过后又
无水可蓄”的直接后果，造成洪水资源的浪费。这
种局面的出现是令人痛心的。因此，在当前我国的
大环境下。进行汛限水位动态控制的方法理论研
究，藉此提高水资源利用率是有必要的。Ｉｌｌ
１ 汛限水位动态控制与水库调度
随着气象科学和水文科学的进展．水库调度
已进入实时预报调度阶段。随着气象科学的发展，
气象台站的中短期降雨预报精度有了很大提高，
特别是短期降雨预报的可信度已大大提高。综合
使用天气学、统计学、动力学、人工智能等方法，结
合数值天气预报产品。研究和开展各种时空尺度
的天气预报．可使暴雨短期预报趋于客观化和定
［收稿日期］２０１２－０７—０３ 【作者简介］常磊（１９８３一）．男，助理工程师。现从事水环境监测工作。
一３２一 量化。水库是防洪和流域水资源开发利用的一项
重要工程，在防洪、发电、灌溉、供水、航运等方面
发挥了重要作用。面对人口、发展和生态等转嫁在
水资源需求方面的巨大压力，我们必须转向水库
寻求帮助，因此水库的调度运行管理就必然会引
起人们的更多关注。考虑水库本身的防洪和兴利
功能，我们很容易想到水库汛限水位的问题，汛限
水位是水库防洪和兴利的结合点。如何优化控制
汛限水位是水库如何优化调度的一个关键问题。
过去，人们采用的是静态汛限水位。水库在汛期控
制在固定水位。这种方法最大弊端是造成了水资
源人量浪费。这与我们当前水资源紧缺的现实很
不和谐。如何在可控范围内抬高汛限水位，提高水
资源化利用率，是人们所关心的。
２ 汛限水位动态控制的基本理论与控制方
法
在实时调度阶段，要对汛限水位实行动态控
制．我们首先应该确定汛限水位控制的上下限，作
为调控的阈值。
２．１ 汛限水位动态控制上限的确定
考虑年内洪水统计特性变化规律，假定是“洪
水为随机现象”，据统计，许多水库年际间有连续
丰枯变化的大致周期，年内较大洪水发生时间及
特大洪水与次大洪水之间间隔时间也有一定规
律。在已经发生了一场较大洪水之后如何回答“将 吉林水利 水库汛限水位动态控制研究 常磊等２０１２年１０月
来会不会再发生比这更大的洪水”这个问题，对于
实际生产作业和供决策者参考都是十分必要的。
为此，通过研究年内洪水统计特性变化规律性，以
确定汛限水位动态控制阈上限，也是一种可行的
方法。如统计已有的水库自１９８５—２００１年间的实
测洪峰流量记录资料，在超过８００ｍ３￣的３３场洪
水中，发生在６月中、下旬的有６场，占１８％；７月
下旬８月上旬发生了ｌ１场，占３３％；９月上、中旬
发生了５场。占１６％；三个时期发生的总概率占了
６７％．可见这三个时期是水库遭遇洪水概率最大的
时期。所以需重点研究６月下旬以后的“未来时
期”、８月上旬以后的“未来时期”、９月中旬以后的
“未来时期”洪水发生概率的分布规律。该法的最
大特点是给出不同”未来时期”的确定汛限水位动
态控制约束域值。所谓”未来时期”是指面临一场
洪水以后至汛末的时期，是一个变动的时间数，在
全汛期内随着洪水发生时间推移．则“未来时期”
逐渐缩短，至汛末则为零，当然“未来时期”最短应
等于一场洪水的汇流历时即设计洪水过程线的历
时。不同“未来时期”的汛限水位动态控制上限值
确定步骤如图１所示：
调节各种频率设计洪水过程Ｉ ｆ 原设计调度规则、约束
『是否满足条件 Ｉ。。 ’。’’’。’。。’。。。—。。。。。‘‘。。‘‘。。。一 二二＝＝ｉ苎 洪水起调水位可行
图１ 根据不同“未来时期”确定动态控制上限流程
它与分期设计洪水计算方法是有差异的，主
要表现在：（１）分期设计洪水推求的目的是要回答
固定划分的分时期内产生不同量级洪水的规律：
本法要回答的是一次大洪水后当库水位在控制域
内时，未来时期再发生不同量级洪水的概率。（２）分
期设计洪水采用定期取样方法，假定前期洪水在
后期也可能发生：本法是定期内发生一次洪水以
后至汛末期内取样，假定前期的洪水不会在未来
时期出现。（３）分期设计洪水不要求各分期样本容 最相同。本法要求形成的连续系列的样本容量相
同。
２．２汛限水位动态控制的实时预蓄预泄
所谓汛限水位动态控制的实时预蓄预泄即当
洪水处于退水期且水库水位处于汛限水位动态控
制域内时．也就是进入汛限水位动态控制的关键
时期。此时根据各种实时信息和约束等实时条件，
通过预蓄或预泄措施动态控制汛限水位。若收到
２４小时无雨或小雨预报信息时，可控制库水位于
动态控制域上限之内；若收到２４小时中雨及中雨
以上量级降雨预报信息时，必须在有效预见期内
泄流至汛限水位动态控制域下限值。［２］如果已知汛
限水位动态控制域为ｌ ，Ｚ ｌ，依据水量平衡原理，
其基本公式见式１：
＝ ｆ ｆｑ。 （ｔ）一 （ｔ）】Ａｔ｝ （１） ｔ＝ 式中ｌＷ 为面临时刻ｔｏ运行预蓄的水量；Ｑ
（ｔ）为有效预见期 内、考虑预报误差后预报的入
库流量过程；ｇ （ｔ）为有效预见期 内预报的可能
下泄流量过程，即ｑ。 （ ）＝［ｑ （ｔ）一Ｐ （ｔ）】≤ｇ ；ｇ
为防护点安全流量； （ ）为考虑预报误差推求的
下游区问流域内预报洪水过程： 为预报洪水过
程的时段长； 为实施汛限水位动态控制的起始时
刻，ｔｃ＝ｔ０＋ ，且假定 期问水位持平。
求得 后，再由式２推求面临时刻允许预蓄
的水位 （幻）：
（ｚｏ） ｌ （ 十 ）ｌ≤ （２）
其中 ］为库容水位关系函数。 。
在洪水起涨阶段。按照洪水总量控制原则．依
据批复的防洪调度规则进行模拟预报，若最高水
位在汛限水位动态控制域内或高于汛限水位动态
控制上限值，则等到最高水位出现且开始下降时，
就可根据未来预报信息确定蓄水水位控制值。实
时预蓄预泄法是在水库水位进入汛限水位控制域
内且满足水库本身对上下游的原设计防洪要求的
前提下实施的，其与规划阶段的预蓄预泄能力约
束法方法原理大致相同：前者的入库流量预报信
息、水库泄流能力、下游允许安全预泄流量均为而
Ｉ临时刻的实时信息：而后者采用经过概化的安全
值，结果偏保守。
一
３３— 吉林水利 水库汛限水位动态控制研究 常 磊等 ２０１２年１Ｏ月
３水库水情数据分析与选取
３．１水库水情自动测报系统
水库水情自动测报和洪水预报调度系统是由
内网和外网构成。其中内网由２台电脑组成．专门
接收中转台系统采集的水情．其中１台作为备用
机，装有水情自动测报系统；另１台作为工作机，
装有水情自动测报系统、洪水预报系统、水调自动
化系统，主要负责日常工作。外网的组成电脑负责
收集内网的水情资料，定时对外发布水情。测报系
统采用的通信方式主要为超短波，测报系统的运
行状况是良好．数据传输的月畅通率和可靠度均
达８５％，电源状态正常运行合格率为９Ｏ％。
３．２雨洪数据的分析与选取
分析水库自投入运行以来１９８５—２００５年问
的调度运行数据资料，统计各月坝上最高水位，得
到超汛限水位运行的年份如表１：
表１ 超汛限水位运行年份
年份 １９８６年１９８７年１９９０年１９９１年１９９３年ｌ９９４年 年最高水位７７．８８ｍ ７５．４８ｍ ７７－３７ｍ ７７．２６ｍ ７５．１９ｍ ７８．７１ｍ 出现时间７月ｌ３日８月４日９月ｌ３日９月ｌＯ日ｌ０月６日８月７日 年份 １９９５年１９９７年１９９８年１９９９年２ｏ０１年２０ｏ５年 年最高水位７６．５２ｍ ７８．７５ｍ ７５．１９ｍ ７５．１ ８ｍ ７７．６４ｍ ７６．７４ｍ ｍ现时间９月４日９月８日１月１日９月２２日７月１９日９月３日 注：因为上表历史数据的背景是旧的汛限水位。故上表统计的是超 ７５ｍ运行的年份
表１中几个超汛限水位运行的年份中．最高
的水位出现在７８．７５ｍ（１９９７年１都远没有达到防洪
高水位８１．９ ｍ、设计洪水位８４ｍ，甚至离迁赔高程
７９．７ｍ都还有相当距离（但年累计弃水量却达３．１８
亿ｍ３。见表２１，这在某种程度上说明该水库在汛
期调度中是偏保守的，仍有很大开发潜力。
根据水库调度年报统计分析。发生弃水的年
份如表２。
表２ 发生弃水年份
年份 １９８５ １９８６ １９９０ １９９４ １９９７ ２０ｏ１ 年累计弃水量，亿ｍ’５．６ ３．７６ ０．４８ １．７ ３．１８ １．６５
——３４—． 综合表１、表２。既超汛限水位运行又发生了
弃水的年份有：１９８６年、１９９０年、１９９４年、１９９７
年、２００１年共５年，而这里我们发现，既超汛限水
位运行又弃水的年份几乎大致是每隔４年出现一
次．这个周期与流域的丰枯水年周期存在一定的
关系。
运用实时预蓄预泄法动态控制汛限水位后，
调度末库容为６６１ ８００万ｍ３，ｓ。较水库原调度末库
容增加蓄水量４２ ５００万ｍ３／ｓ。增蓄的水量可用来
发电或供下游的工业生产、居民生活供水等。若按
水库管理局的２００１年水库调度年报表的统计数
据，当年平均耗水率为１１．２ ｍ３／ｋＷ・ｈ，则增蓄水量
可增加发电量为３７９万ｋｗ・ｈ。假如按每度电上网
电价０．４６元／ｋＷ・ｈ粗略计算。可增加经济效益约
１７０万元。
４ 结语
汛限水位动态控制是一种风险调度。涉及风
险管理方面，是一个复杂的问题。但汛限水位的动
态控制对充分发挥水库的安全和兴利效益具有极
其重要的意义。为了实现水库汛限水位的动态控
制．必须实施防洪预报调度，以增加水库调洪的主
动性。增大水库预蓄或预泄的可能性。尽管目前水
库的实时水文预报系统不断改善和发展，短期洪
水的预见能力已大大提高，但水文预报误差及其
对防洪预报调度的影响总是难免的，因为人库洪
量和峰现时刻等洪水过程预测的随机性和不确定
性．必然会影响调度决策，从而导致水库水位过程
和下泄流量过程的不确定性，给水库自身的防洪
安全和下游的防洪安全带来一定的影响，其实质
上是一种风险调度。口
基于预报及库容补偿的水库汛限水位动态控制研究
第２６卷第６期 ２０ｏ６年ｌ２月 水文 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩＮＡ ＨＹＤＲＯＬＯＧＹ Ｖｏ１．２６ ＮＯ．６ Ｄｅｅ．，２００６
基于预报及库容补偿的水库汛限水位动态控制研究
． 李玮 ，郭生练 ，刘攀 ，胡安炎 ，张晶伟
（１．武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉４３００７２； ２．长安大学环境科学与Ｘ－程学院，陕西西安７１００５４；３．武汉大学计算中心，湖北武汉４３００７２）
摘 要：结合清江流域梯级水电站工程特性及防洪任务，以不降低梯级防洪标准为原则，建立基于预
报及上游水布垭水库库容补偿的汛限水位动态控制模型，推求隔河岩水库汛期汛限水位动态控制方 案。计算表明，该模型在不降低水库及梯级原有的防洪标准前提下，能有效利用上游水布垭水库的防洪
库容，分担隔河岩水库部分防洪任务，并显著提高其发电量。其中，多年平均弃水量减少４．１４４４亿ｍ３，
发电量增加１．２１７２亿ｋＷ・ｈ
关键词：库容补偿，汛限水位，动态控制，洪水预报
中图分类号：ＴＶ２１４：Ｐ３３３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－０８５２（２００６）ｌ０６－００１１－０６
１引言
在水库的管理运行过程中．汛限水位是一个协调
防洪与兴利矛盾的重要概余【 。开展水库汛限水位的
研究对于适应新环境的要求，充分发挥水库的防洪、兴 利效益有着极其重要的意义。经多年的研究和实践，水
库汛限水位控制理论有了很大的发展网．已由单一固定 水位控制及分期固定水位控制发展到汛限水位动态控
制阶段。王本德等１２］提出综合信息模糊推理法，根据历
史及面临时刻各种信息。推理出未来时段汛限水位动
态控制值；邱瑞田等 提出水库汛限水位动态控制新
理念，在控制域范围内实施汛限水位的动态控制；王才
君等圈结合三峡水库．提出了多目标风险指标体系，通
过风险综合评价得到水库相对合理的动态汛限水位；
刘攀等同采用遗传算法，以防洪、发电及航运为指标体
水库如何合理实施汛限水位动态控制
水库如何合理实施汛限水位动态控制
实施水库汛限水位动态控制，可以在不降低水库原设计防洪标准的情况下，提高洪水资源和水能资源利用率，缓解水资源和水能资源供需矛盾，提高水库综合效益。
1 概况
水库汛限水位动态控制是指水库在汛期，根据实时雨、水情，利用预报成果，在不降低水库防洪标准，确保水库、上下游地区防洪安全的前提下，按照经科学论证并经有关部门审批的水库汛限水位动态控制方案确定的控制范围对汛限水位进行浮动的调度过程。
为加强洪水管理，规范水库汛限水位动态控制试点工作，确保水库防洪安全，科学利用洪水资源，2005年，国家防总印发了《水库汛限水位动态控制试点工作意见》，作为全国各地开展水库汛限水位动态控制试点工作的指导性文件。
目前，水库汛限水位动态控制管理工作只在个别水库进行了试点，并取得了可观的经济效益和社会效益。但是，这项工作还未被我国相关法律法规所认可，从而未能得到全面开展。
2 水库汛限水位动态控制的必要性
随着国民经济发展对水资源需求的增长，水的供需矛盾加剧，客观上对水库的防洪安全与供水保障提出了更高要求。
随着我国水文、气象遥测系统建设的不断发展以及洪水预报水平的不断提高，目前人们对一场暴雨过程产生不同等级洪水的判别方法和产生稀遇洪水的水文气象条件已经有了进一步的认识，利用连续的气象卫星、测雨雷达等遥感观测资料、常规气象资料及陆面水情资料，可以判断即将发生洪水的级别和水库设计标准洪水以及校核标准洪水出现的可能性，已经具备开展洪水预报调度，实施汛限水位动态控制的工作条件。如果能根据各水库流域的实时预报信息，实施合理的动态汛限水位管理，可以在不降低原设计防洪标准的情况下，充分利用洪水资源，提高灌溉和供水保证率，增加发电效益，还可以在不降低原设计供水保证率的前提下，提高水库及其上下游的防洪标准。
我县现有水库共100座，其中中型水库3座、小㈠型水库20座、小㈡型水库77座。这些水库主要是为农田灌溉、人民生活和工业生产等提供水源，同时也为防御洪涝灾害发挥了重要作用。多年来，这些水库全部实行全汛期运用单一汛限水位方式，水库防洪调度与灌溉、供水、水产养殖及生态等综合利用方面存在着较为突出的矛盾。
三峡水库汛限水位动态控制可行性研究
第３７卷第８期 ２０１１年８月 水力发电
三峡水库汛限水位动态控制可行性研究
李 响 ，郭生练 ，赵云发２，胡晓勇 （１．武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉４３００７２； ２．三峡水利枢纽梯级调度通信中心，湖北宜昌４４３１３３） 摘 要：应用实际观测资料，分析三峡水库水文气象预报精度和长江上游来沙量，研究三峡水库实施汛限水位动态 控制的可行性。结果表明，三峡水库入库洪水１ ｄ、２ ｄ、３ ｄ预报精度均达到甲级标准；其区问流域未来２４ ｈ、４８ ｈ 无雨和小雨预报信息可以用于实时调度；与１９６１年～１９７０年系列相比，２００３年～２００９年系列各站年均来沙量减少 ４４．３２％～８６．８４％。这些为实施汛限水位动态控制创造了必要条件。 关键词：汛限水位；动态控制；可行性；三峡水库 Ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｆｌｏｏｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｌｅｖｅｌ ｆｏｒ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ｌｉ Ｘｉａｎｇ ，Ｇｕｏ Ｓｈｅｎｇｌｉａｎ ，Ｚｈａｏ Ｙｕｎｆａ ，Ｈｕ Ｘｉａｏｙｏｎｇ （１．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７２，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｄｉｓｐａｔｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｙｉｃｈａｎｇ ４４３ １ ３３，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｈｙｄｒｏ—ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｏｒｅｃａｓｔ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｄａｔａ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｄｖｎａｍｉｃ ｅｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｆｌｏｏｄ ｅｏｎｔｒｏｌ ｌｅｖｅｌ ｆｏｒ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ １—３ ｄ ｉｎｆｌｏｗ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ａｃｃｕｒａｃｉｅｓ ｏｆ ｆｌｏｏｄ ａｌｌ ｒｅａｃｈ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｆ Ｇｒａｄｅ Ａ。ｔｈｅ ｎｏ ｏｒ ｌｉｇｈｔ ｒａｉｎｆａｌｌ ｆｏｒｅｃａｓｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ２４ ｈ ａｎｄ ４８ ｈ ｉｎ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｂａｓｉｎ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ．ａｎｄ ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ａｎｎｕａｌ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｆｌｏｗｉｎｇ ｉｎｔｏ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｉＳ ｒｅｄｕｃｅｄ ｂｙ ４４．３２％一８６．８４％ｄｕｒｉｎｇ ２００３—２００９ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｉｎ １９６１—１９７０． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃｒｅａｔｅ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｆｌｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｌｅｖｅ１． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｆｌｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｌｅｖｅｌ；ｄｙｎａｍｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｓｔｕｄｙ；Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ 中图分类号：ＴＶ６９７．１ｌ（２６３） 文献标识码：Ａ 文章编号：０５５９—９３４２（２０１１）０８—００７３—０４
苗家坝-碧口梯级水库汛期水位动态控制研究
苗家坝-碧口梯级水库汛期水位动态控制研究
张忠波;何晓燕;耿思敏;李辉;任明磊
【摘 要】本文将单一水库预泄能力约束法,推广到梯级水库汛期水位动态控制中,并建立了梯级水库汛期水位联合运用和动态控制模型,假定预报信息准确,在不降低下游保护对象的防洪标准的前提下,最大限度发挥梯级水库的兴利效益.以苗家坝、碧口水库为对象进行了实时调度模拟,其结果相比于原设计汛限水位动态控制方案,减少了弃水,且保证最大出库流量均在可控范围内,达到在不降低防洪标准的前提下提高梯级水库兴利效益的目的,大大提高了洪水资源利用率.%This study is based on
the constrained pre-discharge capacity method for single reservoir
operation.This method can be expended to the water level dynamic
control applications of cascade reservoirs during flood periods.In order to
maximize the cascade reservoirs' economic benefits without reducing the
protection standard of the downstream protected objectives for flood
control,we establish the joint operation and dynamic control model of
cascade reservoirs based on the assumption of accurate flood forecasting
information.The Miaojiaba-Bikou cascade reservoirs are taken as a case
水库汛限水位动态控制若干应用性问题的思考
前 沿
水库汛限水位动态控制
若干应用性问题的思考
朱兆成
（安徽省佛子岭水库管理处，２３７２７２，霍山） ２０１１＿２２中国水利
摘 要：水库汛限水位动态控制问题是由需求推动产生的系统性问题。通过对问题的定性和认识．认为问题的解
决要以风险管理为核心，需要法律确定“法允空间”，从顶层设计加以规范和约束；以通过“益险比”等方式进行经
济分析评价作为支撑；风险分担、利益共享各方经过充分博弈形成合适的管理体制机制，挖掘管理系统的“组织 能”；技术研究作为前导，以应对“旱涝急转”为重点，利用问题的统一性加强水资源需求侧的研究和管理，化“分割
式”研究为系统性研究；甚至还需要得到社会文化的宽容，使水库汛限水位动态控制应用问题得到更好的解决。
关键词：水库汛限水位；动态控制；系统性；旱涝急转
Ｔｈｉｎｋｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｆｌｏｏｄ ｌｉｍｉｔ ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ／／Ｚｈｕ Ｚｈａｏｃｈｅｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｙｎａｍｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｆｌｏｏｄ ｌｉｍｉｔ ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ ｉｓ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄ—ｄｒｉｖｅｎ ｓｙｓｔｅｍｉｃ ｐｒｏｂ． １ｅｍｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅ ａｎｄ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ，ｔｈａｔ ｐｒｏｂｌｅｍ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｓｏｌｖｅｄ ｔｏ ｌｅｔ ｒｉｓｋ ｍａｎａｇｅ—
ｍｅｎｔ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｒｅ，ｙｏｕ ｎｅｅｄ ｌｅｇａｌ ｃｅｒｔａｉｎｔｙ’’ｌａｗ ａｌｌｏｗｅｄ ｓｐａｃｅ”，ｔｏ ｂｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｔｏｐ－ｌｅｖｅｌ ｄｅｓｉｇｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ
ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ；ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ”ｒｉｓｋ ｂｅｎｅｆｉｔ ｒａｔｉｏ”ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｕｐｐｏｒｔ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ａｓ；ｒｉｓｋ－ ｓｈａｒｉｎｇ，ｂｅｎｅｆｉｔ—ｓｈａｒｉｎｇ ｔｏ ｆｏｒｍ ｔｈｅ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｐａｒｔｉｅｓ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｆｕｌｌ ｇａｍｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ，
水库汛限水位控制的探讨
水库汛限水位控制的探讨
摘 要：对水库进行主汛期汛限水位动态控制，可以有效增加水库的调节水量和供水量，本文以某水库汛限水位控制预报调度方案进行了分析，并提出了水库汛限水位控制的注意点。
关键词：水库；汛限水位；控制
近年来，流域来水持续减少，使得大量农田干早，城市、工矿水源紧张，水资源己经成为社会经济发展的重要制约因素。流域暴雨洪水具有明显的季节性规律，因此在掌握其季节性变化规律的基础上，利用分期汛限水位能有效调控不同阶段的洪水，使水库调度运行更符合流域洪水特性，实现防御洪水向洪水管理转变。在承受适度风险的前提下，制定合理可行的调度方案，变害为利，是优化水库运行管理机制、提高水资源利用效率的重要措施。正是如此，在保证防洪安全的前提下加强水库汛限水位控制具有极其重要的现实价值。
一、水库汛限水位控制的必要性
水库汛末蓄水时间起点和汛限水位对水库能否蓄满起关键作用，水库蓄水时间早、汛限水位高，水库汛末就容易蓄满。但汛期水库有防洪要求，汛限水位低、蓄水时间迟则有利于防洪，因此防洪和蓄水有矛盾，而在满足防洪的条件下，最大限度发挥水库效益则是水库优化调度的主要目标。在主汛期，防洪为主，汛限水位应以规划参数控制；主汛期末，处于流域上游的水库防洪压力减小，可酌情提高汛限水位，或直接进入蓄水阶段。比如，密云水库正常蓄水位157.5米。6月1日至8月10日水库讯限水位为152.0米，8月11日至9月30日水库讯限水位为154.0米。
一些水库主汛期实行固定汛限水位，被迫大量弃水；枯水年水库入库水量少，而下游又大量需水的情况，水库丰水年存水较少，枯水期或枯水年供水受到影响。如果主汛期实行汛限水位动态控制，就可以多充蓄丰水年汛期弃水，增加水库在枯水期或枯水年的供水量。因此，有必要对水库进行主汛期汛限水位动态控制，增加水库的调节水量和供水量，发挥其多年调节库容的作用，在一定程度上改善下游用水紧张状况。
二、某水库汛限水位控制预报调度方案
乌江梯级水库汛限水位动态控制的实践与探索
第２４卷第６期 贵州水力发电 ＧＵＩＺＨ０Ｕ ＷＡＴＥＲ ＰＯＷＥＲ ２０１０年１２月
・水电站运行・
乌江梯级水库汛限水位动态控制的实践与探索
田 毛
（贵州乌江水电开发有限责任公司，贵州 贵阳５５０００２）
摘要：通过对各水库汛限水位动态控制的前提条件和东风水库汛限水位抬升的安全效益和经济效益分析，乌江 梯级设有汛限水位的各水库都具备了动态控制条件，建议贵州省在确保水库大坝安全的前提下，积极推动水库 汛限水位动态控制的研究工作，充分利用洪水资源，为全省的国民经济和社会效益更好更快的发展做出积极的 贡献。 关键词：水利水电工程管理；水库汛限水位；动态控制；乌江梯级水库 中圈分类号：ＴＶ６９７。１ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００７—０１３３（２０１０）０６－００４６—０４
１ 乌江梯级水库概况
１．１乌江流域水文特性
乌江流域除高程２ ０００ ｍ以上的西部河源地区
属暖温带气候外，大部分地区属中亚热带季风气
候。冬季主要受西伯利亚冷空气的影响，夏季受印
度洋孟加拉湾的西南暖湿气流和西太平洋的海洋性
气候影响，气候具有明显的季节性。因地处云贵高
原，地势较高的高原面与地势较低的河谷地区气候
有明显的差异，上游海拔较高的威宁、毕节地区具
有典型的高原气候特征，气温较低、雨量偏少、春
季易干；中游地区全年温和多雨、湿度大、日照时
间少。流域内雨量丰沛，降水在地区上分布有很大
差异，年降水量９００～ｌ ４００ ｍｍ，流域多年平均降
水量为１ １６３ ｍｉｌｌ。
１．１．１暴雨特性
暴雨持续时间多在１～２ ｄ内，而以１ ｄ为最
多，暴雨以下游思南至彭水右岸最大，上游安顺一
带次之，一日最大暴雨除下游涪陵一带较小外，大
致沿乌江干流向下游逐渐增多。５ 月无论暴雨
日数或暴雨量均占全年的９０％左右，６月上旬至７
月中旬多面积广、强度大的暴雨。秋季受天气系统
的影响，９—１Ｏ月常出现暴雨，秋季暴雨的强度和
量级均不及夏季暴雨大，乌江上游地区发生秋季暴
国家防总印发水库汛限水位动态控制试点工作意见
国家防总印发水库汛限水位动态控制试点工作意见
为加强洪水管理，规范水库汛限水位动态控制试点工作，确保水库防洪安全，近日，国家防总印发了《水库汛限水位动态控制试点工作意见》，作为全国各地开展水库汛限水位动态控制试点工作的指导性文件。
《水库汛限水位动态控制试点工作意见》见附件。
附件1
水库汛限水位动态控制
试点工作意见
第一条 为加强洪水管理，规范水库汛限水位动态控制试点工作，确保水库防洪安全，科学利用洪水资源，依据《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国防洪法》、《中华人民共和国防汛条例》等法律、法规，特制定本意见。
第二条 水库汛限水位动态控制是指水库在汛期，根据实时雨、水情，利用预报成果，在不降低水库防洪标准，确保水库、上下游地区防洪安全的前提下，按照经科学论证并经有关部门审批的水库汛限水位动态控制方案确定的控制范围对汛限水位进行浮动的调度过程。
第三条 水库开展汛限水位动态控制试点工作必须同时具备以下条件：
1、当地社会经济发展需要进一步发挥水库综合作用，提高水库洪水资源利用率。 2、经安全鉴定为一类坝的大型水库。
3、具备完善且运行稳定的水库水雨情测报、洪水预报调度等系统，有稳定且预报精度较高的洪水预报方案。
4、水库具备健全的管理机构、较强的技术力量和较高的管理水平。
5、已按现行规程规范完成了水库汛限水位复核工作。
第四条 流域管理机构直管水库汛限水位动态控制试点工作由水库所在流域防汛指挥机构或流域管理机构负责，有关省（自治区、直辖市）防汛指挥机构配合。
第五条 经流域防汛指挥机构或流域管理机构认定防洪影响跨省级区划的水库的汛限水位动态控制试点工作由流域防汛指挥机构或流域管理机构负责，水库所在省（自治区、直辖市）防汛指挥机构具体组织实施，有关省（自治区、直辖市）防汛指挥机构配合。
第六条 流域管理机构直管水库和经流域防汛指挥机构或流域管理机构认定防洪影响跨省级区划的水库以外的水库的汛限水位动态控制试点工作由水库所在省（自治区、直辖市）防汛指挥机构负责。
动态汛限水位研究及在沭河青峰岭水库的应用
２００７年７月 第２９卷 第４期 地下水 Ｇｒｏｕｎｄ ｗａｔｅｒ Ｊｕ１．．２００７ Ｖｏ１．２９ ＮＯ．４ 动态汛限水位研究及在沭河青峰岭水库的应用 刘家法，朱崇珍，郭少芳 （山东省日照市水文水资源监测局，山东日照２７６８００） ［摘 要］ 动态汛限水位控制是指水库在汛期，根据实时雨、水、墒情，利用暴雨、洪水预报成果，在 不降低水库防洪标准，确保水库、上下游地区防洪安全的前提下，按照水库动态汛限水位控制方案确定的 控制范围对汛限水位进行浮动的调度过程。结合防汛指挥系统建设，采取动态汛限水位，在保证安全的前 提下尽可能多蓄水充分利用雨洪资源、发挥防洪与兴利的最佳结合效益。 ［关键词］ 动态汛限水位；雨洪资源；研究；应用 ［中图分类号］ＴＶ６９７．１ ［文献标识码］Ｂ ［文章编号］１００４—１１８４（２００７）０４—０００７—０１ １ 问题的提出 水库兴利与防洪是一对尖锐对立的矛盾，如汛期 防洪限制水位过高，则利于兴利而不利于防洪；反之， 则利于防洪而不利于兴利。目前水库控制运用中的汛 限水位都是定态的，定态的汛限水位存在很多弊端，浪 费了大量雨洪资源。随着以人为本、人水和谐理念的不 断深入，人们对洪水的认识不再只是“祸水”，防汛措施 也由“严防死守”控制洪水向科学调度管理洪水转变。 本文对动态汛限水位应用的可能性进行了研究，在水 库运用管理上改变目前固定时间、固定限制水位的做 法，采用动态汛限水位调度水库，加强洪水管理，确保 水库防洪安全，最大限度地利用雨洪资源，进一步发挥 水库综合作用，提高水库洪水资源利用率，实现安全和 效益双赢。 ２汛期分期及分期设计洪水的分析 主要分析水库控制流域及其附近地区的长系列日 降水量资料和长系列旬平均降水量资料，分析研究水 库控制流域暴雨洪水的时程变化规律，分析研究水库 控制流域所在气候区暴雨形成的气候特征和环流背景 以及水库控制流域的典型暴雨洪水个例（包括气候成 因、降雨特性和洪水特性），结合水库工程情况，研究确 定汛期分期的必要性、可行性和分期原则，并按照现行 《水利水电工程设计洪水计算规范（ＳＩ ４４—９３）》和《 水利工程水利计算规范（ＳＩ １０４—９５）》的有关规定，研 究确定汛期分期方案，并进行分期设计洪水计算。 具体的分期要将满足一定原则和规律性的洪水作 为一个洪水分期。定量划分洪水分期时间尺度的原则 如下：①同一个分期内，洪水量级一般相近，其外包值 无太大的差异；②前后两个分期洪水量级应有明显差 异；③分期起终日期界定，应使所选的洪水样本基本不 跨峰，避免分割天然洪水过程；④为了便于水库的调度 操作，每期不宜太短，即分期不宜太多。 ３水库动态汛限水位控制范围值确定 可先采用以下方法分别确定动态汛限水位控制上 限值和下限值，然后采用包线法确定动态汛限水位控 制范围值。①预报调度法。利用预报的洪水总量或峰前 量或洪峰，在不改变水库防洪标准，确保水库及上、下 游防洪安全前提下，改变水库洪水调度的判别条件，确 定新的汛限水位，并以此作为动态汛限水位控制上限 值，原设计汛限水位作为动态控制下限值。②预泄能力 约束法。利用洪水预报和降水预报的有效预见期，按照 洪水起涨前库水位必须降至原设计汛限水位的要求， 根据下游河道安全泄流能力，确定动态汛限水位控制 上限值，原设计汛限水位作为动态控制下限值。有效预 见期必须考虑信息传递、决策、闸门操作所需时间。⑧ 库容补偿法。当上游或下游水库有富余防洪库容时，可 充分利用其富余防洪库容，并依此计算相应的汛期限 制水位，作为动态汛限水位控制上限值，原设计汛限水 位作为动态控制下限值。 ４动态汛限水位控制方法与选定 依据已经确定的动态汛限水位控制范围值，根据 水库工程现状、流域下垫面现状、流域内蓄水工程蓄水 情况、暴雨特征、洪水特征、洪水预报和降水预报水平， 研究选定预报调度、错峰调度、 （下转第１０页） ［收稿日期］２００７—０４—１８ ［作者简介］刘家法（１９６３一）。男，山东日照人。高级工程师，主要研究方向为水资源、防洪。
水库汛限水位动态控制域确定方法研究发展动态综述
水库汛限水位动态控制域确定方法研究发展动态综述
任明磊;何晓燕;丁留谦;杨帆;李辉;张洪斌
【摘 要】水库汛限水位动态控制域确定方法是动态控制研究的关键内容,亦是动态控制方案实施的基础.通过系统总结(改进)预泄能力约束法、防洪预报调度方式及规则设计方法、库容补偿法、考虑年内洪水时序变化规律的统计分析法、分级预泄法、综合信息决策支持表法等水库汛限水位动态控制域确定的主要方法,评述各方法的主要特点及适用条件,提出了汛限水位动态控制域确定方法尚需深入研究的关键性问题,以期推动水库汛限水位动态控制域确定方法的全面应用,扩大其研究应用范围.
【期刊名称】《水力发电》
【年(卷),期】2016(042)006
【总页数】5页(P61-65)
【关键词】汛限水位;动态控制域;预泄能力约束;预报调度;分级预泄
【作 者】任明磊;何晓燕;丁留谦;杨帆;李辉;张洪斌
【作者单位】中国水利水电科学研究院,北京100038;水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心,北京100038;中国水利水电科学研究院,北京100038;水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心,北京100038;中国水利水电科学研究院,北京100038;水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心,北京100038;北京工业大学建设工程学院,北京100124;中国水利水电科学研究院,北京100038;水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心,北京100038;中国水利水电科学研究院,北京100038;水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心,北京100038 【正文语种】中 文
【中图分类】TV697.1
面对严峻的水资源短缺形势，在保证水库防洪安全的前提下，科学合理的设计与运用水库汛限水位，开展水库汛限水位动态控制研究工作，充分发挥水库的综合效益，是缓解水资源短缺问题的有效途径之一。自2001年国家防汛抗旱总指挥部办公室布置开展水库汛限水位动态控制研究工作以来，经过多年基础理论研究及试点水库应用研究取得了很大进展，已从原来整个汛期单一固定原设计汛限水位、不考虑预报信息发展为分期汛限水位，进而发展到利用预报信息进行汛限水位动态控制。汛限水位动态控制域确定是汛限水位动态控制研究的关键内容之一，是编制完成汛限水位动态控制方案的一个重要环节，亦是实施动态控制方案的基础。