闹德海水库洪水调度系统开发与应用

李 菡

辽宁省供水局，辽宁沈阳 110003

闹德海水库洪水调度系统开发与应用

李 菡

辽宁省供水局，辽宁沈阳 110003

本文阐述了闹德海水库洪水调度系统中洪水预报子系统的设计与开发及应用。 该系统自2001年汛期投入运行至今，洪峰预报精度达到85%以上，径流量预报精度达到90%以上，水库利用该系统进行汛限水位动态控制，由汛期敞泄变为汛期蓄水，水库的洪水调度工作实现了历史性的突破。

水库洪水调度；开发；应用

1.系统开发背景

1.1 流域及水库枢纽概况

闹德海水库位于辽宁省西部彰武县境内，是辽河支流柳河上的大型控制性工程，控制流域面积4051km2，有石门子、白庙子及三家子水文站控制入库水沙，闹德海出库水文站控制出库水沙。流域内设有水文自动化测报系统，可以及时收集、整理、计算雨量、流量等数据。

水库大坝为混凝土重力坝，坝顶高程194m，坝长167m，在151.5m高程设5个排沙底孔,在163.5m高程设2个泄洪中孔。

1.2 系统开发背景

闹德海水库建在多泥沙河流上，汛期入库径流在不同的流量等级时水沙比相差悬殊，“平水期”、“中、小洪水期”、“大洪水期”水沙比依次减小，建立科学合理的水库的洪水调度系统，解决水库蓄水与排沙之间的矛盾，对于减少水库泥沙淤积，增加兴利能力，保证大坝安全具有十分重要意义。

《闹德海水库洪水调度系统》是国家防汛抗旱总指挥部试点项目，该系统包括：信息查询子系统、洪水预报子系统、洪水调度子系统和数据库管理子系统。应用本系统进行汛限水位动态控制，依据闹德海水库泥沙冲淤规律，在合理调水的同时科学调沙，库区在同期没有造成较大淤积，基本维持了库区泥沙冲淤平衡，水库实现连续7年全年蓄水，充分利用汛期水资源量，使水库蓄水量增加，大大提高了水库的经济效益，年均增收工、农业水费736万元。

2. 系统开发依据的洪水预报方案、防洪标准及调度原则

2.1 洪水预报模型

闹德海水库产、汇流预报分四个子单元进行，然后在水库断面错时段叠加。根据各子单元的不同特点，石门子、白庙子、库区子单元的产流模型采用P～Pa～R降雨径流相关图，三家子子单元采用超渗产流模型，四个子单元的汇流模型均采用经验单位线。各子单元参与产流计算的雨量站有，石门子子单元：福兴地、扣河子、水泉、白音花、石门子、白音它拉；白庙子子单元：库伦、白庙子；三家子子单元：六家子、养畜牧、三家子；库区子单元：石门子、白庙子、三家子、闹德海。

2.2 工程防洪标准

校核洪水位（0.1%）193.1m，相应库容2.23亿m3,洪峰流量12900 m3/s；设计洪水位（1%）189.5m，相应库容1.37亿m3；洪峰流量7630 m3/s；汛限水位6月上旬至9月中旬174.0 m。

2.3 水库洪水调度原则

汛期当日均入库流量小于100m3/s时，泄流量等于入库流量；当日均入库流量大于100m3/s时，立即开启全部泄流设备进行泄洪。

3. 洪水预报子系统的设计

3.1 预报时间设置

在系统时间设置后,允许在预报窗口修改降雨预报开始时间，在某一单元的时间修改后，同系统的时间也相应发生变化。

3.2 实时提取水情自动测报系统数据

这部分提供洪水预报调度系统与实时遥测系统预报接口。可以任意提取某一时间段1小时时段降雨，并将其存入实时水情数据库。

（1）时段降雨和实时水位数据自动提取；

（2）日降雨水情数据自动提取；

3.3 前期土壤含水量计算

（1）设置前期土壤含水量计算起止时间；

（2）输入或修改各站日降雨量；

（3）显示计算结果；

3.4 实时预报

(1)修改降雨开始时前期土壤含水量；

(2)输入或修改各站降雨；

3.5 人机交互修正洪水预报

根据面临时刻之前实际水情信息和预报人员的经验可以方便地进行人机交互修正预报,可以在数据窗口的相应行中输入修正值,也可以在预报主窗口的图形窗口用鼠标直接修改预报洪水过程线。

3.6 假拟预报

(1)修改降雨开始时前期土壤含水量；

(2)输入模拟降雨；

3.7 实时图上统计功能

在预报主窗口中坚持图文并茂的原则,加大了图形窗口的文本信息量,主要是与显示图形有关的统计数据。数据有本次预报洪水降雨开始时间、降雨结束时间、总降雨量、总净雨量、预报洪水总量。

3.8 与调度子系统的接口设计

可以将实时洪水预报成果,尤其是经过实时修正的洪水预报成果存入调度库,用于水库调洪计算。还可以同时保存多个预报方案，选定其中的一个用于水库调洪计算。

4. 洪水预报子系统运行情况

本系统从2001年汛期投入运行以来，通过7年汛期的运行使用，运行情况良好，预报精度符合要求，预报时间比手工计算测报提前1～3小时，根据预报能够迅速做出洪水调度方案，给上级主管防汛部门决策提供支持，增加了决策的时效性和科学性。

利用本系统对2001～2007年10次大小洪水作了预报，预报结果全部符合要求。洪峰预报精度达到了85%以上，比以往人工预报精度可提高15～20%；径流量预报精度达到90%以上，比以往人工预报精度可提高10～15%。以2003年6月18日洪水为例：预报最大入库洪峰流量218 m3/s,实际入库最大洪峰流量205 m3/s,预报精度达到93.7%；预报径流量为1014万m3，实际径流量为940万m3，预报精度为92.1%。

由于利用本系统能够快速地完成闹德海水库的洪水预报工作，为洪水调度工作提供充分、可靠的数据，闹德海水库的洪水调度工作也实现了历史性的突破，保证了中小洪水情况下城市用水要求，2001～2007年7年共增加工、农业供水量5亿m3，水库增收水费5000多万元。同时，在削减洪峰方面效果显著，减轻了下游洪涝灾害。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.09.047

李涵,女,高级工程师,辽宁省供水局,从事水库调度与供水管理。