岗黄桃洪水预报在桃林口水库防洪调度中的应用

高金燕，张秀梅，高青琨

（1.河北省桃林口水库管理局，河北 秦皇岛 066000；2.河北省秦皇岛水文水资源勘测局，河北 秦皇岛 066400）

岗黄桃洪水预报在桃林口水库防洪调度中的应用

高金燕1，张秀梅1，高青琨2

（1.河北省桃林口水库管理局，河北 秦皇岛 066000；2.河北省秦皇岛水文水资源勘测局，河北 秦皇岛 066400）

应用岗黄桃洪水预报调度系统对桃林口水库“2012·7”暴雨洪水做出的反演预报，其调度成果验证了该系统将有效提高水库防洪决策的科学性、更充分地发挥水利工程的兴利减灾效益，阐述了系统的应用极大提高了水库防洪调度水平。

岗黄桃洪水预报调度系统；桃林口水库；防洪决策；防洪调度；应用

1 桃林口水库基本情况

桃林口水库位于滦河主要支流青龙河上，是一座集城市供水、农业灌溉、防洪和水力发电等综合功能于一体的大型水利枢纽工程。坝址至河源长210km，坝址以上控制流域面积5060km2，占青龙河流域面积的79.8%，多年平均降雨量500～700mm，多年平均径流量9.60亿m3，总库容8.59亿m3，以多年调节方式运行。流域地处燕山山脉东段，属东亚季风气候区，降雨量年内及年际变化较大，径流年内集中，年际变化悬殊。形成暴雨的天气系统主要为西风槽和切变两种，暴雨一般发生在7月下旬至8月上旬，降雨量占全年的80%，是形成大洪水的主要原因，由于暴雨历时短、强度大及地面坡陡流急，一次洪水过程多表现为峰高量大，陡涨陡落的形式。

工程于1992年兴建，1998年底蓄水运行，大坝为碾压混凝土重力坝，工程按百年一遇设计，千年一遇校核，设计洪水位、正常蓄水位143.40m，校核洪水位144.32m。

作为河北省18座大型水库之一，桃林口水库担负着秦皇岛市城市生活、工业、港口的用水，以及滦河中下游地区8万hm2农田的灌溉任务。根据下游防洪需要，水库自2013年起对汛期调度运行方式进行了调整。防洪限制水位由143.4m调整至138.5m，调洪库容2.40亿m3，防洪库容2.04亿m3。

2 岗黄桃洪水预报调度系统

2.1 系统的运行环境

洪水预报系统软硬件环境基于微机硬件平台、Windows95以上操作系统和SL323—2005《实时雨水情数据库表结构和标识符标准》基础上，采用Visual-Basic和Mapinfo为系统开发软件，实现实时信息和预报信息的客户/服务器环境，可在任何一台联网的微机上完成洪水预报作业。

2.2 系统的构成与功能

系统由交互式预报与调度子系统、模型率定子和系统管理3部分组成，基于全国统一的实时水情数据库、预报专用数据库和客户/服务器环境，采用规范、标准、先进的软硬件环境及模块化、开放性结构，能方便地加入新的预报模型，快速地构造多种类预报方案，具有人工试错和自动优选相耦合的模型率定系统，具有可用图形和表格方式干预任何过程的实时交互预报系统，具有通用的数据预处理模块和常用的实用模块，具有完整的系统管理功能，通用性强、功能全面、操作简便。

2.3 洪水预报模型

岗南、黄壁庄、桃林口水库地处山区半湿润气候带，径流的来源主要是降雨，多年的研究和实践表明这类地区的降雨产流机制主要是蓄满产流，根据这一产流特征，采用三水源产流模型（SMS_3）、三水源滞后产流模型（LAG_3）、马斯京根河道分段连续连续演算法（MSK）构建了一套概念性模型预报方案，同时使用河北雨洪模型建立一套方案用于相互验证。

2.4 洪水预报方案

桃林口水库站预报方案设置两个方案输入：双山子（30104350）、和区间301044031A（桃林口水库集水面积5060km2，双山子断面集水面积3550km2，两个站的区间控制面积1510km2），双山子站输入采用马斯京根河道分段连续连续演算法（MSK），区间输入采用蓄满产流模型（SMS_3）和三水源滞后产流模型（LAG_3）；方案计算时段为3h，方案输出类型为入库流量。其结构图如图1。

图1 洪水预报结构图

2.5 洪水调度

根据水库防洪调度实际，洪水调度可分为指令调度，不控泄调度和规程调度3种方式。

指令调度方式为人工设定出流过程进行水库调度；不控泄调度方式为系统自动设定未来出流过程等于预报入流的调度方式，规程调度按照上级主管部门批准的洪水调度方案进行调度，可选择调度模型列表中调度模型进行水库调度。

3 “2012·7”暴雨洪水的反演

2012年7月22日至8月4日，受高空槽、副热带高压以及台风“达维”的影响，青龙河流域连续发生了5场强降雨过程，累计平均降雨450.7mm，为流域有气象资料以来的次大值。最大降雨点桃林口站达734mm，15日降雨量达百年一遇。

桃林口水库共发生了5次入库洪水过程，最大入库洪峰流量3997m3/s，30日入库洪水总量11.10亿m3，接近10年一遇。由于流域尤其是中下游地区反复经历强降雨，洪水受到层层铺垫的影响，形成峰高量大，滞时较长的复式峰型流量过程。图2为运用岗黄桃洪水预报调度系统对“12·7”洪水进行反演的预报方案。

图2“12·7”洪水预报方案——新安江模型

通过对8月2日和8月4日两场较大洪水的洪峰流量、峰现时间和预见期洪量的相对误差分析，预报精度较高，尤其在3d洪水总量和峰现时间上满足水库进行预报调度的需要，如表1。

表1 “2012·7”桃林口站洪水预报方案误差统计

根据预报结果，结合未来降雨情况进行洪水调度。进而水库可根据不同调度方式的洪水调洪演算成果，提出具体的下泄水量会商意见，报送上级防汛主管部门。

根据桃林口水库“2012·7”暴雨洪水的反演，该系统可为水库及时采取预蓄预泄措施，科学合理地调度提供正确的决策支持，及时准确地预报和调度决策，使得水库可以充分发挥了缓洪、削峰的作用，同时为下游及时采取安全防范措施和群众转移赢得充足的时间。

4 结语

（1）系统基于全国统一的实时水情数据库、预报专用数据库和客户/服务器环境，免除了数据转移、提取遥测数据、降雨量入库等操作环节，提高了洪水预报的速度。

（2）系统具有可用图形和表格方式干预任何过程的实时交互预报系统，可充分利用专家和预报员的知识和经验、把过去只能人工进行的洪水预报结果的综合分析功能纳入到预报系统中，有效地提高了洪水预报精度。

（3）地理信息系统（GIS）在系统中应用，使其具有很好的信息管理、检索、空间分析和显示功能，操作简便、快捷，提高了调度人员的工作效率。

（4）系统设计了交互式的洪水调度界面，可以按照指令调度、不控泄调度和规程调度三种水库调度的基本方式实时、快速地生成洪水调度方案。

（5）系统为岗南、黄壁庄和桃林口水库三座水库开发了统一的调度平台，加强了三座水库洪水预报与调度人员的相互沟通，通过对系统的使用，预报成果分析和评估交流，提高了预报水平和调度人员的技术水平。

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Application of Ganghuangtao flood forecasting and dispatching system on flood control of Taolinkou Reservoir

GAO Jin-yan1,ZHANG Xiu-mei1,GAO Qing-kun2
（1.Taolinkou Resevior Administration of Hebei Provence,Qinhuangdao 066000， China；2.Hydrology and Water Resources Survey of Qinhuangdao City,Qinhuangdao 066400，China）

Based on"2012·7"storm flood of Taolinkou reservoir,the application result of Ganghuangtao flood forecasting and dispatching system proved that this system will effectively improve the scientific decision-making of flood control.Full play the irrigation efficiency and hazard mitigation of a water conservancy projects.Described the application greatly improved the flood control level of a reservoir.

Ganghuangtao flood forecasting and dispatching system； Taolinkou reservoir； flood control； flood decision；application

TV124

B

1672-9900（2015）02-0011-03

2014-01-08

高金燕（1980-），女（汉族），河北围场人，高级工程师，主要从事水库调度运行管理工作，（Tel）13784513556。