防洪调度图在水库调度中的应用

◎张莹

引言：着社会的发展，国家对安全生产和生态流量泄放工作更加重视，对水电站的管理明显加强。水电站有必要提高水库调度管理水平，在实际工作中统筹兼顾安全发电、生态流量泄放和提高发电效益。在我国传统水库调度运行方式建设过程中，实际调度工作主要是根据防洪、洪水和发电等工作执行调度操作，实现水文条件的均一化操作，这也是整体水库调度运行的最佳结果。防洪调度是运用防洪工程或防洪系统的各项工程及非工程措施，对汛期发生的洪水有计划的进行控制调节。

一、防洪调度图应用意义

防洪调度图是汛期水库调度的工具，根据入库流量、水库水位、电站负荷三者的关系，来确定水库是处在蓄水阶段还是要弃水运行。如果要弃水运行，先根据调度图算出泄洪总量，在下游允许的情况下，就可尽早预泄腾出库容，而不是待库水位逼近正常高水位时才弃水，只有及早预泄，才能多的防洪库容，才能在防洪中争取主动。改变了过去只依据水位来调度水库的被动状况，并解决了水库防洪与发电的矛盾，在不减少发电量的前提下为水库获得了足够的防洪库容。

二、水库调度的基本原则

1.保证基本生活和生态需水量。在水库生态调度操作执行过程中，主要操作目的就是让区域水资源紧缺问题得到有效缓解，但如果水库早遇到严重的干旱问题时，人们应该按照人与自然和谐发展的原则内容，实现对居民基本生活和生态需水量的量化操作，设置好居民最低保障用水定额，还要将枯水期一般水性生物生存最小水量当做生态需水指标，在满足上述双重指标要求之后，才能进行用水量的压缩。

2. 平衡防洪和生态保护之间的关系。在汛期之中，平衡防洪和生态保护之间的关系是水库运行的重要管理内容之一。一般来说，大洪水本身具备不可控制特征，在洪峰到来之前，人们需要对风险进行合理化控制，此时，防洪调度也需要先于其他调度工作进行。管理人员可以根据实际中小洪水防洪风险可控特征，确保防洪安全同时，让水位和流量始终保持正常状态之下，并将下泄平摊流量延长，避免后续工作受到影响。

三、水库调度的现状

2019 年，水利部办公厅文件“关于开展2019 年水库（群）洪水调度方案全面修订完善工作的通知”（防办［2019］23 号）指出：为深入贯彻落实鄂竟平部长1 月15 日在2019 年全国水利工作会议上的重要讲话精神，进一步强化对水库汛期洪水调度运用的监管，经研究，决定在全国范围内开展水库以及水库群汛期洪水调度（用）案的全面梳理和修订工作，以提高方案的科学合理性和可操作性，确保水库运行安全，充分发挥水库（群）防洪减灾效益。

我国整体水库调度的执行，主要涉及的项目有供水、发电、防洪等，主要目的就是确保社会经济效益得到充分完善。水库所产生的社会经济效益受到了相关部门的高度关注，但在很多情况下，生态系统问题并没有得到全面保障，进而导致水库调度出现很多问题。对于主体水库调度，涉及的内容有防洪调度和兴利调度。首先，防洪调度可以维护水库大坝安全不受任何影响，降低洪水对大坝的冲击，常见手段有防洪库容、消减洪峰等，确保水库综合效益的全面发挥，让防洪和兴利之间的矛盾可以得到全面化解。其次，对于兴利调度的执行，主要集中在非汛期，是实现水库经济效益最大化的最佳调度方式，实现水资源的有效分配。

四、水库防洪调度方案编制

1.洪水预报方案的编制与修编。根据历史的水文资料和水文条件，在已有洪水预报方案的基础上，根据近10a 的洪水资料，修订已有的大型水库洪水预报方案，对中型水库进行洪水预报方案编制，以满足洪水作业预报的精度要求。降雨径流预报是利用流域降雨量经过产流计算和汇流计算，预报流域出口断面的径流过程。

2.单库模拟洪水预报和洪水调度成果图表。建立各控制节点所控制流域面积不同时间点流域蓄水量计算模型，确立不同条件下的流域包气带蓄水量。分6 个降雨级 别（降 雨 为 50、100、150、200、250、300mm），建立各站模拟洪水预报和洪水调度成果图表。

3.水库抗雨能力分析。中小型水库具有流域面积小、河道比降大、汇流时间短、洪水来势凶猛等特点，导致水库预报的预见期很短，且中小型水库管护人员能力参差不齐。为提高中小型水库预报的时效性，基于水库水量平衡基本原理，提出适合中小型水库洪水预报预警的抗雨能力概念。（1）方法建立与适应条件论证。结合水库特点、基础资料情况和泄流方式不同，建立多种满足不同条件的抗暴雨能力算法，并对抗雨能力计算方法及其适应条件进行论证。对分析方法与计算结果进行评估，分别从计算方法的科学性、基础资料的准确性、关键指标的可靠性、计算结果的合理性等方面进行全面分析，找出影响分析计算结果的可能原因。最终制定出一种或多种适应水库特点的，切实可行的抗暴雨能力计算方法。主要抗暴雨能力分析方法分类：①按照水库现有基本资料不同分类为是否考虑降雨径流关系的抗雨能力计算，是否考虑土壤含水量的抗雨能力计算，是否考虑泄洪情况的抗雨能力计算；②按照考虑水库不同泄流方式分类为开敞式溢洪道的水库水位不超过溢洪道底的抗雨能力计算和水位超过溢洪道底的抗雨能力计算，溢洪道有闸控制的水库闸门全关情况下的水库抗雨能力计算和溢洪道不同泄量情况下的抗雨能力计算；③设有开敞式溢洪道和输水洞联合泄洪的情况为溢洪道底以下的水库抗雨能力计算，允许最高水位以下的抗雨能力计算。（2）抗暴雨能力查算图表制作。完成境内水库抗暴雨能力查算图表的制作，在水库集水面积、水位—库容关系曲线、降雨径流相关图等特征信息基础上，确定了水库允许最高洪水位后，计算水库各级水位与不同前期影响雨量情况下的允许最大降雨量，即水库抗暴雨能力，水库抗暴雨能力分析计算包括抗暴雨能力计算表和抗暴雨能力计算图2 种体现形式。最终形成工程特性及抗暴雨能力查算图表手册，便于防汛人员快速查询，及时采取措施，确保水库及下游安全度汛。

4. 汛期调度计划及防洪调度方案编制。水库控制运用与调度的目的，就是根据洪水预报成果，结合水库的调度措施，模拟计算水库某种调度模式下可能发生的最高水位、最大泄洪流量。重要的大中型水库，要求预报出水库水位和出库流量的变化过程，以便进行科学的调度运用，正确处理好蓄泄关系，以确保水库工程和下游河道的安全，并合理拦蓄洪水，以满足灌溉、发电和水产养殖等兴利事业的要求，充分发挥工程效益。

结束语：防洪调度图在水库防洪调度的方法和概念上有所创新和发展，是水库实时调度和获得或增加防洪库容，更好地发挥防洪作用的一种好方法。防洪调度图应用下的水库调度方案具有科学合理性和可操作性，但在具体应用中，需要技术人员在做大量基础工作后，绘制防洪调度图，研究分析进行水库调度时需要考虑的各种情况，制定了多个专项水库调度方案，从而有效确保水库运行安全，进一步完善防洪体系建设。