大隆水庫洪水調度方案優化體系設計

王槐南 邢向峰 王堂釗

(大隆水利工程管理局 海南三亞 572022)

1 大隆水庫概況

大隆水庫建成于2008年8月，位于海南省三亞市西部的寧遠河中下游河段，總庫容4.68億m3，控制流域面積749km2，占全流域面積73.4%，多年平均徑流量6.84億m3。大隆水庫以防洪、供水、灌溉為主，結合發電。

大隆水庫所在的寧遠河，地處熱帶海洋季風氣候區，降水和徑流在年內與年際間分布很不均勻，全年降水絕大部分集中在汛期 (5～10月)，降雨突發性強。該河上中游河床坡陡，洪水暴漲暴落，下游河床狹窄，行洪能力很低，大隆水庫建成前，下游河段防洪能力不足2年一遇。此外，寧遠河下游平原地區不僅是三亞市的糧食、果菜、水產生產基地，也是中國良種繁育和種子生產基地。日前，在河口建設的三亞創意新城和三亞中心漁港碼頭是省、市重點項目，對三亞乃至全省的經濟發展起著重要的作用。

2 大隆水庫洪水調度方式

自大隆水庫建庫以來，洪水調度方案主要以預報洪水過程為基礎，結合各種約束條件進行調度，具體約束條件如下。

(1)5月15日～9月15日，水位控制在汛限水位58.45m以下。

(2)9月16日～10月31日，水位控制在汛限水位66.95m以下。

(3)11月1日～11月15日，水位控制在汛限水位70.00m以下。

(4)水位未超正常蓄水位70.00m時，泄洪量不得超過下游保護對象防洪標準 (以下游重要斷面——崖城大橋過流量作為判斷依據，安全泄量q安=1760m3/s)。

(5)水位超正常蓄水位70.00m時，泄洪量按泄流能力湊泄。

該調度模式雖能保證水庫大壩和下游保護對象的安全，但得出的洪水調度方案眾多，最終調度方案僅靠經驗選取，受主觀影響大，決策缺乏及時有效的評估，洪水的資源化效率得不到保障，且寧遠河流域洪水預見期不足6h，限制了洪水調度的調整尺度。

3 大隆水庫汛期洪水調度方案優化

大隆水庫汛期洪水調度方案優化由三個體系構成。

(1)一般洪水調度方案優化體系。

(2)特大洪水調度方案優化體系。

(3)實時校正優化體系。三個體系相互補充和完善。具體結構見圖1。

圖1 大隆水庫汛期洪水調度方案評分體系

3.1 一般洪水調度方案優化體系

一般洪水調度方案優化體系以充分利用洪水資源、提高洪水預見期作為出發點，以歷史典型雨型作為預報基礎，以工情安全 (水庫大壩安全)作為洪水調度方案的前提，以風險分析作為洪水調度方案細化準則，結合概率樹方法進行評分優化。

該體系具有以下特點。

(1)采用歷史典型雨型。采用歷史典型雨型預報洪水過程，有助于提高洪水預見期，為防洪工作爭取寶貴的時間，在側重安全情況下，可選擇不利于水庫安全的雨型預報洪水過程，做到未雨綢繆，防患于未然。

(2)采用淹沒分析。淹沒分析將洪水災害影響量化，提高了決策質量。

(3)采用蓄水分析。控制洪水資源化程度，降低蓄水的盲目性。

(4)采用洪水演進3D系統。將決策對下游泛洪區的可能影響結果形象化表達 (特別是防洪敏感部位)。

(5)采用權重。根據分析因子的重要性賦予不同的權重，避免因子作用被放大或縮小。

3.2 特大洪水調度方案優化體系

當預報結果顯示水庫即將遭遇特大洪水或水庫即將出現 (或已出現)險情時，啟動特大洪水調度方案優化體系。

該體系以保壩為原則，不考慮蓄水，將大壩的安全趨向作為洪水調度方案的控制前提，確保大壩安全的前提下，盡量降低對下游的淹沒影響。

由于以上兩種優化體系均采用氣象部門預估降雨量分配到總量相近的歷史典型雨型中，選擇對調度最不利、一般、最有利的三種歷史雨型，按典型洪水分析法預報洪水過程。雖然提前于洪水預見期，但調度方案的可靠性和準確性仍存在不確定性，必須輔以實時降水過程進行修正。

3.3 實時校正優化體系

為彌補預估雨量和雨型的不確定性影響，引入實時校正優化體系。

實時校正體系取實時降雨數據作為預報基礎，采用多種預報手段推求和預測整個洪水過程，以此修正一般洪水調度方案優化體系和特大洪水優化體系中的預報洪水過程，及時修正防洪決策計劃，縮小與實際情況的偏離程度，使防洪決策更加科學。

4 結語

大隆水庫汛期洪水調度方案優化體系是在流域洪水預見期短、洪水調度方案決策及洪水資源的利用缺乏客觀依據的背景下提出的，旨在做好防汛工作，做到洪水資源最大化利用，充分發揮水庫的調節作用，避免決策的盲目性。

該體系只有在足夠的歷史典型雨型及其對應的洪水過程、風險區數字地形及土地利用、人口數量及分布信息的支撐下，才能得到可信賴的調度方案。另外，各分析分子的權重分配直接影響到方案的挑選，其相互關系仍需在實踐中不斷探討。

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