遙測系統(tǒng)在水庫科學調(diào)度中的應(yīng)用

王 臣 ，李玉軍

(1.遼寧省水文水資源勘測局錦州分局，遼寧錦州121000;2.葫蘆島市水利學會，遼寧葫蘆島125000)

1 問題的提出

在水庫防汛調(diào)度中，水文水情信息是防洪調(diào)度與決策的依據(jù)。傳統(tǒng)的水文水情采集方法是用人工進行觀測，使用電話、電報傳遞，一次降水水文水情信息，往上需要幾個小時甚至十幾個小時才能傳到水庫調(diào)度中心。這種方法觀測，手段原始，觀測精度人為精度誤差較大，同時，這種原始觀測方法，在洪汛期觀測人員不安全因素較多。隨著科技的發(fā)展與進步，遙測系統(tǒng)能夠有效的解決上述問題，且能夠從根本上解決困繞水庫防汛與控制調(diào)度通訊不暢的問題。

2 水情自動化測報系統(tǒng)組成及運行概況

2.1 水情自動化測報系統(tǒng)組成

水情自動化測報系統(tǒng)由控制中心站、遙感傳遞中繼站、遙測站(雨量站、水位雨量站)組成。控制中心站布置在水庫調(diào)度中心，匯集遙測站采集的水文信息。中繼站布設(shè)在能保證通訊暢通的高地;遙測站網(wǎng)的布設(shè)要能夠滿足防洪所需信息的采集和水庫安全的要求。

2.2 系統(tǒng)運行情況

在葫蘆島市4座大型水庫中，首先于1996年汛前在烏金塘水庫建成了水情自動化測報系統(tǒng)，在試運行取得良好效果后，于1997年汛前余下的3座大型水庫(宮山咀水庫、大風口水庫、龍屯水庫)，安裝了水情自動化遙測系統(tǒng)，并在汛期進行了試運行。4座大型水庫水情遙測系統(tǒng)，共設(shè)控制中心站4個，遙測站18個，中繼站4個。

水情自動化測報系統(tǒng)，經(jīng)多年正式運行實際測試，各項指標均滿足或高于精度規(guī)定值。多年平均系統(tǒng)運行暢通率達到99%(規(guī)定值為95%);多年平均系統(tǒng)年故障次數(shù):4個中心站1次，4個中繼站2次，18個遙測站4次，其中，在1998年中心站、中繼站達到無故障，遙測站只有2次;多年平均系統(tǒng)誤碼率為0.01(規(guī)定值為1%);多年平均數(shù)據(jù)接收成功率達到了99.6%。

3 水情遙測系統(tǒng)與科學調(diào)洪

3.1 采集水文數(shù)據(jù)

水庫在汛期要做到科學調(diào)洪，首要的是及時準確的采集各種水文水情數(shù)據(jù)，它是防洪調(diào)度的基本依據(jù)。而水情自動化測報系統(tǒng)的應(yīng)用，改變了原始落后的測報手段，使各種水情數(shù)據(jù)通過遙測設(shè)備及時快速的傳遞到控制中心，極大的提高了水文信息的時效和精度，從而為科學調(diào)洪和選定防洪預案，提供了科學的理論依據(jù)。

3.2 建立預報調(diào)洪計算機模型

科學調(diào)洪，在準確匯集水文信息的同時，必須建立適用各庫自身情況的預報調(diào)洪計算機模型，即產(chǎn)流、匯流計算方法和調(diào)洪演算方法，匯編軟件程序，輸入微機。根據(jù)建立起的預報調(diào)洪模型和遙測系統(tǒng)傳遞的水情數(shù)據(jù)，利用微機進行處理，就能夠快速、準確、科學的預報出產(chǎn)流、匯流、洪峰流量、入庫時間、洪水總量。并且，可預測出不同調(diào)洪狀態(tài)下的最大泄量、最高庫水位等數(shù)據(jù)，為選擇啟動防洪預案提供科學依據(jù)。

3.3 科學調(diào)洪

在保證水庫工程安全的前題下，要兼顧上、下游利益和滿足95%保證率的城市工業(yè)用水和生活用水。首先，要預留庫容，一般控制在汛限水位以下。在確定時，應(yīng)根據(jù)控制流域內(nèi)遙測系統(tǒng)提供的水情數(shù)據(jù)，通過該水庫的預報調(diào)洪模型軟件所計算出的產(chǎn)流、匯流、洪峰流量、入庫時間、洪水總量及不同調(diào)洪狀態(tài)下的最大泄量、最高庫水位等數(shù)據(jù)，對汛前水位進行適度調(diào)整，達到預騰空庫容適度，汛后回蓄恰當，以使水庫在發(fā)揮防汛效益的同時，確保汛期及汛后經(jīng)濟效益最大。其次，要按安全泄流量進行泄洪。在確保水庫工程安全的前題下，力保沿河兩岸農(nóng)村及企業(yè)不受災(zāi)。同時，應(yīng)根據(jù)整個流域防汛調(diào)度要求，為下游河道及城市防洪進行錯峰調(diào)洪。

4 應(yīng)用遙測系統(tǒng)科學調(diào)洪的綜合評價

4.1 提供了迅速快捷高精度的水文數(shù)據(jù)

遙測系統(tǒng)科學調(diào)洪經(jīng)多年的應(yīng)用，取得了顯著的防洪減災(zāi)效益和較高的經(jīng)濟效益。首先，水情遙測系統(tǒng)為汛期水庫科學調(diào)洪迅速、快捷的提供了高精度的水文數(shù)據(jù)。在觀測精度上經(jīng)過多個汛期系統(tǒng)接收雨量和人工觀測雨量的比較，發(fā)現(xiàn)同雨量筒布設(shè)在一起的站點數(shù)據(jù)，日雨量比較一致，同雨量筒布設(shè)不在一起的雨量有時有區(qū)別，但觀察系統(tǒng)報來數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)都是逐毫米增長。僅以1998年7月24日典型洪水為例，預報值與實際誤差情況如下:最大入庫流量，m3/s:誤差4.2%;最高庫水位，m:誤差0.3‰;最大泄洪流量，m3/s:誤差3‰;最大泄洪流量，m3/s:誤差0.8%。該技術(shù)經(jīng)實踐與經(jīng)專家鑒定，系統(tǒng)在數(shù)據(jù)精度方面是可靠的，減少了人工觀測誤差，保證了采集的水文信息的準確性。

4.2 解決了信息化中的難點問題

水情自動化測報系統(tǒng)的運作，解決了長期困繞著水庫防汛與控制調(diào)度通訊不暢的難題。沒上系統(tǒng)前，由于水庫上游通訊不暢，上游雨情不能及時的傳遞到水庫，一次降雨水文信息往往需要幾小時，甚至十幾小時才能傳到水庫調(diào)度中心。應(yīng)用遙測系統(tǒng)后，各雨量遙測站的雨量逐毫米直傳控制中心站，及時快捷，幾乎無時間差。水情自動測報系統(tǒng)的運作，從根本上改變了人中觀測的技術(shù)落后原始的觀測方法，極大的提高了工作效率和科技含量，解放了勞動生產(chǎn)力，同時也避免了人工觀測的不安全等因素。

4.3 創(chuàng)造了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益

各庫運用預報調(diào)洪模型軟件進行微機處理的科學調(diào)洪方法，預報準確精度高，能夠成功的削減洪峰和安全錯峰，極大的發(fā)揮了水庫防洪減災(zāi)的社會與經(jīng)濟效益。由于運用科學調(diào)洪預報值準確精度高，成功的削峰和安全的錯峰，所以，在防洪調(diào)度上就爭得了主動權(quán)，改變了原來的被動防洪局面。因而，也就做到了防洪工作的有的放矢，減少或避免洪災(zāi)損失。同時，能夠避免不必要的興師動眾，免除泄洪區(qū)民眾的恐懼心里與安全轉(zhuǎn)移等勞民傷財之苦。

運用科學調(diào)洪方法，在發(fā)揮水庫防洪減災(zāi)的社會效益與經(jīng)濟效益的同時，能極大的發(fā)揮其自身的興利效益。由于采用科學調(diào)洪方法，故而能從根本上解決預留庫容過大，泄量過大和水庫白丟水的問題，從而能夠最大限度的發(fā)揮水庫供水、發(fā)電、灌溉、養(yǎng)殖等綜合經(jīng)濟效益。

［1］中華人民共和國水利部.GB17621-1998大中型水電站水庫調(diào)度規(guī)范［S］.北京:水利電力出版社，1998.

［2］中華人民共和國水利部.綜合利用水庫調(diào)度通則［Z］.北京:中華人民共和國水利部，1993.

［3］中華人民共和國標準技術(shù)局.工程遙控遙測技術(shù)［M］.北京:標準工業(yè)出版社，1991.

［4］趙松年.信號分析與遙測技術(shù)［M］.北京:北京出版社，1983.