基于水情自動測報系統的水庫汛期運行水位控制方法探討

李文希

摘 要：水情自動測報系統是對水庫水位進行自動化操控的關鍵性要素，對于水庫水位的調度有著舉足輕重的意義。所以對于基于水情自動測報系統的汛期運行水位控制方法進行深入探究是十分必要的。該文首先簡要介紹了近年來汛限水位控制的普遍方法，然后重點分析了兩種主流的汛期水位控制方法，并通過實例對比了這兩種方法。

關鍵詞：水情自動測報系統 汛期 水位控制方法

中圖分類號：P338 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（a）-0062-01

1 目前應用廣泛的汛限水位控制方法

中國人口與日俱增，所需的資源量呈現不斷攀升的趨勢，尤其是水資源的供應量與生產生活需求之間的矛盾逐漸激化，越來越多的地區面臨惡劣的缺水狀況，嚴重影響了工農業生產進度和城鄉居民的生活水平。國內在處理水資源困境上實施了諸多舉措，譬如建設水庫和提高水資源利用率等，大批科學有識之士投身到水位控制方法的探究工作中。一系列實用而新穎的方法應運而生，最廣為人知的方法包括：分期汛限水位、雙汛限水位、單汛限水位、動態汛限水位。這四大類控制方法無法起到理想的功效，大多數僅是達到規劃的初級要求，而在實踐應用時收效甚微。這主要源于上述方法通常只局限于可能性較小的事物中，未能著眼于未來可能出現的事故，從而無法全局性地監控汛限水位。

2 兩種主流的汛期運行水位控制方法探析

2.1 基于匯流時間的水位控制方法

此方法的關鍵性步驟是在洪水未灌至水庫以前，充分利用雨水的匯流間隙，借助泄水設施實行預瀉水流，把水庫的水位降至汛限水位之下，預留蓄住洪水所需的體積，之后再遵循普通的流程進行調度。此水位控制模式的關鍵點在于預瀉，在洪水灌至水庫之前僅需泄放掉汛限水位以上的冗余水流。

2.2 基于水情自動測報系統的水位控制方法

與上述匯流時間的方法進行對比發現，基于水情測報系統的汛期運行水位控制方法更加科學化，并借鑒上述方法在應用中出現的弊病，逐步加以完善。此方法突破了固有的水位操控套路，創造性地對水庫水位實行動態監控。核心步驟是在洪水匯流的時間內，水庫開始進行預泄，必須預留部分庫容，攔蓄由于累加降雨量而產生的洪水，并均勻泄放水。在雨停后，視洪水余量來控制流出量，以確保達到汛末的控制水位。重點工作是把水情測報系統匯總得出的洪水等級、雨水量等量化數據與此流域內的匯流時間、水流泄流的時間等統計性資料進行總體考量，并實時監控測量信息，以準確估算出洪水的危害程度和反復時間。同時依照當時當地的水情測報資料在第一時間預測今后一段時期的水位，周而復始地更新數據，一直到洪水退去。

3 兩種主流的汛期運行水位控制方法應用實例分析及對比

該文參照廣東省揭西縣五經富區榕江南河上下游附近七八十年代內三十多次洪澇災害進行實例研究，統計結果表明，依據匯流時間的方法把其中一個水庫的汛期運行水位提升了3cm，每小時蓄水量上漲500m3，洪水調度記錄表明此方法安全性較高。水情自動測報系統的方法則把水位提高了6cm，每小時蓄水量上漲900m3。對比發現，這兩種控制模式都提升了水庫汛期的水位，也并未帶來附加的風險，大大提高了水庫的運行效益，對未來水庫的調度工作有著指南針意義。而這兩種方式又存在差異性，有著各自的優越性和缺陷。

3.1 效益不等

水情測報系統的方法使得水庫的蓄水量更大，也就從根本上提高了水庫的功效。而依據匯流時間的方法在雨水剛落下之時就預先泄放水流，蓄水量受限于雨水量。假如雨水不夠充沛，可能導致蓄水量未能達到汛限水位，由此將大大降低水庫的功效。

3.2 安全性能差別大

依據匯流時間的方法簡便易行，僅僅需要測算出前期的預瀉量，依照雨水降下之后的回蓄流程，遵照傳統的調度準則，通常沒有附加的風險性。而水情測報系統的方法則需要實時監控水情，再根據不可預知的變化實行必要的舉措，穩定性較低。因此操作人員應具備合格的處理能力，此方法仍需提高其可靠性和安全性。

3.3 計算模式不同

上述兩類方法在測算汛限水位的抬高度時，均參考近些年來保存的洪水記錄進行推導，而兩者的計算方法大相徑庭。依據匯流時間的方法首先計算得出每次洪澇預泄之后的水位和汛限水位之間的差值，再計算調度之后水位和水位上升值之間的差值，把兩個差值的絕對值之和作為數據樣本，得出統計函數。而水情自動測報系統的方法是把水庫的最高水位閾值和調度之后的水位統計得出函數，此函數值越高越好。

3.4 預測精度不一致

在調度和決策的過程中，水情測報系統的方法要依照降雨量來預測洪水的特性，因此，調度成功與否取決于洪水特性是否預測準確，假如預測精度高，調度的風險則大大降低；假如預測精度較低，調度的風險必將陡增。

4 結語

該文依照傳統的水位控制方法，探討了目前主流的兩種汛期運行水位控制方法，分別依據流域匯流時間和水情自動測報系統。然后通過對廣東省揭西縣五經富區榕江南河上下游附近十年內統計出的數據和資料進行詳盡的剖析，其結果表明這兩種水位控制方法都能把水庫的汛期水位抬高至所需的量值，水庫的蓄水量得以大幅提升，也并未帶來附加的風險，其對洪水調度的歷史記錄都表明了其達到了一定的安全可靠性。綜上所述，國內的水情自動測報系統已經逐步發展起來，基于水情自動測報系統的水庫汛期運行水位控制方法對水庫的防洪調度有著關鍵性作用，在水庫中也得到了越來越廣泛的應用。

參考文獻

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