防洪調度圖在水庫調度中的應用

◎張瑩

引言：著社會的發展，國家對安全生產和生態流量泄放工作更加重視，對水電站的管理明顯加強。水電站有必要提高水庫調度管理水平，在實際工作中統籌兼顧安全發電、生態流量泄放和提高發電效益。在我國傳統水庫調度運行方式建設過程中，實際調度工作主要是根據防洪、洪水和發電等工作執行調度操作，實現水文條件的均一化操作，這也是整體水庫調度運行的最佳結果。防洪調度是運用防洪工程或防洪系統的各項工程及非工程措施，對汛期發生的洪水有計劃的進行控制調節。

一、防洪調度圖應用意義

防洪調度圖是汛期水庫調度的工具，根據入庫流量、水庫水位、電站負荷三者的關系，來確定水庫是處在蓄水階段還是要棄水運行。如果要棄水運行，先根據調度圖算出泄洪總量，在下游允許的情況下，就可盡早預泄騰出庫容，而不是待庫水位逼近正常高水位時才棄水，只有及早預泄，才能多的防洪庫容，才能在防洪中爭取主動。改變了過去只依據水位來調度水庫的被動狀況，并解決了水庫防洪與發電的矛盾，在不減少發電量的前提下為水庫獲得了足夠的防洪庫容。

二、水庫調度的基本原則

1.保證基本生活和生態需水量。在水庫生態調度操作執行過程中，主要操作目的就是讓區域水資源緊缺問題得到有效緩解，但如果水庫早遇到嚴重的干旱問題時，人們應該按照人與自然和諧發展的原則內容，實現對居民基本生活和生態需水量的量化操作，設置好居民最低保障用水定額，還要將枯水期一般水性生物生存最小水量當做生態需水指標，在滿足上述雙重指標要求之后，才能進行用水量的壓縮。

2. 平衡防洪和生態保護之間的關系。在汛期之中，平衡防洪和生態保護之間的關系是水庫運行的重要管理內容之一。一般來說，大洪水本身具備不可控制特征，在洪峰到來之前，人們需要對風險進行合理化控制，此時，防洪調度也需要先于其他調度工作進行。管理人員可以根據實際中小洪水防洪風險可控特征，確保防洪安全同時，讓水位和流量始終保持正常狀態之下，并將下泄平攤流量延長，避免后續工作受到影響。

三、水庫調度的現狀

2019 年，水利部辦公廳文件“關于開展2019 年水庫（群）洪水調度方案全面修訂完善工作的通知”（防辦［2019］23 號）指出：為深入貫徹落實鄂竟平部長1 月15 日在2019 年全國水利工作會議上的重要講話精神，進一步強化對水庫汛期洪水調度運用的監管，經研究，決定在全國范圍內開展水庫以及水庫群汛期洪水調度（用）案的全面梳理和修訂工作，以提高方案的科學合理性和可操作性，確保水庫運行安全，充分發揮水庫（群）防洪減災效益。

我國整體水庫調度的執行，主要涉及的項目有供水、發電、防洪等，主要目的就是確保社會經濟效益得到充分完善。水庫所產生的社會經濟效益受到了相關部門的高度關注，但在很多情況下，生態系統問題并沒有得到全面保障，進而導致水庫調度出現很多問題。對于主體水庫調度，涉及的內容有防洪調度和興利調度。首先，防洪調度可以維護水庫大壩安全不受任何影響，降低洪水對大壩的沖擊，常見手段有防洪庫容、消減洪峰等，確保水庫綜合效益的全面發揮，讓防洪和興利之間的矛盾可以得到全面化解。其次，對于興利調度的執行，主要集中在非汛期，是實現水庫經濟效益最大化的最佳調度方式，實現水資源的有效分配。

四、水庫防洪調度方案編制

1.洪水預報方案的編制與修編。根據歷史的水文資料和水文條件，在已有洪水預報方案的基礎上，根據近10a 的洪水資料，修訂已有的大型水庫洪水預報方案，對中型水庫進行洪水預報方案編制，以滿足洪水作業預報的精度要求。降雨徑流預報是利用流域降雨量經過產流計算和匯流計算，預報流域出口斷面的徑流過程。

2.單庫模擬洪水預報和洪水調度成果圖表。建立各控制節點所控制流域面積不同時間點流域蓄水量計算模型，確立不同條件下的流域包氣帶蓄水量。分6 個降雨級 別（降 雨 為 50、100、150、200、250、300mm），建立各站模擬洪水預報和洪水調度成果圖表。

3.水庫抗雨能力分析。中小型水庫具有流域面積小、河道比降大、匯流時間短、洪水來勢兇猛等特點，導致水庫預報的預見期很短，且中小型水庫管護人員能力參差不齊。為提高中小型水庫預報的時效性，基于水庫水量平衡基本原理，提出適合中小型水庫洪水預報預警的抗雨能力概念。（1）方法建立與適應條件論證。結合水庫特點、基礎資料情況和泄流方式不同，建立多種滿足不同條件的抗暴雨能力算法，并對抗雨能力計算方法及其適應條件進行論證。對分析方法與計算結果進行評估，分別從計算方法的科學性、基礎資料的準確性、關鍵指標的可靠性、計算結果的合理性等方面進行全面分析，找出影響分析計算結果的可能原因。最終制定出一種或多種適應水庫特點的，切實可行的抗暴雨能力計算方法。主要抗暴雨能力分析方法分類：①按照水庫現有基本資料不同分類為是否考慮降雨徑流關系的抗雨能力計算，是否考慮土壤含水量的抗雨能力計算，是否考慮泄洪情況的抗雨能力計算；②按照考慮水庫不同泄流方式分類為開敞式溢洪道的水庫水位不超過溢洪道底的抗雨能力計算和水位超過溢洪道底的抗雨能力計算，溢洪道有閘控制的水庫閘門全關情況下的水庫抗雨能力計算和溢洪道不同泄量情況下的抗雨能力計算；③設有開敞式溢洪道和輸水洞聯合泄洪的情況為溢洪道底以下的水庫抗雨能力計算，允許最高水位以下的抗雨能力計算。（2）抗暴雨能力查算圖表制作。完成境內水庫抗暴雨能力查算圖表的制作，在水庫集水面積、水位—庫容關系曲線、降雨徑流相關圖等特征信息基礎上，確定了水庫允許最高洪水位后，計算水庫各級水位與不同前期影響雨量情況下的允許最大降雨量，即水庫抗暴雨能力，水庫抗暴雨能力分析計算包括抗暴雨能力計算表和抗暴雨能力計算圖2 種體現形式。最終形成工程特性及抗暴雨能力查算圖表手冊，便于防汛人員快速查詢，及時采取措施，確保水庫及下游安全度汛。

4. 汛期調度計劃及防洪調度方案編制。水庫控制運用與調度的目的，就是根據洪水預報成果，結合水庫的調度措施，模擬計算水庫某種調度模式下可能發生的最高水位、最大泄洪流量。重要的大中型水庫，要求預報出水庫水位和出庫流量的變化過程，以便進行科學的調度運用，正確處理好蓄泄關系，以確保水庫工程和下游河道的安全，并合理攔蓄洪水，以滿足灌溉、發電和水產養殖等興利事業的要求，充分發揮工程效益。

結束語：防洪調度圖在水庫防洪調度的方法和概念上有所創新和發展，是水庫實時調度和獲得或增加防洪庫容，更好地發揮防洪作用的一種好方法。防洪調度圖應用下的水庫調度方案具有科學合理性和可操作性，但在具體應用中，需要技術人員在做大量基礎工作后，繪制防洪調度圖，研究分析進行水庫調度時需要考慮的各種情況，制定了多個專項水庫調度方案，從而有效確保水庫運行安全，進一步完善防洪體系建設。