洪水预报调度评估方法探讨.doc

1、洪水预报调度评估方法探讨【摘要】全球经济正处于高速发展状态，随之而来的是对自然环境的破坏。近年来，全球自然灾害逐渐增多，其中洪水灾害尤其引人关注，由于其来的快，去的也快的特点，使得人们通常防不胜防。而对洪水预报的准确性也就直接关乎人民生命财产安全，本文通过对洪水预报调度评估方法的探讨，向读者介绍了有关洪水预报方面的知识。 【关键词】洪水预报调度，评估方法 中图分类号：TV122 文献标识码：A 文章编号： 前言 洪水对人民生命财产安全造成了严重威胁，国家相关部门对此正努力寻求解决办法，对洪水预报的准确性成为了当下热点。洪水一旦爆发将会带来不可想象的后果，其损害及其严重，所以如果能够准确进行预测

2、，将会为广大人民带来福音。下面我们来对洪水预报调度评估方法进行探讨。 而、洪水预报调度评估方法探讨 1. 洪水预报调度概述 水资源供需矛盾的日益加剧，洪水资源化对策无疑成为一项很有前景的手段。目前主要是通过提高水库的调度水平，在满足一定防洪风险的前提下多储存洪水，提高兴利库容蓄满的概率或加大兴利库容，实现效益最大化。洪水预报调度加长了预见期、增加了水库调洪的主动性，增大了水库预蓄或预泄的可能性，为实现汛限水位的动态控制、缓解水库防洪和兴利的矛盾创造了更有利的条件。 洪水预报系统在相关数据和模型库的支撑下运行，它由具有各种功能的软件模块和数据文件组成一个有机整体。应用系统在逻辑结构上可分为三个层

3、次：人机交互层和系统应用层、组件平台层和数据支撑层。 目前，水库汛限水位设计中尚缺乏估算实际风险的有效办法，一般是根据水利工程水利计算规范 ，采取提高洪水预报精度和调节设计洪水过程中留有余地等措施，来降低实际风险。针对这种状况，专家学者做了不少工作，认为水文预报误差、水力因子的随机性、起调水位的随机性等因素均会影响防洪调度风险率。近年来，该研究成果不少，主要局限在单因素对风险影响的研究，未全面考虑各影响因素共同作用下对风险的影响。 准备工作 准备工作主要包括两个方面：基础工作与日常性工作。基础工作是洪水预报调度工作开展的前提和基础，主要包括技术人员配备情况、水库控制流域及下游防御城市区间水情测

4、站网络布设情况，通讯设施准备情况等，这些都要满足开展洪水预报调度相应的技术要求。此外，还要建立完整的洪水预报方案、洪水调度方案。经常性工作主要内容是：编制汛期控制运用洪水调度计划，包括报汛、修改预报方案、防汛演习、自动化设备送站安装、流域调查、历史资料延长在内的多项日常工作；建立和执行值班制度和联系制度；技术成果资料的校核、审核和保管；洪水总结。 水利部南京水文水资源研究所于“八.五”国家重点科技攻关项目中开发了一、二维混合非恒定流模型。该模型能适应各种复杂条件，进行河网、水库、蓄滞洪区和排沥入汇的洪水演进和调度仿真，能够反映洪水在河系中的动态演进过程和评估防汛调度方案的蓄泄效果。该研究成果曾

5、获 97 年度国家科技进步二等奖和 96 年度水利部科技进步一等奖。后经过五年的不断改进完善和运用，已形成了基于 GIS 电子地图图形用户界面、以一、二维洪水演进模型为内核、功能丰富和适应性强的调度仿真系统。已在长江中下游防洪规划、洞庭湖综合治理、98长江大洪水灾后重建规划、珠江东江的综合治理规划等方面得到广泛应用，获得满意的成果。但国内模型在运用于蓟运河水系时，存在模型是否适应北方产汇流特性和流域下垫面条件变化的问题，需进行降雨分布不均、流域局部产流和模型参数优化率定等技术处理来提高模型的适应性和预报精度；且在图形用户界面、与 GIS 地理信息系统等高新技术的联合应用以及模型的系统性、周密性

6、和通用性等方面与国际先进软件系统尚有一定的差距。 洪水预报 流域洪水预报采用新安江模型和经验方案：经验方案就是产流计算采用 P+PaR， 汇流采用单位线。对于大流域的流量预报可以分为有实测流量资料的断面和无实测流量资料的区域如何把流域遥感资料和地形高程与水文模型相合并从中提取水文模型相关参数，是需要研究的问题。对于水文模型，有产流和汇流两类参数需要率定。就新安江模型的产流参数来讲，控制产流的参数是 Wm 和 b。 Wm 是流域平均最大土壤缺水量，与土壤结构特性有关。根据流域土壤特性分布图，取 10 个点进行分析。考虑包气带的厚度为 1.5 m 单元。Wm 的变幅在 100140 mm 之间。在

7、参数率定中取 120 mm。对于流域汇流，仍然采用原新安江模型方法在采用DEM 分析方面做了两方面的研究：其一是采用 DEM 进行流域河网生成；其二是进行流域 DEM 分析。 （二）洪水预报误差 水文气象的随机性、水文测验误差、洪水过程模型结构可能与实际型式有一定偏差、模型参数估计也存在误差，使得洪水预报产生了一定的误差。因此，进行水库预报动态调度，必然会影响原调度风险（不考虑预报的风险） 。故对洪水预报调度进行风险分析时，调洪演算的输入应采用修正的预报洪水过程。 （三）水力因子的随机性 泄洪建筑物泄流能力与水头、堰或孔断面尺寸、流量系数、淹没系数等水力参数有关，由于施工、测量、估值等过程的不

8、确定性，导致水力参数具有不确定性。他们与真值间的误差有单峰性、对称性、有界性、抵偿性等特点，故泄流能力的最佳概率分布为正态分布。 因为影响泄流能力的因素复杂，本文假定泄洪设施总的实际泄流能力在设计总泄流能力的范围内变化。引入一个流量修正系数 ，并认为 分布具有单峰性、对称性、有界性、补偿性等特点，假定 服从正态分布，（，） 。下泄流量（设）： （设）（） 式中： 为泄流水头。若是堰流， 为库水位 与堰顶高程之差；若是闸孔出流， 为库水位 与闸孔中心高程之差。因此， 设根据汛前水位 来确定。 本文用线性同余数发生器产生（，）区间上的一个均匀分布随机数，利用变换抽样法，得一个服从标准正态分布的流量

9、修正系数其中 （） ，从而可得一个 值，。再根据设，最终实现初始下泄流量的随机抽样（，） 。随机抽样获得的初始下泄流量必须在（）设范围内，并将其代入调洪公式计算。 应用 修水是鄱阳湖水系之一，从永修县吴城汇入鄱阳湖，河源至吴城主河长 389km，集水面积 14 700km。 ，以修水县城及柘林为界，划分为上、中、下游。柘林水库集水面积 9 340 km 。修水最大的支流潦河集水面积4 333 km ， 其中万家埠水面积 3 548 km ，修水下游永修水位站控制面积 14 539km 。修水上游地形多为崇山峻岭，中游修水县城至柘林河道穿越于丘陵山区，河面渐宽，柘林至吴城河流逐渐进入平原地区，两

10、岸地势低洼，汛期受鄱阳湖顶托，洪涝灾害频繁。基于上述特点，修水流域的洪水预报采取了降雨径流模型、河道汇流演算相结合，河道汇流水文学演算方法与水力学方法相结合。修水柘林水库、潦河万家埠水文站的洪水过程拟采用降雨径流水文模型和降雨径流经验预报并行的方法。万家埠、柘林以下河道永修、吴城的水位预报和河道洪水演进以及分洪计算采用水文学方法和水力学方法进行。无资料区间采用降雨径流模型进行流量过程预报，作为河道集中人流或者均匀旁侧人流。对于柘林水库区，分坝址洪水和入库洪水。河道水力学演算的上边界条件是柘林水库的放水和万家埠的流量过程，下边界条件是吴城的水位过程。在模型率定时上下边界条件可取实测的流量与水位过

11、程，在实时预报时可取预报、调度的流量或水位过程。 另一方法 预报完成次数 A1，A1=N 实/N 应=1.0 水位在 7.62 m 以下，相应流量在 2.12 m3/s 以下，副断面 2 水位流量可定为单一线。由此裴沟站高、中、低水，分别在基本断面、副断面和另一副断面实现了水位流量关系单值化。该方案较为完善，因此，现已正式投入应用。 三、结束语 洪水的预报调度在防洪系统中起到了关键性的作用，对整个受洪灾害区时一个巨大的进步，但是现有技术还有许多漏洞，在误差精确方面还有待改进，如果该技术可以发展成熟，想必在不久的未来，自然灾害对人类的威胁将不会像现在这样无法避免。 参考文献： 1钟平安曾京水库实时防洪调度风险分析研究 水力发电 2008 2长江防洪系统实时调度研究编辑委员会长江防洪系统实时调度研究北京：中国水利水电出版社 2008