龍春改LONG Chun-gai；魏改琴WEI Gai-qin

（河南省平頂山市昭平臺水庫管理局，平頂山 467337）

（Zhaopingtai Reservoir Administration Authority of Pingdingshan，Henan，Pingdingshan 467337，China）

1 水庫防洪分類預(yù)報調(diào)度設(shè)計方法

1.1 水庫防洪分類預(yù)報調(diào)度方式基本理念和假定 基本理念是利用有限歷史樣本資料中的氣象監(jiān)測、降雨、暴雨洪水預(yù)報信息等所有可以利用的信息，并且將歷史洪水過程進行分類，然后根據(jù)不同的類型的具體情況制定相關(guān)的調(diào)度規(guī)則。

基本假定是：一類暴雨天氣系統(tǒng)對應(yīng)一類的洪水過程。如果某一類的暴雨天氣系統(tǒng)再次出現(xiàn)，則可以依據(jù)其對應(yīng)的洪水過程的調(diào)度規(guī)則進行洪水的調(diào)節(jié)。

1.2 水庫防洪分類預(yù)報調(diào)度規(guī)則優(yōu)化設(shè)計 第一，針對已經(jīng)建造并且運行多年的水庫。在此種情況之下，可以根據(jù)不同類型的天氣系統(tǒng)的暴雨洪水典型，并且保證在達到安全要求的原則之下，推求相應(yīng)的類型的防洪預(yù)報調(diào)度規(guī)則。第二，對于剛剛建立不久的水庫，除了必須根據(jù)不同的類型且滿足安全原則之外，每一類的規(guī)則可以用實際的進入水庫的水的流量或者水庫水位作指標(biāo)，在設(shè)計的過程當(dāng)中還必須依據(jù)現(xiàn)有的規(guī)范和要求進行。流程設(shè)計優(yōu)化圖如圖1 所示。

1.2.1 分類典型過程的選取 確定分類典型過程需要將歷史上的洪水過程的成因分析和聚類分析相結(jié)合，并在此基礎(chǔ)之上確定分類。當(dāng)洪水聚類時，所選取的指標(biāo)既要充分體現(xiàn)降雨洪水過程的特征，又要對洪水分類預(yù)測起到一定作用。

1.2.2 防洪分類預(yù)報調(diào)度規(guī)則的選定原則

①總量的控制原則。總量的控制原則具體是指在選擇累積凈雨的判斷指標(biāo)值的時候，需要大于等于同一個頻率所設(shè)計的洪水的總徑流量的深。

②分類代表性原則。因為分類典型過程存在著差異，介于這個因素的考慮，對于同一量級的洪水的泄流判斷指標(biāo)，應(yīng)該要依據(jù)具體的洪水類型再進行相應(yīng)值的選擇。

1.3 實例分析——昭平臺水庫防洪預(yù)報調(diào)度規(guī)則設(shè)計

1.3.1 防洪標(biāo)準(zhǔn)及主要技術(shù)參數(shù) 昭平臺水庫將汛期劃分為主汛期、過渡期、后汛期三個階段。經(jīng)過各種方案比較，分別確定汛限水位為：6 月21 日～8 月15 日為主汛期，汛限水位167.0m；8 月16 日～8 月25 日為過渡期，汛限水位170.0m；8 月26 日～9 月15 日為后汛期，汛限水位172.0m。

主要技術(shù)參數(shù)為：100年一遇設(shè)計：設(shè)計洪水位177.89m，相應(yīng)庫容5.48 億m3；最大泄量4100m3/s。5000年一遇校核：校核水位180.98m，相應(yīng)庫容6.8718 億m3；泄量13551m3/s，其中楊家?guī)X溢洪道9152m3/s。

1.3.2 典型洪水過程的選擇 暴雨洪水根據(jù)天氣情況可以分為不同的類型。在對昭平臺水庫進行典型選擇的時候，可以分別選擇在1975年8 月4 日的洪水、1992年5月4 日和2000年7 月21 日這三次洪水作為不利典型。

1.3.3 調(diào)度規(guī)則指標(biāo)的選擇和推求 第一，推求各典型設(shè)計的洪水降雨過程。首先是要將不同頻率的五日設(shè)計洪水的徑流深減掉基流所折合出的徑流深。然后將所求出的值加上典型洪水的扣損值就會求出不同頻率設(shè)計洪水次降雨的總量。最后再利用同倍比將系數(shù)和典型洪水的降雨過程放大，就能推求出不同頻率設(shè)計洪水降雨的過程。第二，利用“降雨扣損法”來對不同設(shè)計頻率洪水凈雨的時程分配進行推求。

1.3.4 規(guī)則的合理性檢驗 對昭平臺水庫防洪預(yù)報調(diào)度規(guī)則進行合理性的檢驗，在這里選擇2010年發(fā)生的大洪水作為例子，進行相關(guān)分析。

2010年7 月18 日晚23 時，水庫上游中湯以上開始降暴雨，隨后暴雨逐漸向中湯以下推進，到19 日1 時左右水庫上游普降大暴雨。7 月19 日1 時，水庫入庫流量由205 立方米/秒逐步加大，到4 時僅3 個小時的時間，入庫流量增大到最大9252 立方米/秒。7 月18 日的流域日平均降雨量為141 毫米，庫水位由18 日8 時的164.75 米上升到19 日8 時的169.62 米，一日庫水位上漲4.87 米。

2 風(fēng)險分析——模糊綜合風(fēng)險分析

洪水預(yù)報方案的風(fēng)險是指：在假定的凈雨、峰現(xiàn)時間、洪峰流量的預(yù)報誤差，以及保證這三者之間是獨立無關(guān)的情況之下。在進行降雨徑流的預(yù)報過程當(dāng)中，凈雨的預(yù)報誤差△R比規(guī)范所允許的誤差δR更大，峰現(xiàn)時間的預(yù)報誤差△T比之規(guī)范的δT更大，洪峰流量的預(yù)報誤差△Qm比之規(guī)范的δQm更大。那么三者當(dāng)中至少會有一種發(fā)生的概率，可以用以下的概率進行描述：

然后再根據(jù)定義來確認(rèn)各預(yù)報變量的功能函數(shù)是：

那么各自的風(fēng)險就可以用以下的式子進行表述：

則系統(tǒng)的風(fēng)險率就是：

因為洪水的預(yù)報方案的預(yù)報風(fēng)險臨界準(zhǔn)則具有一個特性，那就是模糊性，所以可以引入模糊數(shù)∈來表示漸變的過程。從而得出洪水預(yù)報方案各預(yù)報變量和預(yù)報系統(tǒng)的模糊綜合風(fēng)險率分別是：

3 結(jié)語

以上通過對水庫防洪分類預(yù)報調(diào)度方式的設(shè)計研究，并且在對水庫防洪分類預(yù)報調(diào)度方式進行設(shè)計的時候，因為所依據(jù)的設(shè)計洪水、典型洪水等眾多的因素存在不確定性，所以在制定相應(yīng)的調(diào)度規(guī)則或者實際指導(dǎo)的時候常常會存在一定的風(fēng)險。為了調(diào)度方式的可行性和安全考慮，也進行了風(fēng)險分析方式的探究。

[1]張靜.水庫防洪分類預(yù)報調(diào)度方式研究及風(fēng)險分析[D].大連理工大學(xué),2007.

[2]翟宜峰,侯召成,曹永強.水庫防洪分類預(yù)報調(diào)度設(shè)計方法研究[J].水力發(fā)電學(xué)報,2006(04).

[3]曹永強.汛限水位動態(tài)控制方法研究及其風(fēng)險分析[D].大連理工大學(xué),2003.