董旭榮,付曼蓉

(陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,陜西 西安 710001)

第十四屆全國運(yùn)動(dòng)會(huì)已于2021年9月15日至27日在西安成功舉辦,開閉幕式展演了大型水幕光影秀《常來長(zhǎng)安》,全運(yùn)湖(即灞河1#液壓壩)寬闊的水面作為展演舞臺(tái)。

全運(yùn)湖位于浐灞河交匯口下游,壩頂過水高度控制在8 cm～15 cm。全運(yùn)會(huì)期間湖水的水質(zhì)至關(guān)重要,組委會(huì)對(duì)湖水景觀的要求是“水質(zhì)優(yōu)良水量充足”和“一河清水”,水質(zhì)達(dá)到地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn),爭(zhēng)取達(dá)到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。

統(tǒng)計(jì)多年平均水資源量滿足運(yùn)行條件,九月中下旬可能存在洪水、干旱、事故溢流、水體渾濁等情況,分析后認(rèn)為只有建設(shè)浐灞河庫壩群聯(lián)合調(diào)度系統(tǒng)才能達(dá)到組委會(huì)對(duì)水質(zhì)水量的要求。搭建平臺(tái)并接入水文、氣象、水質(zhì)、雨量、視頻、等數(shù)據(jù)后,運(yùn)行后基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)演、預(yù)案即“四預(yù)”功能,全運(yùn)會(huì)開幕式滿足了景觀水量要求[1-13],達(dá)到了30年來最佳水質(zhì),9月下旬連續(xù)降雨,平臺(tái)很好地起到防洪調(diào)度作用。目前是國內(nèi)調(diào)控庫壩數(shù)量最多、調(diào)控水質(zhì)水量最復(fù)雜的工程[14-16]。

1 基本情況

1.1 庫壩群布置

浐河入灞、灞河入渭,浐灞河為西安市城中河。灞河流域位于西安東南部,全長(zhǎng)104.1 km,流域面積2 581 km2,非汛期河水清澈見底,洪水時(shí)因挾帶泥沙而渾濁,上游藍(lán)田區(qū)建有李家河水庫。浐河穿浐灞生態(tài)區(qū)入灞河,流域面積760 km2,全長(zhǎng)66.4 km,洪水挾沙量較大,冬春季節(jié)較清澈,上游長(zhǎng)安區(qū)建有湯峪等6座水庫。浐河和灞河流域建有30多座梯級(jí)壩,庫壩位置見圖1。

圖1 浐灞河流域庫壩位置示意圖

1.2 工程現(xiàn)狀

1.2.1 水資源現(xiàn)狀

浐河、灞河年均徑流量分別為1.02億m3、4.84億m3。浐灞河流域降水量年際變化大,具有峰高量大、陡漲陡落的特點(diǎn),汛期洪水?dāng)y沙大;年徑流量的55%左右集中于7月—10月,最大月徑流量出現(xiàn)在9月、占年徑流量18.1%,最小出現(xiàn)在2月、占年徑流量1%。以灞河為例,年徑流量變化大于8倍,變差系數(shù)Cv約0.47。

表1 灞河徑流量年際變化統(tǒng)計(jì)表

浐河、灞河多年平均懸移質(zhì)輸沙量131.39萬t、216.80萬t,兩河泥沙特征相似,河道來水年際變化大、水大沙多、水小沙少。輸沙主要集中在7月—10月,占全年輸沙量的84.43%,與徑流變化一致。浐、灞河徑流量比0.21,沙量比0.61,浐河含沙量更高更渾濁。

1.2.2 水工程現(xiàn)狀

本次調(diào)度核心為全運(yùn)湖,蓄水量200萬m3,壩長(zhǎng)403 m,沿河道長(zhǎng)度4.56 km,1#壩原采用橡膠壩,本次改為液壓壩,見圖2、圖3。改建后的液壓壩沿河道寬度設(shè)60扇,液壓壩高3 m,閘頂水位高370.5 m、閘前底檻高程367.75 m,有效調(diào)節(jié)高2.75 m。右岸設(shè)有兩孔3 m×4.8 m調(diào)節(jié)閘用以泄洪,最大泄量40 m3/s。

圖2 灞河1#壩剖面圖

圖3 灞河1#壩運(yùn)行圖

灞河上游建有水庫1座,浐河上游建有水庫6座。浐灞河流域建有30多座景觀壩,為橡膠壩、液壓壩及混凝土壩三種形式,形成景觀水面,閘前有一定量沉沙。分析計(jì)算后確定3座水庫、17座壩參與調(diào)控,經(jīng)計(jì)算湯峪和岱峪水庫扣減供水后可用水量約350萬m3,李家河水庫扣減城市供水后可用水量900萬m3,壩群可用水量1 890萬m3,見表2、表3。

表2 參與調(diào)節(jié)的水庫信息統(tǒng)計(jì)表

表3 參與調(diào)控的壩群信息統(tǒng)計(jì)表

1.2.3 水環(huán)境現(xiàn)狀

浐灞河流域共有多處水源地、6處湖泊及濕地公園、5座城市再生水廠及35處入河排水口。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示:全運(yùn)湖水質(zhì)為Ⅳ類,2020年實(shí)測(cè)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率為45%,化學(xué)需氧量最大超標(biāo)0.6倍、氨氮最大超標(biāo)4.82倍。浐灞河流域常規(guī)監(jiān)測(cè)斷面位置圖如圖4所示,浐灞河水質(zhì)時(shí)空變化圖如圖5所示。

圖4 浐灞河流域常規(guī)監(jiān)測(cè)斷面位置圖

圖5 浐灞河水質(zhì)時(shí)空變化圖

要滿足組委會(huì)關(guān)于化學(xué)需氧量、氨氮等指標(biāo)外,同時(shí)還應(yīng)聚焦于濁度。濁度是衡量水質(zhì)良好程度的一個(gè)重要物理特征指標(biāo),水中含有泥土、粉砂、微細(xì)有機(jī)物、無機(jī)物、浮游生物等懸浮物和膠體物都可以使水質(zhì)變渾濁,水質(zhì)分析中規(guī)定:1 L水中含有1 mg SiO2所構(gòu)成的濁度為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)濁度單位,簡(jiǎn)稱1 NTU。浐灞河水體濁度升高的主要因素為水土流失,減輕濁度主要依靠自然沉降的方式。視覺對(duì)濁度并不敏感,從輕微含沙量增加到很高含沙量,直觀感受都覺得水體混濁。

壩群立壩后形成多級(jí)沉淀池連續(xù)沉沙,沉淀過程中上清下濁,上部含沙量較低的清水過壩溢流向下一級(jí),越往下游水越清。據(jù)觀察,汛后河水由濁變清時(shí)長(zhǎng)需5 d～7 d。

1.2.4 信息化現(xiàn)狀

浐灞河流域有水文站3座(馬渡王、常家灣、羅李村水文站)及部分雨量站,水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面5處,水文信息可自動(dòng)上報(bào)。壩群均不能自動(dòng)控制,李家河實(shí)可自動(dòng)控制,其余水庫沒有自控裝置。

1.3 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

水文:水文站的流量、水位數(shù)據(jù)可適時(shí)上傳至市水務(wù)局,上傳共享。

氣象:流域范圍衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)上傳到市氣象局,上傳共享。

視頻:河道沿線110處、自建5處視頻數(shù)據(jù),上傳共享。

水質(zhì):流域內(nèi)再生水廠、排污口、水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),人工上報(bào)。

雨量:李家河水庫45個(gè)雨量站數(shù)據(jù),上傳共享。

其余數(shù)據(jù)人工上報(bào)。

2 需求分析及策略

2.1 需求分析

根據(jù)景觀要求全運(yùn)湖鋼壩頂溢水高度8 cm～15 cm,對(duì)應(yīng)流量18 m3/s～40 m3/s。

據(jù)水文資料分析,9月平均降水概率38%,中、下旬降水量分別為52.6 mm、18.6 mm。九月逐日流量為1 m3/s～500 m3/s,平均天然徑流31.5 m3/s,大于全運(yùn)湖運(yùn)行最低流量18 m3/s。雖徑流分配不均,水資源量具備全運(yùn)湖運(yùn)行基本條件。建設(shè)聯(lián)調(diào)聯(lián)控系統(tǒng),做好上游庫壩群水資源管理與調(diào)配,解決水多、水少、水混及水臟等問題。結(jié)合水景觀和防洪要求,調(diào)度內(nèi)容如下:

(1)洪水調(diào)度:(Q≥100 m3/s概率10.67%);

(2)滯水調(diào)度:(40 m3/s

(3)蓄水調(diào)度:(18 m3/s

(4)補(bǔ)水調(diào)度:(1 m3/s

(5)水質(zhì)調(diào)度;

(6)攔沙調(diào)度;

(7)攔污調(diào)度;

(8)應(yīng)急調(diào)度。

其中第(6)、(7)、(8)為水質(zhì)調(diào)度,其余為水量調(diào)度。

2.2 調(diào)控策略和構(gòu)架

2.2.1 調(diào)控策略

庫壩群調(diào)控按照防洪安全、及時(shí)預(yù)警、實(shí)時(shí)調(diào)控三原則。調(diào)控策略為:

(1) 執(zhí)行浐灞河流域防洪預(yù)案。

(2) 除保障壩外,其余以水質(zhì)保障為主,特別是浐河壩群。

(3) 遇到極枯工況,及時(shí)啟動(dòng)庫壩群對(duì)保障壩補(bǔ)水。

(4) 研判水雨情測(cè)報(bào),全運(yùn)會(huì)前至少一周、最好兩周立壩充水。

2.2.2 調(diào)度構(gòu)架

全運(yùn)期間水景觀保障可分為三個(gè)階段,即開幕式、中間期、閉幕式。開閉幕當(dāng)日保障流量取40 m3/s、時(shí)長(zhǎng)約18 h,日需水量259.2萬m3;中間期流量18 m3/s、時(shí)長(zhǎng)6 h/d,40 m3/s、時(shí)長(zhǎng)6 h/d,日需水量155.52 m3。依據(jù)庫壩空間位置,壩群類型、可用調(diào)控水量及控制方式等,構(gòu)建浐灞河調(diào)度模型,灞河A壩為基本保障壩、B壩為間接保障壩,10#、16#壩為調(diào)控壩。調(diào)度拓?fù)潢P(guān)系如圖6。

圖6 浐灞河庫壩群調(diào)度拓?fù)潢P(guān)系

2.2.3 水量調(diào)度模型

(1) 產(chǎn)匯流連續(xù)演算模型

選擇改進(jìn)的 SCS 模型建立產(chǎn)匯流方案[1],根據(jù)每個(gè)DEM 網(wǎng)格得到子區(qū)間CN 值,引入?yún)^(qū)域調(diào)整系數(shù)提高模擬精度,坡面匯流和河道匯流采用滯后演算法再分別進(jìn)行參數(shù)率定,根據(jù)水雨情資料采用自適應(yīng)隨機(jī)搜索算法率定參數(shù),直到與流域內(nèi)有三個(gè)水文站實(shí)測(cè)流量基本吻合。支流來水按照河道匯流演算,子區(qū)間產(chǎn)流按照坡面匯流演算,疊加支流和區(qū)間產(chǎn)匯流得到河流匯流結(jié)果;橡膠壩或液壓壩根據(jù)閘門立壩、 塌壩狀態(tài)計(jì)算得到出流過程。以此計(jì)算出產(chǎn)匯流、匯流節(jié)點(diǎn)、河道水流演進(jìn)、控制壩出流全過程,并進(jìn)行率定和驗(yàn)證,利用遍歷算法、 自下到上反推控制壩調(diào)度方式。

(2) 水量調(diào)度算法

運(yùn)行期三階段水量分配和時(shí)長(zhǎng)構(gòu)成了獨(dú)立又關(guān)聯(lián)耦合系統(tǒng),在粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO) 基礎(chǔ)上[2],采用并行性協(xié)同粒子群優(yōu)化算法 (Coordinated Particle Swarm Optimization,CPSO)[3],求解三階段子系統(tǒng)各自目標(biāo)函數(shù),耦合得到系統(tǒng)最優(yōu)解,最終確定水景觀調(diào)控方式[4]。水景觀流量計(jì)算如下:

(1)

聯(lián)合調(diào)度模型需滿足水景觀與庫壩群的動(dòng)態(tài)平衡,考慮直接和間接控制壩、上游庫壩、立壩狀態(tài)、庫容等因素,具體影響如下:

1) 水景觀流量

(2)

2) 直接控制壩灞河A壩水量平衡

(3)

3) 間接控制壩灞河B壩水量平衡

(4)

4) 上游庫壩群水量平衡

(5)

2.2.4 水質(zhì)調(diào)度模型

(1)泥沙成因和沉降模型

土壤侵蝕是造成河流汛期濁度上升的首要因素,加劇汛期產(chǎn)沙,造成浐灞河濁度在汛期上升,嚴(yán)重影響水質(zhì)和景觀效果。

土壤侵蝕研究中,國內(nèi)外學(xué)者建立了許多數(shù)學(xué)模型[1],應(yīng)用最廣泛的是USLE(Universal Soil Loss Equation)土壤侵蝕模型。影響土壤侵蝕的因子有降雨侵蝕力(R)、坡度(S)、坡長(zhǎng)(L)、土壤可蝕性因子(K)、植被與作物管理因子(C)、水土保持措施(P)等,國內(nèi)學(xué)者根據(jù)我國實(shí)驗(yàn)資料不斷改進(jìn)修正,得到適用于我國的計(jì)算方法[5]。

1) 推移質(zhì)沉降模型

推移質(zhì)泥沙沉降速度:

(6)

式中:ω為泥沙沉降速度;ν為水的運(yùn)動(dòng)粘度;γs1為泥沙的重度;γ為水的重度;D為泥沙粒徑;g為重力加速度。

2) 懸移質(zhì)沉降模型

懸移質(zhì)為重力和水流紊動(dòng)共同作用,計(jì)算公式如下:

(7)

式中:εs為懸移質(zhì)豎向擴(kuò)散系數(shù);γs2為床沙干重度;S為含沙量。

3) 庫壩泥沙沉降運(yùn)移模型

懸移運(yùn)動(dòng)的泥沙粒徑很小,隨水流而紊動(dòng)。庫壩懸移質(zhì)泥沙隨沿程變化的運(yùn)移模型公式如下:

(8)

據(jù)庫壩泥沙的運(yùn)動(dòng)規(guī)律建立懸移泥沙的沉降模型和運(yùn)移模型,得出懸移泥沙在不同位置的空間分布特征,具體為:懸移泥沙濃度沿水流方向逐漸減少,垂直方向的濃度從上到下逐漸增加,泥沙沉降后出現(xiàn)的上清下渾現(xiàn)象,計(jì)算后一般需5 d～7 d可以澄清。

(2) 水體納污稀釋模型

據(jù)全運(yùn)湖水質(zhì)要求,結(jié)合現(xiàn)狀水質(zhì)及入湖污染物推算稀釋需水量,公式如下:

(9)

式中:Qi為稀釋需水量;Ls為單位湖水面積磷的水域納污能力;V為湖體庫容;Ra為磷在湖中的滯留系數(shù);Ps為湖中磷的年平均控制濃度;h為湖平均水深。

經(jīng)計(jì)算全運(yùn)湖受第三污水廠污染后稀釋需水量為457萬m3/a。

丹麥水力研究所研發(fā)的DHI系列軟件是目前廣泛應(yīng)用并經(jīng)工程驗(yàn)證模型軟件,MIKE 21是其中的水動(dòng)力學(xué)軟件,采用MIKE 21中的水動(dòng)力模型(HD)模擬水流流動(dòng),采用水質(zhì)模型(TR)模擬污染物的遷移擴(kuò)散。主要應(yīng)用模型如下:

1)水動(dòng)力數(shù)學(xué)模型

二維水動(dòng)力數(shù)學(xué)模型的控制方程是由質(zhì)量守恒方程和垂向積分的動(dòng)量方程組成。

質(zhì)量守恒方程:

(10)

x方向動(dòng)量方程:

(11)

y方向動(dòng)量方程:

(12)

式中:ζ為水位;t為時(shí)間;x和y為空間坐標(biāo);d為隨時(shí)間變化的水深;h為水深;p、q分別為單寬流量在x與y方向上的分量;C為謝才系數(shù);g為重力加速度;f為風(fēng)摩擦系數(shù);V、Vx和Vy分別為風(fēng)速及其在x與y方向上的分量;Ωp與Ωq分別為x、y方向的科氏系數(shù);pa為大氣壓強(qiáng);ρw為水的密度;τxx,τxy,τyy為有效切應(yīng)力分量。

2) 水質(zhì)數(shù)學(xué)模型

采用MIKE21的對(duì)流擴(kuò)散模塊(TR模塊)計(jì)算污染物濃度分布,建立的水質(zhì)數(shù)學(xué)模型的控制方程為:

(13)

式中:Dx、Dy分別為x和y方向上的擴(kuò)散系數(shù);c為污染物濃度;F為衰減系數(shù);S為源匯項(xiàng);其它符號(hào)含義同水動(dòng)力模型控制方程。

3) 模型計(jì)算區(qū)域及模型建立

采用Mesh Generator將邊界地形文件導(dǎo)入并進(jìn)行邊界平滑處理,對(duì)全運(yùn)湖進(jìn)行非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格單元?jiǎng)澐稚删W(wǎng)格文件,將水深差值網(wǎng)絡(luò)劃分插入后得到地形圖,見圖7,計(jì)算時(shí)間15 d。

圖7 網(wǎng)格劃分及污染擴(kuò)散示意圖

第三污水廠總溢流量30 000 m3、時(shí)長(zhǎng)28 h,此時(shí)河道流量7.95 m3/s,經(jīng)計(jì)算需要14 h,可達(dá)到地表水Ⅱ類。

3 水量水質(zhì)調(diào)控方案

8月29日開始向灞河A、B壩充水,開幕式前平臺(tái)投入運(yùn)行,運(yùn)行期一年。

3.1 水量調(diào)控

3.1.1 洪水調(diào)度

流量為Q>100 m3/s時(shí),壩群塌壩運(yùn)行,執(zhí)行“浐河灞河防洪預(yù)案”。當(dāng)羅李村、常家灣流量水文站流量減到30 m3/s、馬渡王水文站流量減到50 m3/s時(shí),壩群自下向上逐級(jí)立壩。并考慮攜沙量等因素,選擇全立或半立。

3.1.2 滯水調(diào)度

流量為40 m3/s80 m3/s時(shí)不能滿足景觀要求。

3.1.3 蓄水調(diào)度

流量為18 m3/s

3.1.4 補(bǔ)水調(diào)度

流量為1 m3/s≤Q<18 m3/s時(shí),其中流量4 m3/s≤Q<18 m3/s發(fā)生概率為57.63%,壩群下泄補(bǔ)水滿足景觀流量;流量小于4 m3/s發(fā)生概率為13.7%,為應(yīng)急工況,壩群和李家河水庫聯(lián)合調(diào)度加大補(bǔ)水,滿足景觀最小流量。凈補(bǔ)水量最大約1 016.08萬m3,其中水庫最大補(bǔ)水量為622.08萬m3。

3.1.5 應(yīng)急調(diào)度

遇突發(fā)涉水事件,分析水雨情勢(shì),研判調(diào)度方案,保障防洪和水環(huán)境安全。

3.2 水環(huán)境調(diào)度

3.2.1 水質(zhì)調(diào)度

考慮河道排污口超排、第三再生水廠雨污溢流工況,采用MIKE 21中的水動(dòng)力模型(HD)模擬水流,采用水質(zhì)模型(TR)模擬污染物的遷移擴(kuò)散。通過水質(zhì)分析計(jì)算,結(jié)合聯(lián)合調(diào)度計(jì)算,根據(jù)不同工況調(diào)控上游清水補(bǔ)給量。

以近十年來排放最差的水質(zhì)作為計(jì)算邊界,稀釋后達(dá)標(biāo)時(shí)間見表4。

表4 最差水質(zhì)時(shí)水質(zhì)達(dá)標(biāo)時(shí)間表

雨污溢流時(shí)A壩蓄滿稀釋更快,以2020年9月20號(hào)雨污溢流最為嚴(yán)重,總溢流量30 000 m3、時(shí)長(zhǎng)28 h,平均q=0.298 m3/s,此時(shí)全運(yùn)湖邊界條件:COD濃度為15 mg/L、NH3-N濃度為0.5mg/L,以此為邊界條件進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果見表5。

表5 雨污溢流時(shí)水質(zhì)達(dá)標(biāo)時(shí)間表

3.2.2 攔沙調(diào)度

隨著洪水下泄河水濁度逐漸升高,達(dá)不到景觀要求。洪水過后,根據(jù)壩群運(yùn)行狀態(tài)和流量,調(diào)度壩群,分級(jí)、分時(shí)立壩攔沙,加速泥沙沉淀,減少泥沙進(jìn)入全運(yùn)湖,經(jīng)5 d～7 d沉沙后水體濁度小于40 NTU,可滿足景觀要求。

3.2.3 截污攔漂

浐灞河道汛期隨洪水飄下較多樹枝、生活垃圾等漂浮物,從高鐵橋下依據(jù)橋墩建有攔污網(wǎng)攔截污物,網(wǎng)格尺寸100 mm×100 mm,人工打撈、保持湖面清潔。

4 調(diào)度效果驗(yàn)證

浐灞河庫壩聯(lián)合調(diào)度系統(tǒng)的調(diào)度指揮中心設(shè)在五常驛,調(diào)度工作組在自5月份起進(jìn)行了5次演練,平臺(tái)運(yùn)行后進(jìn)行多次參數(shù)率定,精度從55%提高到接近80%。2021年為近60年來降雨量最大的一年,多個(gè)水文站水流量超警戒線。先后經(jīng)歷了“8.19”、“8.31”、“9.06”、“9.16”、“9.23” 等多次強(qiáng)降雨過程,很好地調(diào)度了5場(chǎng)洪水。

以“9.06”洪水調(diào)度為例,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)洪水衰減及強(qiáng)降雨過程,9月2日起浐河水濁度一直維持1000+NTU,9月3日—4日降雨后,灞河水濁度在6日也達(dá)到1000+NTU,河水非常渾濁。經(jīng)預(yù)測(cè)未來一周不會(huì)有降雨,對(duì)李家河水庫、灞河壩群、浐河壩群實(shí)施“庫壩聯(lián)調(diào)、河庫錯(cuò)峰”、“由上至下,梯級(jí)立壩”、“半壩滯洪、分級(jí)沉沙”的調(diào)度方式,7日晚8時(shí)開始浐河灞河逐級(jí)立壩,李家河水庫不再泄洪,13日湖水濁度已由1000+NTU降至20NTU,全運(yùn)會(huì)開幕式當(dāng)日湖水清澈見底,達(dá)到了“水量充足、水質(zhì)優(yōu)良”、“一河清水”的目標(biāo),水質(zhì)達(dá)到地表為三十年來最佳,地表水質(zhì)達(dá)到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn),濁度時(shí)空變化見圖8、圖9,說明調(diào)度效果非常好。

圖8 調(diào)度期浐灞河濁度時(shí)空變化趨勢(shì)圖

圖9 調(diào)度期浐灞河濁度變化實(shí)景

9月23日至26日持續(xù)降雨,洪水達(dá)到40年一遇。25日8時(shí)測(cè)得浐河流量271 m3/s、灞河259 m3/s,灞河小于浐河概率1%,可見浐河防洪壓力很大。李家河水庫庫水位距離正常蓄水位僅0.5 m,通過云圖預(yù)測(cè)到25日大雨,結(jié)合水雨情預(yù)報(bào),測(cè)算李家河水庫庫區(qū)降雨量1 100萬m3～1 500萬m3,根據(jù)預(yù)報(bào)確定方案后進(jìn)行預(yù)演,并確定預(yù)案,以120 m3/s的流量提前泄洪,騰出庫容1 200萬m3,25日晚入庫流量持續(xù)下降,水庫安全度過洪水。河道壩群于24日早8點(diǎn)全部塌壩放空迎汛,李家河控泄流量控制在200 m3/s左右,錯(cuò)開與浐河匯流時(shí)間,避免最大洪水值匯合,減輕了下游河道防洪壓力。防洪過程中調(diào)度系統(tǒng)的預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)演、預(yù)案起到關(guān)鍵性指導(dǎo)作用。預(yù)測(cè)趨勢(shì)正確,預(yù)測(cè)流雨量、流量值有一定誤差,準(zhǔn)確率接近80%,以后還需要繼續(xù)加強(qiáng)率定。

5 結(jié) 語

該系統(tǒng)為在全運(yùn)會(huì)期間出色完成了調(diào)控任務(wù),同時(shí)在代運(yùn)營一年中出色完成了防洪任務(wù)。本次研究進(jìn)行了水庫和梯級(jí)壩聯(lián)合水量精準(zhǔn)調(diào)度,分析了泥沙成因和泥沙沉降機(jī)理,進(jìn)行了污染后水質(zhì)達(dá)標(biāo)計(jì)算,平臺(tái)主要發(fā)揮了以下作用:

(1) 大大提高了流域防洪能力。控制平臺(tái)納入全流域水文、雨量、水庫、壩群信息,結(jié)合各自運(yùn)行方式,分級(jí)調(diào)控,提高流域整體防洪能力。

(2) 提高了流域水資源利用效率。充分利用水資源,實(shí)時(shí)統(tǒng)一調(diào)度,發(fā)揮水庫調(diào)蓄作用,解決用水與水景觀需求之間矛盾。

(3) 節(jié)約流域巡防成本,提高了管理效率?？刂破脚_(tái)作為庫、壩、河的監(jiān)控和調(diào)度管理中心,實(shí)現(xiàn)了對(duì)流域內(nèi)各涉水工程梯級(jí)調(diào)度管理,精簡(jiǎn)了調(diào)度和巡視作業(yè),優(yōu)化了管理方式。

本次研究是國內(nèi)聯(lián)調(diào)聯(lián)控?cái)?shù)量最多、研究?jī)?nèi)容最豐富、調(diào)控最嚴(yán)格的研究,并取得了成功,在國內(nèi)起到很好的示范作用?？紤]下一步擴(kuò)展為數(shù)字孿生平臺(tái),可用于水資源調(diào)配和精確控制、河道防洪、調(diào)水調(diào)沙、城市景觀等智慧化水利建設(shè)。