水库防洪调度-2014年水库调度培训班

水库防洪调度李世勤2014年6月6日水库防洪调度1水库防洪调度基础知识2水库调度任务原则方法

3水库防洪预报调度实例水库防洪调度一、水库调度的基础知识１、水库的定义２、水库的等级３、水库的作用４、水库特征指标水库防洪调度水库防洪调度水库防洪调度一、水库防洪调度基础知识１、水库的定义在河道、山谷峡口、低洼地等处用土、砂、石或混凝土等材料修筑挡水坝，堵住山溪或河道的水流，把坝上游集水面积内的雨水拦蓄起来，形成蓄集水量的人工湖，以调节天然径流，为防洪、灌溉、供水和发电等服务，这样的工程称之为水库（容积10万立方米以上）。水库的组成：水库一般由挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物三部分组成，这三部分通常称为水库的“三大件”。

挡水建筑物-----拦截江河，形成水库或壅高水位，主要有坝、闸、堤；泄水建筑物-----宣泄多余水量、排放泥沙，或为人防、检修而放空水库等，以保证坝体和其他建筑物的安全；主要功能有溢流坝、溢洪道、泄水隧洞、分洪闸；输水建筑物------为灌溉、发电和供水的需要，从上游向下游输水用的建筑物，主要有隧洞、渠道、渡槽等。水库防洪调度水库防洪调度一、水库防洪调度基础知识２、水库的等级水利水电枢纽工程的分等指标水库防洪调度水库防洪调度一、水库防洪调度基础知识３、水库的作用

作用：防洪兴利

------通过拦蓄洪水、调节径流，集中落差，调整水面比降，以满足：防洪、灌溉、发电、供水、生态、环保、航运、旅游、养殖防洪作用包括滞洪作用和蓄洪作用。滞洪作用---洪就是使洪水在水库中暂时停留。当水库的溢洪道上无闸门控制，水库蓄水位与溢洪道堰顶高程平齐时，则水库只能起到暂时滞留洪水的作用。

蓄洪作用----当溢洪道设有闸门时，水库就能在更大程度上起到蓄洪作用，水库可以通过改变闸门开启度来调节下泄流量的大小。由于有闸门控制，在泄洪过程中随时调节闸门开启度来控制下泄流量。

水库防洪调度水库防洪调度一、水库调度基础知识４、水库特征指标

水库为完成不同任务，在不同时期和各种水文情形下，需控制达到或允许（应该）消落到的各种库水位称为水库特征水位；

水库特征水位主要有：正常蓄水位、死水位、防洪限制水位、防洪高水位、设计洪水位、校核洪水位等。相应于水库特征水位以下或两特征水位之间的水库容积称为水库特征库容。水库主要特征库容有：死库容、兴利库容、防洪库容、调洪库容和总库容等。-----水库的特征指标是根据水库任务和流域内水文特征参数、效益指标、水库运行方式和投资确定。防洪限制水位、防洪高水位、设计洪水位、校核洪水位都属与拦洪有关的水库水位，水位高低取决于水库下游保护对象的防洪标准、水库工程等级及设置的泄洪设施，一般可在选定的其他特征水位的基础上进行局部方案比较。水库防洪调度水库防洪调度一、水库防洪调度基础知识４、水库主要指标（特征水位与特征库容）防洪限制水位死水位正常蓄水位防洪高水位设计洪水位校核洪水位死库容兴利库容防洪库容调洪库容总库容水库防洪调度水库防洪调度一、水库防洪调度基础知识４、水库主要指标（特征水位与特征库容）（1）死水位与死库容死水位是指在正常运用情况下，水库允许消落到的最低水位。死水位以下的容积为死库容。死水位作用：保持水电站发电，保持灌溉、航运、泥沙冲淤的影响等正常运用所需的最低水位。

死水位，要根据水库库容特性、综合利用要求以及设计、施工、机电等方面的特殊限制条件，在可能的上下限间拟定多个方案进行比较确定。水库防洪调度水库防洪调度一、水库防洪调度基础知识４、水库主要指标（特征水位与特征库容）（2）正常蓄水位与兴利库容正常蓄水位（也称正常高水位、兴利水位）是指水库在正常运用情况下，为满足设计的兴利要求在供水期开始时应蓄到的最高水位。

正常蓄水位至死水位之间的水库容积称为兴利库容，即调节库容，用以调节径流，提供水库的供水量。

正常蓄水位，要根据库区淹没浸没情况、坝址及库区地形地质条件、河流开发的梯级衔接以及水文特性等，先拟定允许的变动范围，而后再在这一范围内多方案比较，通过各方案的水利动能指标、效益指标和投资等综合确定。水库防洪调度水库防洪调度一、水库调度基础知识４、水库主要指标（特征水位与特征库容）（3）防洪限制水位防洪限制水位是指水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位。在常规防洪调度中，是设计调洪计算和汛期防洪运用时的起调水位，它的拟定关系到防洪和兴利的结合问题，在水库设计和防洪调度中要兼顾两方面的需要。防洪限制水位，关键在于协调防洪与兴利的矛盾，多在拟定在正常蓄水位以下，或与正常高水位一致。水库防洪调度水库防洪调度一、水库防洪调度基础知识４、水库主要指标（特征水位与特征库容）（4）防洪高水位与防洪库容防洪高水位是指在遇到下游防洪对象的设计标准洪水时，经过水库按设计规定的泄洪方式调蓄后坝前达到的最高水位。它是判断为下游防洪和保坝调洪的界限水位。只有水库承担下游防洪任务时，才需确定此水位。

防洪高水位至汛期限制水位之间的水库容积为防洪库容，它用以控制洪水，满足水库下游防护对象的防洪要求。防洪高水位，多拟定在正常蓄水位以以上。

水库防洪调度水库防洪调度一、水库防洪调度基础知识４、水库主要指标（特征水位与特征库容）（5）设计洪水位是指根据工程规模重要性和流域基本资料等情况在水库设计中采用某一种洪水的重现期作为水库设计的依据，即正常运用情况的标准。水库遇到设计洪水时，坝前达到的最高水位。

水库防洪调度水库防洪调度一、水库防洪调度基础知识４、水库主要指标（特征水位与特征库容）（6）校核洪水位与调洪库容、总库容校核洪水位是指水库遇校核标准洪水时在坝前达到的最高水位（又称非常洪水位）。它是水库在非常运用情况下，允许临时达到的最高洪水位。校核洪水位至防洪限制水位（或正常蓄水位）之间的水库容积称为调洪库容；它用以拦蓄洪水，在满足水库下游防洪要求的前提下保证大坝安全。校核洪水位以下的水库容积为总库容，它是一项表示水库工程规模的代表性指标，可作为划分水库等级、确定工程安全标准的重要依据。

河道安全泄量是指某河道或涵闸能安全通过的最大下泄流量，也就是在保证水位时的相应流量，亦代表现有堤防的防洪能力。河道安全泄量是规划设计堤防工程和水库担负下游防洪任务的重要数据,也是拟定防洪措施的主要依据。（允许泄量与河道安全泄量）水库防洪调度水库防洪调度二、水库防洪调度任务、原则及方法１、水库防洪调度任务２、水库防洪调度原则３、水库防洪调度方法水库防洪调度水库防洪调度二、水库防洪调度任务、原则及方法１、水库防洪调度任务

水库防洪调度的核心任务：运用水库的调蓄能力，按来水、蓄水情况、水文预报和水库的工程状况，有计划地对入库径流进行蓄泄。在保证工程安全的前提下，根据水库承担任务的主次，按照综合利用水资源的原则进行蓄泄控制，以达到防洪、兴利的目的，最大限度地满足国民经济各部门的需要。其内容包括：编制水库调度计划及确定各项控制运用指标、拟定水库调度方式、进行洪水过程中的实时调度等。

解决两大矛盾：（１）解决水库自身安全与下游防洪安全的矛盾（２）解决水库防洪安全与兴利效益的矛盾

另，实现特定目标的非常规防洪的水库调度，如：为下游特定工程施工要求服务，……。水库防洪调度水库防洪调度二、水库防洪调度任务、原则及方法１、水库防洪调度任务（１）解决水库自身安全与下游防洪安全的矛盾水库安全与下游防洪安全的矛盾，具体表现：一次洪水过程，从下游防洪出发，要求水库多蓄少泄；从水库安全出发，则又要求水库早泄多泄。

当库区及下游流域发生降雨，降雨过程中是无法判断未来出现洪水标准的。调度水库应达到如下要求：如果本次洪水大小与下游防洪标准相当，则应保证下游河道的泄流量在允许的安全泄量以下或相等；如果本次洪水与原设计或校核洪水相当，则水库下泄流量以库水位不超过设计或校核洪水位为原则；如果本次洪水为可能最大洪水，则应采取有效措施确保大坝安全。解决这个问题的关键就是：确定水库泄洪时间，泄流大小，控制泄流过程等一套合理的蓄泄方案。水库防洪调度水库防洪调度二、水库防洪调度任务、原则及方法１、水库防洪调度任务（２）解决防洪安全与水库兴利效益的矛盾对于综合利用水库来说，处理好水库防洪安全与兴利蓄水的关系是十分重要的，不能因“安全”而完全放弃水库兴利蓄水，更不能因水库的兴利蓄水而不顾水库防洪安全。难点：降雨（水文现象）时空分布的周期规律与其随机规律的把握

解决此矛盾，需要认真分析本地区水文气候现象（降雨洪水）规律，制定分段分级抬高汛期限制水位的方案，准确言判主要降雨季的结束时间，实时作业预报调度时可适时拦蓄洪水过程和尾洪，提高水库的兴利蓄水。

水库防洪调度水库防洪调度二、水库防洪调度任务、原则及方法２、水库防洪调度原则

→确保工程安全置于首位；→防护区的洪灾总损失最小化;

→兴利服从防洪,防洪兼顾兴利；

→合理制定防洪调度方案,严格执行调度方案；

→实时预报调度务必留有余地。水库防洪调度

水库防洪调度二、水库防洪调度任务、原则及方法３、水库防洪调度方法一是对于正常运行的水库，完全依据水库设计确定的调度原则进行调度。常称规程调度。二是应用现代通信技术、信息采集技术和洪水预报技术，进行水库防洪调度，常称水库防洪预报调度（也称水库防洪风险调度）

水库防洪调度水库防洪调度二、水库防洪调度任务、原则及方法３、水库防洪调度方法（1）规程调度规程调度具体应用一般是：在调度中严格按照所用的判别条件（如防洪特征库水位、入库洪峰流量等）决定水库的蓄泄量。在水库防洪标准以内按下游防洪要求调度，来水超过水库防洪标准，则以保大坝安全为主进行调度。下游防洪调度方式一般有固定或控制下泄量方式及补偿调节方式。水库防洪调度水库防洪调度二、水库防洪调度任务、原则及方法３、水库防洪调度方法（1）规程调度例如：柘林水库防洪设计调度原则：

a、在保证大坝安全的前提下，当坝址洪水小于50年一遇洪水时，为下游承担防洪任务，下泄流量加潦河来水不超过6500立方米/秒。当区间洪水超过6500立方米/秒时，水库仅下泄发电流量。这就是水库对下游进行补偿调节方式；

b、当坝址洪水为50年一遇至200年一遇之间时，正常溢洪道和泄洪洞全部开启。但此时泄流建筑物（正常溢洪道＋泄洪洞＋发电站）泄流量在4100米3/秒左右，远小于入库洪峰流量（11950立方米/秒），水库拦蓄了大量的洪水，从而减轻了下游防洪压力。

c、当柘林水库遭遇超过200年一遇（扩建后310年一遇）洪水，且库水位达69.40米时，开启非常溢洪道闸门泄洪(柘林水库遇到小于200年一遇的洪水时，只考虑开启正常溢洪道和泄洪洞泄洪)。水库防洪调度水库防洪调度二、水库防洪调度任务、原则及方法３、水库防洪调度方法（1）规程调度又如：万安水库防洪设计调度原则：A级：当8800m3/s<Q入库<9550m3/s时，水库开始蓄水，下泄流量按8800m3/s控制。（拦蓄流量0-750m3/s）B级：当9550m3/s<Q入库<12000m3/s时，水库蓄水量按750m3/s控制。（保持拦蓄流量750m3/s）C级：当Q入库>12000m3/s时，水库蓄水量按4000m3/s控制。（保持拦蓄流量4000m3/s）D级：当万安水库库水位蓄至93.6m3/s时，水库按入库流量敞泄，当Q入库<8800m3/s时，按8800m3/s下泄，库水位回落至88.00米时停止供水，保持88.00米库水位进入正常工作状态。水库防洪调度水库防洪调度二、水库防洪调度任务、原则及方法３、水库防洪调度方法（2）水库防洪预报调度

a、水库防洪预报调度的定义

----依据实时预报的洪水过程，实施水库防洪调度的方法。

与规程调度相比，规程调度是依据实测的入库洪水过程实施的水库洪水调度的方法。水库防洪调度水库防洪调度二、水库防洪调度任务、原则及方法３、水库防洪调度方法（2）水库防洪预报调度

b、实施水库防洪预报调度的原则仍然要遵循水库设计的防洪调度原则，其设计洪水位、校核洪水位、汛限水位、下流安全泄量仍是其约束的条件。水库防洪调度水库防洪调度二、水库防洪调度任务、原则及方法３、水库防洪调度方法（2）水库防洪预报调度

c、实施水库防洪预报调度的条件→水库所在流域有较为完善的雨情、水情自动测报系统

→满足信息报送、处理的通信及计算机网络→流域内较为完善的可靠的洪水预报模型，并开发了较为可靠的洪水预报调度系统

→洪水预报调度技术人员的素质要求（流域内防洪要求、洪水预报基本知识、水库工程运行要求、水库调度的基础知识）水库防洪调度水库防洪调度二、水库防洪调度任务、原则及方法３、水库防洪调度方法（2）水库防洪预报调度d、水库防洪预报调度过程水库防洪调度水库防洪调度二、水库防洪调度任务、原则及方法３、水库防洪调度方法（2）水库防洪预报调度e、水库防洪预报调度优点

提高水库的防洪效益。通过预报对降雨过程、入库洪水有一个的判断，一方面可采取预泄方式，提前腾出库容，增加水库的防洪能力，另一方面，通过对下游洪水汇流的预报，对特定的防护对象，增加削峰、错峰能力。同时帮助决策者科学拟定防洪目标。

提高水库的兴利效益。通过预报对入库洪水有一个比较准确的判断，可在进行调度中少弃水，或不弃水。

目前全国正在开展的水库动态汛限水位的研究，就是基于水库防洪预报调度理论开展的。水库防洪调度水库防洪调度三、水库防洪调度实例

1、廖坊水库2010年６月实时调度2、江口水库2010年６月实时调度3、上犹江水库2002年10月实时调度

水库防洪调度水库防洪调度三、水库防洪调度实例

１、廖坊水库2010年６月实时调度（1）2010年度汛计划

经省防总2010年第一次成员会议审定，省防总批准下达的《2010年江西省重点水工程度汛方案》规定，廖坊水库2010年4至9月汛限水位为61.00米。水库防洪调度水库防洪调度三、水库防洪调度实例

１、廖坊水库2010年６月实时调度（2）调度基本思路

廖坊水库调度在依据其调度方案的同时，重点考虑的几个因素：①廖坊水库为未竣工验收的水库；②库区防护工程八堡堤加固建设未完工；③2008年6月进行八堡堤渗漏试验，最高库水位为64.98米，水位超过62.00米时，八堡堤堤内开始出现渗漏险情，随着库水位抬高险情愈加严重。

拟定防洪目标：在保证水库安全的前提下，最高水库坝前水位控制在65米。根据流域降雨及各主、支流洪水传播时间，进行削峰、错峰调度，尽力减轻下游的防洪压力。强降雨过程结束后，为保证唱凯堤堵口顺利进行，保持水库有一定调节库容，为封堵合龙期间人仰马翻创造条件。水库防洪调度水库防洪调度三、水库防洪调度实例

１、廖坊水库2010年６月实时调度（3）主要调度过程

廖坊库区降雨：６月16日－20日，总降雨量达371毫米。通过提前满发，17日0时，库水位已降至60.22米，低于汛限水位0.78米，腾出库容1400万立方米。－－完成了一个不弃水的预泄水库防洪调度水库防洪调度三、水库防洪调度实例

１、廖坊水库2010年６月实时调度（3）主要调度过程

①至18日14时，降雨量已达105毫米，库水位快速上涨，18日15时库水位达61.11米，超汛限0.11米，15时30分，省防总下达了第64号调令，按1200秒立米泄洪。②根据18日16时预报，最大入库流量将达2190秒立米，如继续按照1200秒立米下泄，最高库水位将达65.54米。18日17时，库水位61.22米，入库流量1590秒立米，省防总下达第66号调令，按2000秒立米下泄；③根据18日23时预报，最大入库流量将达2860秒立米，如继续按照2000秒立米下泄，最高库水位将达64.01米。19日0时，库水位62.07米，入库流量3530秒立米，0时20分，省防总下达第67号调令，按2500秒立米下泄；水库防洪调度水库防洪调度三、水库防洪调度实例

１、廖坊水库2010年６月实时调度（3）主要调度过程

④截止到19日3时，库区降雨量达127毫米，根据19日3时30分预报，如将下泄流量增加到3000秒立米控制，最高库水位为63.75米。3时30分，库水位62.76米，入库流量3880秒立米，省防总下达第68号调令，按3000秒立米下泄；⑤截止到19日7时，库区降雨量达158毫米，库水位以0.15米/小时左右的速度上涨，根据19日7时30分预报，最大入库流量达4487秒立米，如将下泄流量在8时增加到4000秒立米控制，最高库水位为64.12米。19日7时30分，库水位63.38米，7时40分，省防总下达第69号调令，按4000秒立米下泄；⑥截止到19日12时，库区降雨量达169毫米，在12时按5000秒立米出流分析，最高库水位可降至63.44米。考虑后续可能继续降雨，12时，省防总下达第71号调令，按5000秒立米下泄。水库防洪调度水库防洪调度三、水库防洪调度实例

１、廖坊水库2010年６月实时调度（3）主要调度过程

⑦20日23时，库水位继续上涨到64.88米，水库入库流量仍达6220秒立米，仍然超过出库流量1220秒立米，根据预报，如果继续按5000秒立米下泄，库水位将继续上涨到66.28米以上，大大超过上游八堡堤2008年渗漏实验时最高水位。此间，廖坊库区、廖坊与廖家湾区间出现同步集中强降雨，抚河支流临水流域也出现集中强降雨，预报娄家村站21日4时洪峰水位将达41.50米，超警戒2.7米，廖家湾站21日6时洪峰水位42.60米。根据廖坊水库调洪演算结果，考虑到廖坊水库至廖家湾站传播时间约为9小时，省防总推迟加大泄量时间，直至22时45分，下达第80号调令，按5500秒立米泄洪，与娄家村预报洪峰水位进行错峰调度，使下游干流洪峰与支流洪峰不遭遇。21日0时，抚州市防指启动Ⅰ级应急响应，加强了防汛值守，据此，省防总于1时30分下达第82号调令，将下泄流量减至5000秒立米，21日14时，减至4500秒立米下泄，此后，逐步减少出库流量，直至22日16时，按3000秒立米下泄。水库防洪调度水库防洪调度三、水库防洪调度实例

１、廖坊水库2010年６月实时调度－－结论

在本次调度过程中，水库入库流量达最高7020秒立米，对应水库垻下，最大出库流量5500秒立米。削减洪峰流量1520秒立米，对应抚河廖家湾站，削减洪峰流量2020秒立米（错峰后对应廖坊水库下泄流量为5000秒立米）。21日4时40分，廖坊水库最高水位达65.03米，超过历史最高水位（2008年6月19日64.98米）。水库防洪调度水库防洪调度水库防洪调度2、江口水库2010年6月防洪调度实例

江口水库2010年6月24日至26日调度过程时间库区平均降雨库水位入流出流水库调度2010/6/2320:00

68.14235446

2010/6/2410:00100.068.12687616左岸溢洪道开启二孔泄洪，机组满发2010/6/2411:005.568.13747798左岸溢洪道三孔泄洪，机组满发2010/6/2413:001268.191080927左岸溢洪道二孔、右岸溢洪道二孔泄洪，机组满发2010/6/2415:00

68.3114801144左岸溢洪道三孔、右岸溢洪道二孔泄洪，机组满发2010/6/2420:40

68.720801039左岸溢洪道二孔、右岸溢洪道二孔泄洪，机组满发2010/6/259:00

69.5820101139左岸溢洪道三孔泄洪，机组满发2010/6/2522:00

69.75952952左岸溢洪道二孔泄洪，机组满发（调度命令要求20时30分执行）2010/6/267:30

69.58544556左