第四章第4节水库防洪调度

第四节水库(shuǐkù)防洪调度共三十二页水库(shuǐkù)防洪调度水库防洪调度是指利用水库的调蓄作用和控制能力，有计划地控制调节洪水(hóngshuǐ)，以避免下游防洪区的洪灾损失。不承担防洪任务的水库，为保证工程本身的防洪安全而采取的调度运用措施，通常也称为水库防洪调度。水库调度包括：防洪调度、兴利调度。共三十二页一、水库防洪调度的任务、原则和内容任务：根据规划设计或防洪复核选定的水库工程洪水标准（设计标准和校核标准）和下游防洪对象的防洪标准，结合当年水库的挡水建筑物、泄洪设施和配套工程的实际情况，按照水库、下游河道堤防及分蓄洪区防洪体系联合运用原则及泄洪方式，在确保水库工程安全的前提下，通过控制(kòngzhì)水库泄流对入库洪水进行调蓄，以保障上、下游防护对象的安全，并尽可能使水库取得最大的综合效益。共三十二页为了完成上述任务，必须遵循的原则是：在确保水库工程(gōngchéng)安全的前提下，最大限度地发挥水库对上、下游的防洪作用；在满足第一条原则基础上，正确处理防洪与兴利的关系，尽量使防洪库容结合兴利，并力求少留调洪库容，且通过预报调度重复利用，提高水库综合效益；力求合理核定调洪参数，使制定的调洪规则和防洪调度图既安全可靠，又切合实际；应根据洪水预报来拟定和不断修正泄洪方式，尽量使下泄流量均匀，以减轻下游的防洪压力。共三十二页水库防洪调度的主要内容：不定期的复核水库防洪参数（汛限水位(shuǐwèi)、最高洪水位(shuǐwèi)等）；根据水库工程洪水标准及水库对下游承担的防洪任务，确定水库洪水调度方式和控制泄流的判别条件；制定防御超标准洪水的非常措施及其使用条件；根据原规划设计或复核修正后的规划设计，结合现状，编制水库防洪调度方案和当年度汛计划，在遭遇洪水时，据此进行实时防洪调度。包括汛期分期调度，承担下游防洪任务的分级控制泄流，以及水库群的联合防洪调度。共三十二页二.防洪(fánghóng)标准水库防洪标准反映水库抗御洪水的能力，分为水工建筑物的防洪标准和下游防护对象的防洪标准两类。1．水工建筑物的防洪标准水工建筑物的防洪标准是为确保大坝等水工建筑物安全的防洪设计标准。对于永久性水工建筑物，按其运用条件，分为设计标准与校核标准两种情况：设计标准又称正常标准，用来决定水库的设计洪水位，当这种洪水发生时，水库枢纽的一切工作要维持正常状态；校核标准用来决定校核洪水位，在这种标准洪水发生时，可以允许水库枢纽的某些正常工作和次要建筑物暂时遭到破坏(pòhuài)，但主要建筑物(如大坝、溢洪道等)必须确保安全。共三十二页二.防洪(fánghóng)标准2．下游防护对象的防洪(fánghóng)标准:当水库承担下游防洪(fánghóng)任务时，需考虑下游防护对象的防洪(fánghóng)标准。在该标准洪水发生时，经水库调蓄后，使通过下游防洪(fánghóng)控制点的流量不超过河道的安全泄量(允许泄量)。当下游防护对象距水库较远，水库至防洪(fánghóng)控制点之间的洪水较大时，控制水库泄量还应考虑区间洪水遭遇问题。共三十二页三、水库防洪(fánghóng)特征水位

水库防洪特征水位包括防洪高水位、防洪限制水位、设计洪水位和校核洪水位四项。在特征水位的选择中，通常应全面考虑水库工程规模、泄流能力、调洪方式以及所担负的防洪任务等情况，通过拟定不同(bùtónɡ)的调洪运用方式进行调洪计算，综合分析比较确定。

共三十二页1．设计洪水位与校核洪水位选择设计洪水(hóngshuǐ)位和校核洪水(hóngshuǐ)位与水库泄洪建筑物泄洪能力的大小直接有关，它们分别是水库在正常运用和非常运用情况下，允许达到和允许临时达到的最高洪水(hóngshuǐ)位，其数值是挡水建筑物稳定计算和安全校核的主要依据。因此应分别根据相应大坝设计标准和校核标准的各种典型洪水(hóngshuǐ)，以及泄洪建筑物的类型和泄洪能力，按拟定的调洪方式自防洪限制水位起进行调洪计算求得。共三十二页2．防洪高水位选择水库防洪高水位及防洪库容的选择，通常是与下游防护对象的防洪标准的确定同时(tóngshí)进行的，并应进行各种方案的比较。首先，根据下游防护对象的重要性以及水库可能提供的防洪库容，初拟几个可供比较的下游防洪标准；再据相应标准的设计洪水，拟定防洪调度方式，进行调洪计算，求出所需的防洪库容及相应的防洪高水位。下游防洪标准及水库防洪高水位、防洪库容的选择，需在技术经济比较的基础上合理确定。

共三十二页3．防洪限制水位选择防洪限制水位是汛期水库为兴利目的蓄水允许达到的限制水位。它的选择关系到防洪与兴利的结合问题。其值定得过高，对防洪安全不利；过低，又难以保证兴利目标的实现。因此(yīncǐ)，具体拟定时要兼顾防洪与兴利两方面的需要。共三十二页对于下游有防洪任务(rènwu)的水库而言，防洪限制水位、正常蓄水位和防洪高水位的关系，通常有三种情况：

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(1)防洪与兴利完全不结合。防洪限制水位与正常蓄水位相同，防洪高水位在正常蓄水位以上，防洪库容全部置于正常蓄水位以上。这种情况防洪效益与兴利效益不矛盾，防洪调度比较单一，只要满足防洪任务即可。适合于洪水在汛期随时都可能发生，必须在整个(zhěnggè)汛期都留出防洪库容的水库，遇到设计枯水年时，汛后不能保证水库的充蓄。

（图a）共三十二页(2)防洪与兴利完全结合。防洪限制水位低于正常蓄水位，正常蓄水位与防洪高水位相同，防洪库容全部置于正常蓄水位以下。适合于洪水在汛期发生(fāshēng)很有规律的水库，即使遇到设计枯水年，也有把握充满水库。（图b）共三十二页(3)防洪与兴利部分结合。这种情况，防洪限制水位低于正常蓄水位，防洪高水位高于正常蓄水位，防洪库容部分置于正常蓄水位以下(yǐxià)。相结合的那部分重叠库容，汛期用于防洪，汛后用于兴利。这种方式适合于在设计枯水年能部分充蓄防洪库容的情况。

（图c）共三十二页常见的防洪调度(diàodù)方式有：1、固定泄洪调度；2、防洪补偿调度；3、防洪预报调度。四、水库防洪(fánghóng)调度共三十二页1、固定(gùdìng)泄洪调度固定泄洪调度的方式(fāngshì)有固定泄量方式(fāngshì)和固定泄流设备方式(fāngshì)两种情况。固定泄量调度方式的调度原则是：当来水不超过下游防洪标准洪水时，根据上游来流量的大小，水库按不超过下游河道安全泄量控制分级固定泄流，大水多泄、小水少泄。当来水超过下游防洪标准后，按下游安全泄量固定泄水。超过安全泄量的部分水量蓄在库内，直到入库流量退至安全泄量，库水位达到防洪高水位。此后水库水位自然消落，直至防洪限制水位，泄洪停止。这种调度方式适用于水库距下游防洪控制点较近，区间洪水较小的情况。共三十二页1、固定泄洪(xièhónɡ)调度在水库实际运行(yùnxíng)中，为了减少泄洪闸门的频繁启闭，往往采用固定孔数的调度方式，即开启闸门的孔数，随着上游洪水来量的多少而增减。这样，下泄流量会随着库水位的涨落有一些变化，但仍小于或等于q安为控制条件。共三十二页2、防洪(fánghóng)补偿调度

当水库距防洪控制点较远、区间洪水较大时，采用补偿调度的方式，能比较有效地利用防洪库容和满足下游防洪要求。这种调度方式的基本原则是：当区间洪水大时水库少放水，区间洪水小时水库多放水，使水库泄流量与区间洪水流量之和不超过防洪控制点河道的安全泄量。实施补偿调节后，下游防洪控制点的安全性提高了，而水库本身的防洪任务却暂时(zànshí)加重了。共三十二页2、防洪(fánghóng)补偿调度

防洪补偿调节是一种理想化的调洪方式。但受各种条件限制，常常只能近似地应用防洪补偿调节方式，所谓错峰调度便是其中的一种。错峰调度方式的做法是，在区间洪峰流量可能出现的时段内，水库按最小的流量下泄(甚至关闸停泄)，以避免水库泄流与区间洪水组合超过防洪控制点的安全泄量。采用错峰调度方式必须(bìxū)合理确定错峰期的限泄流量。共三十二页3、防洪(fánghóng)预报调度

根据预报进行防洪调度，能充分发挥水库的防洪效益，协调水库防洪与兴利的矛盾。这种调度方式是根据水文气象预报成果，赶在洪水(hóngshuǐ)来临之前预泄部分防洪限制水位以下的库容，以迎接即将发生的洪水(hóngshuǐ)。对于有兴利任务的水库，其预泄水量的确定，一般以该次洪水(hóngshuǐ)过后水库能回蓄到防洪限制水位不致影响兴利效益为原则。现阶段多依据短期水文气象预报进行预泄。短期预报的预见期一般在1-3d内，其精度可达80％以上。因此考虑短期水文气象预报进行水库防洪调度具有较高的可靠性。共三十二页4、防洪(fánghóng)与兴利联合调度

对于综合利用水库，防洪则要求整个汛期留出防洪库容以滞蓄洪水，而兴利则希望汛期多蓄水以确保和提高兴利效益。为了妥善解决防洪与蓄水的矛盾，既确保水库安全并在一定程度上满足下游的防洪要求，又尽量(jǐnliàng)多蓄水兴利，是水库汛期控制运用的一项重要任务。

共三十二页4、防洪与兴利联合(liánhé)调度

1）分期设置防洪限制对于洪水在汛期各个时段具有不同规律的河流，可以分时段预设不同的防洪库容，即设置不同的防洪限制水位。这样，既可以满足不同时期所需防洪库容的要求，又可以确保汛末兴利库容能蓄满。汛期各时期的划分，主要根据(gēnjù)水文气象规律，从暴雨、洪峰、洪量、洪水出现日期等方面分析研究。分期不宜太多，常以2或3期为宜。对于分期设置防洪限制水位的水库，一般要求具有较大的泄洪能力，还须考虑到下游河道的承泄能力。

共三十二页4、防洪与兴利联合(liánhé)调度

2）根据短期预报预泄或超蓄如果水库具有一定的泄洪能力，还可以(kěyǐ)根据短期洪水预报有意使水库在汛期超蓄些水，即使库水位高于防洪限制水位，以增加兴利效益。赶在洪水来临之前，迅速泄掉超蓄水量，将库水位降至规定的防洪限制水位，泄洪量应以保证下游安全为前提。待该次洪水过后，还可以(kěyǐ)再次超蓄，等下次洪水到来之前，再次将库水位降至防洪限制水位。共三十二页4、防洪(fánghóng)与兴利联合调度

3）适时掌握汛末蓄水时间汛末何时或从什么(shénme)水位开始蓄水，在水库运行调度中十分重要。如果蓄水过早，后期来洪可能造成上淹下冲的洪水灾害，大坝也不安全；如果蓄水过迟，洪水尾巴未拦住，水库可能蓄不到设计兴利水位，从而影响供水期的兴利效益。共三十二页5、确保水库工程安全(ānquán)的防洪调度

水库规划设计为确保枢纽工程安全，要求水库在正常运用即遭遇设计标准洪水时，库水位(shuǐwèi)不超过设计洪水位(shuǐwèi)；在非常运用即遭遇校核标准洪水时，库水位(shuǐwèi)不超过校核洪水位(shuǐwèi)。正常运用是利用正常泄洪设施如溢洪道、泄洪洞等宣泄洪水。通常是按照预先拟定的运用方式蓄泄洪水，控制库水位不高于设计洪水位。共三十二页5、确保水库工程安全的防洪(fánghóng)调度

非常运用是利用非常泄洪设施如非常溢洪道或可破副坝等，在遇非常洪水时启用以临时增大泄洪能力。对于校核洪水比设计洪水大很多，尤其是当采用可能最大洪水为校核洪水的水库，设计时除需布置正常泄洪建筑物外，通常需在库区适当位置安排工程比较简易的非常泄洪设施。需要注意的是，非常泄洪设施一旦启用，其造成的后果往往十分严重，或造成下游严重的淹没损失，或冲毁部分水工建筑物，严重影响水库效益的发挥，因此应慎重拟定其合理的启用条件。通常以库水位略高于设计洪水位，或以入库(rùkù)流量略超过设计洪峰流量且有上涨趋势时作为启用非常泄洪设施的判别指标。调洪能力较大的水库，以库水位为启用指标比较可靠，且易于掌握；库容较小，或设计洪水位与校核洪水位相差不大的水库，以入库(rùkù)流量作为启用指标比较安全。共三十二页六、水沙联合(liánhé)调度

我国江河泥沙问题突出，特别是在多沙河流上修建水库，更应充分重视因泥沙淤积(yūjī)引起水库库容损失及其带来的负面影响。在水库规划设计及运行管理期间，充分重视泥沙的出路，考虑水沙联合调度是十分重要的。即根据水库的具体情况，拟定水沙联合调度运用方式，安排低水位、大流量的泄洪能力，适时利用泄流将大部分泥沙排出库外，从而确保水库能长期保留一定有效库容。共三十二页六、水沙联合(liánhé)调度

1．蓄清排浑方式的特点是，在洪水沙多季节，降低库水位甚至空库迎洪排沙，使库区河道尽量接近天然情况，除部分较粗颗粒泥沙淤积外，大部分细颗粒泥沙可以被水流带出库外。待主汛过后再开始蓄水，蓄水时期的淤积量，待次年汛前通过降低库水位冲出库外。通过大量计算与模型试验证明，汛期滞洪(zhìhónɡ)和汛后蓄水时所淤积的泥沙，大部分可以在当年或次年汛前低水位运行时排往下游。2．蓄水运