浅析多功能水库调度的发展趋势——以东方红水库为例

浅析多功能水库调度的发展趋势——以东方红水库为例

摘要：本文首先介绍了水库调度的相关基本知识，简单阐述了相关优化调度的

方法，以某一具有防洪、供水、发电、灌溉等多任务的中型水库为例进行分析，

针对当前水库调度方式中存在的问题及其发展趋势进行研究分析，以期为有关方

面提供参考借鉴。

关键词：水库；调度；优化；发展

前言

在经济发展迅速的当下时期，各行业对水资源的需求量不断提升，具有灌溉、供水、发电等多功能的水库仅重点考虑防洪调度已经远远不也能满足现在的发展

需要，因此科学地对水库进行优化调度，控制协调影响水库调度的相关因素，对

于流域水资源开发利用以及生态环境的保护，都具有极大的现实意义。

1 水库调度方法

水库调度是以泄洪和供水来决策的一个变量，主要输入是水库的来水，主要

状态是水库的蓄水，然后根据多种目标来决策相关的问题。水库调度根据调度的

方法和原理，可以分为优化调度和常规调度。常规调度的基础是水量的平衡结合

调洪演算和水能计算，常规调度的依据是已经定好的调度规则，满足确定好的任

务而进行的水库蓄泄水的一个过程叫做常规调度。而优化调度相对比较复杂，主

要依靠构造的目标函数，然后充分考虑各种限制条件之后，从而建立的一种进行

优化调度的数学模型，根据该模型设计出一种最优化的技术，使得函数达到极值，优化调度就是通过这种方式来控制水库的水量。

线性规划、动态规划、非线性规划是常规优化方法，但仅针对单一目标，然

而要想实现水库的综合利用，一定要考虑多个目标，一定要协调各个目标任务的

矛盾性和协调性，只有这样才能综合利用水库资源，提高综合效益。

2 水库综合利用调度

2.1调度原则的确定

当前水库调度已经成功实现了从单目标到多目标的综合调度，实现了单一调

度到库群联合调度，也实现了常规调度到优化调度，但归根结底，水库的调度原

则需根据水库的调度目标和任务确定：

东方红水库调度目标：重点保障灌溉、供水，兼顾防洪、发电等综合效益，

统筹安排，确保大坝安全。

东方红水库调度任务：灌溉调度、供水调度、防洪调度、发电调度、泥沙调

度和生态调度。

因此确定东方红水库的调度原则为：坚持“安全第一，统筹兼顾”的原则，在

保证水库工程安全、服从防洪总体安排的前提下，协调防洪、兴利等任务及社会

经济各用水部门的关系，发挥水库综合利用效益。具体按设计确定的参数、指标

及有关运用原则，充分利用水库调节功能，保证灌溉、供水，确保防洪安全，争

取多发电，正确处理各项开发任务的需求，在确保工程安全的前提下，充分发挥

水库以灌溉、供水为主的综合利用效益。

2.2 多目标调度

根据前文确定的调度原则，在保证防洪的前提下，东方红水库的供水顺序为

优先向灌溉供水、其次向城镇生活供水和企业供水，最后考虑发电，兼顾生态用水。东方红水库的供水顺序为①灌溉；②银海水厂；③古斗村和古兜温泉生活

用水；④江门市新会区银湖湾引水；⑤广东新会发电厂天然气发电项目生活用

水；⑥发电。

供水量及供水过程见表2.2-1。

表2.2-1 东方红水库供水量及供水过程单位：万m³

在此基础上结合水库基本资料，拟定供水调度图，供水调度图由水库特征水位线（死水位、正常蓄水位、防洪限制水位）和水库调度线（保证供水线、降低供水线）组成，以时间

为横坐标、水库水位为纵坐标，将水库分为三个时空区域，并根据面临时段的库水位所在区域，拟定水库供水量。水库调度图包括保证供水区、加大供水区、降低供水区等。

（1）保证供水区。上限为保证供水线，下限为降低供水线。当面临时段的库水位位于此

区时，水库按保证供水量方式供水。

（2）加大供水区。上限为防洪限制水位线或正常蓄水位线，下限为保证供水线。当面临

时段的库水位位于此区时，水库可加大供水（或发电），按加大供水量方式供水。

（3）降低供水区。上限为降低供水线，下限为死水位。当面临时段的库水位位于此区时，水库按降低供水量方式供水，这时总供水量应在保证供水量基础上减小一定比例，并优先保

障供水顺序靠前的用水户。

图2.2-1 东方红水库调度图

通过上图可以看出，在保证防洪的前提下，当面临时段的库水位处于保证供水区时，水

库按保证供水量方式供水；当面临时段的库水位处于加大供水区时，水库可加大供水，按加

大供水量方式供水；当面临时段的库水位处于降低供水区时，水库降低供水量方式供水，优

先保障供水顺序靠前的用水户。

发电调度则服从于供水调度，平时调度预测到将有多少降雨量时，可先利用发电排出相

应水量，另外当水库水位高于保证供水位时，也可利用发电将水位降至保证供水位。

生态用水尽量利用灌溉、发电尾水作为生态保护用水。

3 水库综合利用调度的发展趋势

水库的综合利用调度非常复杂，具有多阶段性、动态性、模糊性、随机性等特点，而且

还要综合考虑多个目标的解决措施。

3.1 动态水位或分时段水位控制

固定水位控制是当前水库汛期的主要控制，随着分期洪水预报精准度的不断提高，应结

合水库实际情况，区分汛期和非汛期，设立不同的防汛限制水位，通过水库调度，动态控制

和分时段控制水库库容，增加水库库容利用能力。

3.2 人工智能的实时决策、水库的实时调度

在对水库调度做出决策之前，一定要根据灾情、工情以及水情来进行，水库的灾情是瞬

息万变的，管理者在做出水库调度实时决策中，决策者的经验也是非常重要的一种因素。除

了汛期调度、决策以外，具有灌溉、供水、发电等功能的水库，还应对干旱年进行提前预判，根据来水量、用水量等数据，决策分析，提前预留水库库容，保证水库灌溉、供水功能。

3.3 风险调度

当前在进行水库调度的时候，一般都是根据经验来确定是否需要进行调度，但是往往在

实际中，水库调度受到很多不可控制因素的影响，不管是为了兴利供水还是为了防洪减灾，

都有很大的风险性。水库调度的技术在不断地发展，决策者对于水库调度的风险也有了进一

步的认识，因此，在今后的水库调度中，决策者将会考虑多方面的因素，经过风险分析后，

做出最终的水库调度。

4 结语

综上所述，随着水资源的日益紧缺，应对具有灌溉、供水等多功能水库进行多目标调度，优化调度方案，在服从防洪总体安排保证水库工程安全的前提下，将供水调度纳入水库调度

统一考虑，逐步形成防洪、兴利与生态协调统一的水库综合调度方式，从而实现可持续发展

的水库调度。

参考文献：