丹江口水库调研

丹江口水库调度自动化系统开发及应用

胡永光董付强

丹江口水利枢纽管理局，湖北丹江口(442700)

E-mail：djksq@

摘要：水调自动化系统是电网调度自动化的一个重要组成部分，是充分发挥水库综合效益的有力支撑。主要进行与水库运行有关的监视、预报、调度和管理。系统基于对历史资料的收集整理，通过对实时水文、气象、水库运行等信息的自动采集，利用数据库管理技术，进行实时水文预报、调洪演算、优化调度和水务综合管理等，提供满足防洪、发电、灌溉及其他综合利用要求的水库调度决策方案。本文对丹江口水库调度自动化系统的开发内容做了主要介绍，并对系统建成以来的效益做了简要分析，认为系统的应用为水库带来了巨大的社会效益和经济效益，是值得大力推广的非工程措施。

关键词：水调自动化系统；开发；效益；非工程措施

1．引言

1.1 流域概况

丹江口水利枢纽位于汉江与支流丹江汇合口下的丹江口市，水库控制流域面积95200 Km2，占汉水流域面积的60%。丹江口水利枢纽工程是一座以防洪为主，兼顾发电、灌溉、航运、养殖等综合利用效益的大型水利工程，它不仅是治理开发汉水的关键工程，又是南水北调工程中线方案的水源地，在国民经济中起十分重要的作用。

汉江是长江中游最大的支流[1]，发源于陕西省秦岭南麓，干流流经陕西、湖北两省，于武汉市汇入长江，全长1577Km，落差1964m。北以秦岭及外方山与黄河流域为界；东北以伏牛山及桐柏山与淮河流域为界；西南以大巴山及荆山与嘉陵江和沮漳河等相邻；东南为汉江平原，水系纷繁。流域面积为15.9万Km2。

汉江流域地势西北高，东南低。水系成叶脉状，自上而下主要支流有任河、洵和、甲河、堵河、丹江、南河、唐白河等。丹江口以上为上游，干流河段长925Km，集水面积9.52万Km2；丹江口至钟祥河段称中游，河长270Km，集水面积4.68万Km2，多为丘陵与河谷盆地；钟祥以下至汉江河口为下游,河长382Km,集水面积1.7万Km2,是汉江平原地带,河道弯曲,水流较缓。

干流沿岸有汉中、安康、十堰、襄樊、荆门、潜江、仙桃、武汉等大中城市。汉江中下游沿岸平原和河谷阶地及上游汉中盆地是重要农业区。流域内交通运输发达，是我国重要的内河水运通道。汉江流域示意图见图1。

图1 汉江流域示意图

1.2 工程概况

丹江口水利枢纽工程于1958年9月动工兴建，1967年11月下闸蓄水，1968年第1台机组发

电。1973年底，初期工程包括大坝，六台15万Kw发电机组，溢洪道，通航建筑物，引水闸

等全部建成。丹江口水利枢纽工程属一等工程，挡水建筑物为一级水工建筑物。

丹江口水库大坝按千年设计，万年校核。初期工程（目前）水库正常蓄水位157m,相应

库容174.5亿m3,有效库容102.2亿m3，防洪库容78～56亿m3，是一座年调节水库。汛期限制

水位7～8月为149m,9月为152.5m,10月1日开始蓄水，最高可至157m。电站装机容量90万Kw,

保证出力24.7万Kw,设计年发电量38.3亿Kwh。升船机可通过150万吨驳船，设计年货运量可

达80万吨，引水渠首可引水600m3/s。水库初期规模主要特征值见表1。

表1 丹江口水利枢纽工程初期规模特征指标表

指标单位特征值

坝顶高程m 162.0 正常蓄水位m 157.0 相应库容亿m3174.5

死水位m 139.0 相应库容亿m372.3

调节库容亿m3 98.0～102.2

夏汛限制水位m 149.0 预留防洪库容亿m376.7

秋季汛限水位m 152.5 预留防洪库容亿m355.0

正常蓄水位水库面积Km2 745.0

1.3 系统开发目的

随着社会经济的发展，丹江口水库在防洪中的地位和作用越来越突出，如何更合理地运

用水库工程科学地调度洪水，最大限度地发挥丹江口水库的防洪发电效益，是丹江口水库防

洪调度管理工作的一项重要任务。

为了对实时雨水情做出更迅速的反映[2]，做到适时自动采集雨水情信息，及时准确做出

防洪预报，及早提出调度方案和意见，为各级防洪指挥决策部门提供支持，减轻下游洪水灾

害，在国家防总办公室的领导和支持下，丹江口作为第三批试点建设单位之一，开发了本套

系统。

2．系统开发内容及其功能

根据丹江口水库的实际情况，丹江口水库调度自动化系统共分五个子系统：基本信息查

询管理、水雨情实时信息查询管理、防洪预报调度、发电兴利调度管理和水文历史数据库维

护管理等。

该系统基本涵盖了丹江口水库调度的业务工作，是一个综合性的大型水调自动化系统如

图2。

图2丹江口水库调度系统组织结构图

2.1基本水情查询子系统

本子系统是为来丹江口参观访问的人了解丹江口水利枢纽及汉水流域而专门设计的，即以图、表方式简要介绍了水库流域的基本信息，水文特性，工程效益，管理状况，水利工程设施，大坝安全监测，下游情况，自动测报等内容;通过浏览图片了解枢纽工程的水工设施、流域规划设计、水库防洪调度、流域风光等；充分利用多媒体技术，实现了对文本、图形、影像的交互式管理与显示功能。

2.2水雨情实时信息查询管理子系统

水雨情实时信息查询管理子系统包括值班输入，遥测数据查询，了解水雨情数据的实时变化，设定系统与遥测系统关系等功能。具体功能如下：

2.2.1 水情信息查询

包括河道、水库水情查询，遥测数据、报汛数据处理和特征值查询等模块。对水库站、河道站及雨量站的时段、日、旬、月的各项运行数据进行查询并整理。具体表现在以下几个方面：

丹江口水库相关数据：丹江口水库运行日、月、年报表，某段时间内的运行特征值统计，上游水位、入库流量、出库流量过程图形显示，洪水相关因素（洪峰、洪量、频率等）的统计计算。

雨量数据：时段、日、旬、月降雨量的逐站过程显示，流域降雨情况示意图，分区和流域降雨量的计算，报汛资料的简单校核。

水位流量数据：单站水位流量过程报表及图形化显示，某段时间内流量过程特征值统计，流域实时流量情况图示。

2.2.2 水情值班

水情值班系统将丹江口水库工作人员的日常工作流程模块化，使值班工作与系统运转、