浅析水库防洪调度的特点

浅析水库防洪调度的特点

作者：张异王金忠

来源：《科技创新导报》2011年第02期

摘要:本文从防洪调度过程中所涉及的因素、防洪调度统筹决策两方面对防洪调度的特点做了较为详细的分析。对水库防洪调度所要解决的两点关键技术包括采用恰当的方法,处理防洪调度中的多目标问题和建立完备的辅助决策功能集做了阐述和说明。

关键词:防洪调度流程

中图分类号:TV62+1 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)01(b)-0225-01

1 水库防洪调度的特点

(1)防洪调度决策不仅需统筹考虑水库上下游的防洪矛盾,而且还要统筹考虑防洪与兴利之间的矛盾,是一个多目标、多阶段的决策过程。在洪水进程的不同阶段,决策者考虑的重点具有较大差别,采用的策略是不同的,在洪水初期,较多考虑腾库预泄,在洪峰附近,重点协调上下游之间的防洪矛盾,在洪水后期,较多考虑水库水位回蓄对兴利的影响(在汛末这一点尤为重要)。

(2)防洪调度过程中涉及的因素十分复杂,有水情、雨情、工情等,在防洪形势严峻时,决策的产生在很大程度上受决策者的心理素质,以及决策者对决策风险的承受能力的影响,在诸多影响因素中,有些结构化较强,可以精确定量描述,如库容、泄流能力等;有些则难以精确定量,特别是水雨情信息,自动化遥测设备只能够监测到面临时刻以前的降雨,洪水预报只能保证预见期内的预报精度,对防洪调度而言,这些信息是不完全的,依据这些信息作防洪决策,存在一定的风险。

针对水库防洪调度的以上特点,水库防洪调度所要解决的关键技术有两点:一是采用恰当的方法,处理防洪调度中的多目标问题,构造反应洪水进程不同阶段决策者偏好的模型系统;二是建立完备的辅助决策功能集,能够在决策过程中对依据不完全信息做决策的风险进行快速仿真,对实时防洪形势进行动态分析。

2 多目标方法选择

对于下游有防洪点的单库防洪问题,洪水调度关心三个主要指标,分别为水库的最高水位,最大出库流量与调度期末的水库控制水位,水库最高水位最低体现了水库自身和上游防洪(如果库区有淹没)的效益;而最大出库流量最小体现了下游的防洪效益;调度期末的水位反应水库兴利与防洪的协调关系。单库洪水调度决策在下游有防洪任务时,是一个多目标决策问题。理想的方法是能够确知水库水位与上游淹没损失的关系及最大泄量与下游防护区淹没损失的关系,将多目标问题转化为防洪系统(包括上游、水库、下游)总洪灾经济损失最小的单目标优化调度问题。常见的处理方法是权重协调法,确定水库最高水位与最大出库流量的权重,将多目标问题转化成单目标问题:

式中::水库最高水位;:防洪断面最大过水流量(无区间补偿时为水库最大下泄量);

、为权重。

处理多目标问题的另一种常用方法是约束法,对两目标而言,其基本原理是将其中一个目标转化为约束条件,对另一个目标进行单目标优化,通过改变约束条件的值,逐步逼近决策者的满意解。这一思想比较符合水库实时洪水调度决策的决策习惯。系统中实时洪水调度的基本模型,将基于这一原则构造。

3 水库实时洪水调度流程

实时洪水调度是依据实时洪水预报所提供的不完全信息(降雨进程中不能确知洪水的全部过程)进行的风险决策,水库防洪调度软件主要用途是为决策者提供辅助决策工具。为了适应洪水预报的实时修正功能,系统中采用滚动修正的调度方式。实时信息修正包括两个方面:其一是新的更高精度的预报信息替代原先相应时段的预报值,这种校正在预报模块中独立实现,调度中通过数据交换直接使用其校正成果;其二是状态修正,由于模型采用的调度信息存在误差,在提供的方案实施一段时间后,水库的实际水位与当前水库水位会有一定偏差,为了不产生误差累计,每当调度时,都采用当前水库实际水位作为初始状态,实施新的调度方案。实时洪水调度流程如图1所示。

4 结语

从防洪调度特点的分析入手,针对防洪调度不同的特点采用针对性的方式、方法能较好的解决防洪调度过程中出现的问题,为合理调度、优化调度奠定基础。