水库防洪调度研究现状及趋势探析

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huaduo4851
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  摘要:文章以水库防洪调度研究现状及趋势探析为中心话题,首先分析了水库防洪调度的任务、特点、研究现状等问题,接着文章还对水库防洪调度的发展趋势进行了探析,其中包括水库防洪调度存在的矛盾、水资源利用战略对水库运用的要求、水库防洪预报的调度等几个问题,希望通过这样的探讨分析能够引起人们对这一问题的进一步关注,能够对水库防洪调度的实际工作发挥指导作用。
  关键词:水库防洪调度水资源利用防洪预报调度
  中图分类号: P343 文献标识码: A 文章编号:
  一、引言
  防洪是水库最重要的功能之一,随着气候变化、环境破坏等问题的出现,水库防洪调度面临着越来越艰巨的任务。为了更好的做好防洪调度工作,加强对实际工作的指导,有必要探讨分析水库防洪调度研究现状,并对其发展趋势做出相应的展望。
  
  二、水庫防洪调度的任务
  要研究水库防洪调度研究现状及趋势,首先有必要正确认识水库防洪调度的任务。水库防洪调度并不属于工程防洪措施的范围,而是属于非工程防洪措施的范畴。它的主要任务包括以下几点:根据水库本身的防洪要求,或者是根据下游防护点的防洪要求,比如防洪标准的设计、防洪的水位特征、下游防护点安全泄量等要求,再结合当地的自然地理特征,当地洪水的特性、防洪工程状况,制定科学合理的调度方式,编制相应的防洪调度规则,在既保证水库安全,又保证下游防洪安全的前提之下,尽可能的多蓄水,多兴修水利工程,以收到最佳的效益。
  
  三、水库防洪调度的特点
  对于水库防洪调度,它需要考虑多方面的问题,既需要对水库上下游的防洪矛盾进行综合考虑,还有必要考虑防洪与兴利之间的矛盾。也就是说,水库防洪调度是一项系统和复杂的工作,常常是一个多目标、多属性、多层次、多阶段的比较复杂的决策过程。在进行调度决策的时候,要掌握洪水产生的原因,产生背景,洪水发生和发展的规律,这就是通常所说的洪水的自然属性。此外,还要考虑洪水的社会属性,包括洪水与整个人类社会的关系,洪水对社会、经济、环境、生态等造成的影响。总之,洪水既有自然属性也有社会属性,对人类社会和整个自然界都会产生重要的影响。此外,制约水库防洪调度的因素也是多方面的,包括自然因素、经济、社会、技术、生态等等,这些因素对防洪调度来说,既相互联系,又相互制约。因而,在进行防洪调度决策的时候,需要做好以下几个方面的工作:一方面,需要收集和整理水库所涉及流域的雨水情况,掌握防汛实时信息,掌握防汛预报信息。另一方面,根据所掌握的资料,制定相应的防洪调度方案,并根据具体情况进行优化,然后实施该方案。最后,要在前两项工作的基础上,积极采取措施预防洪水灾害,制定出各种防洪减灾方案,然后,决策者根据自己的经验,做出正确的决策。由于洪水具有随机性的特征,再加上洪水调度比较紧迫,并且,防洪调度是不存在返回操作的,因此,我们可以说,防洪调度的整个过程是十分复杂的,这也增加了防洪调度的难度。
  
  四、水库防洪调度研究现状
  在水库防洪调度中,比较常用的调度方法是,采用半经验和半理论结合的方法,在水库防洪能力图的辅助下,再加上防洪调度图的支持,利用这些经验性图表进行调度。在《水库控制运用》和《综合利用水库调度》两本书中,比较详细的介绍了常规的调度方法,在实际工作中,我们可以按照上面的介绍进行操作。在我国,对水库优化调度问题的研究开始于上个世纪60年代,此后,研究成果不断涌现,到80年代之后,已经取得了大量的研究成果,这些研究成果对实际工作具有重要的指导意义。在防洪调度所采用的技术中,主要采用的是传统的优化技术。不过,其它的技术,比如线性规划、非线性规划、动态规划等技术也在水库防洪调度中得到了运用。这些技术有利于水库防洪调度工作的开展,发挥了重要的现实意义。然而,这些技术存在着固有的缺陷和弱点,难以适应实时防洪形势的变化,并且难以模拟调度人员的经验认知。因此,可以说,在水库防洪调度中,理论研究和实际运用还存在和很大的差距,这种情况在实时防洪调度领域表现得更为明显。
  
  五、水库防洪调度发展趋势
  在分析了水库防洪调度的任务、特点、研究现状等问题之后,我们将探讨水库防洪调度的发展趋势,下面将从三个方面进行分析。
  1、水库防洪调度存在的矛盾。在水库防洪调度中,由于对方面因素的影响,仍然不同程度的存在着一些矛盾,这些矛盾主要表现在以下几个方面。第一、设计与运用的矛盾。在运行阶段有大量水文资料的积累,当水库运行后,这时候的资料加入原设计所依据的水文系列,这样会导致洪水统计参数发生显著的变化,设计洪水也发生变化。在进行洪水调节计算的时候,如果按照原设计确定的汛限水位进行计算的话,往往会超过原设计的最高洪水位,这说明原设计保准偏低。第二、水库安全与下游防洪安全的矛盾。这种情况在水库上游、下游都降暴雨的时候,表现得最为突出,解决该问题的关键是善于把握规律,加强预报工作,确定水库开闸时间,泄流量的大小,把握合理的泄流原则。第三、防洪与兴修水利的矛盾。为保证安全,在汛期不敢蓄水,因而很多水库在汛期无水可蓄。解决该问题的方法是加强了解和预报。
  2、水资源利用战略对水库运用的要求分析。在新时期,水库的总体战略包括以下五个方面:饮水安全、防洪安全、粮食生产用水、经济发展用水、生态环境用水。在我国,实现可持续发展面临的一个主要障碍是水资源短缺,同时,水资源短缺也是关系到上述目标能否实现的关键因素。因而,可以说,新时期水资源战略对水库运行的要求是,保证水库防洪安全、最大限度的拦蓄洪水、增加有效蓄水量,提高水资源和水环境的承载能力。因而,充分利用洪水资源,最好水库的防洪调度工作,是水资源可持续利用的重要内容。
  3、水库防洪预报的调度。近些年来,水库防洪调度的水平得到了提高,流域水和降水预报也得到了提高,这主要得益于流域水情自动测报系统的建立,气象信息的收集和分析手段的改进,这有利于洪水资源的充分利用。使得设计与实时调度思想更加接近。在我国,防洪预报调度最早实施于上个世纪90年代,实践表明,该方法能够有效的增加洪水资源的利用率,收到良好的效果。在实时调度中,预报净雨信息早于入库洪峰信息,更早于调洪水位信息。根据这一特点,在水库防洪预报调度中,选择前期信息作为水库遭遇洪水量级以及相应泄量的判断指标,这样能够达到提前均匀泄流、所需要的防洪库容较小的效果。
  
  五、结束语
  总而言之,防洪是水库最重要的功能之一,做好防洪工作是每个水利水电工作站的重要任务。文章分析了水库防洪调度的任务、特点、研究现状等问题,探讨了水库防洪调度存在的矛盾、水资源利用战略对水库运用的要求,提出了水库防洪预报的调度机制。理论研究和实际工作表明,防洪预报调度具有重要的作用,它能够解决水库规划设计和运行中存在的问题,还能够有效的提高洪水资源的利用效率,是一种行之有效的防洪调度方法。正因为如此,如果条件允许的话,可以设计和实施防洪预报调度,这样能够提高洪水的利用效率,收到良好的效益。
  
  
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