水库防洪预报调度方法度期末复习题DOCWord文件下载.docx

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不同点：

（1）输入资料异同：

1）（同）自然地理、水文气象特性，水位库容、泄量关系，依据历史洪水、降雨径流资料推求设计频率洪水、设计频率径流资料（2分）；

2）（异）实时调度增加长中短水文气象预报信息及实时水雨工情信息（1分）。

（2）转换体异同：

1）（同）调节计算原理与方法、频率分析与风险分析的概率统计原理、规范规定的汛期分期与防洪及兴利设计方法（2分）；

2）（异）实时调度增加实时预报方法、预蓄预泄原理方法、汛限水位动态控制理论方法、调度方案实时生成技术与优选理论方法（1分）；

（3）输出成果差异：

1）（异）调度规划输出-防洪兴利调度特征水位与库容，多目标功能指标、调度方式及规则，调度图（1分）；

2）（异）实时调度输出-实时调度方案（面临时刻兴利供水或防洪决策的泄流量或水位控制状态）（1分）；

（4）约束异同：

1）（同）调度功能、任务及设计标准等，即调度原则，依据的法规等（1分）；

2）（异）实时调度还受设计输出成果（特征水位、特征泄量、调度规则）约束，或修改经批复可不受其约束（1分）。

3.简述水库防洪（兴利）调度的原则、调度方式及其规则的定义。

防洪（兴利）调度方式及其规则划分几类？

各类方式及其规则差异？

绘图和举例说明。

1．水库防洪调度原则：

指规划的水库防洪任务、目标、设计标准频率等。

如碧流河水库500年一遇标准设计，1000年一遇标准校核；

设计水位<

=71m，最大泄流量<

=7850m3/s，校核洪水位<

=72.6m，最大泄流量<

=9530m3/s。

50年一遇标准洪水，保丹普公路、城庄铁路、城子坦镇不被淹。

10年一遇标准洪水，下游5万亩水田不被淹。

2．防洪调度方式（或称泄流方式）:

在保证水库大坝本身及上、下游防护目标防洪安全的原则下（即防洪调度原则）,控制库水位及闸门启用或泄流量的时程变化形式。

3防洪调度规则：

改变闸门开启状态或改变泄量大小的依据（或称判断指标）,称防洪调度规则。

例：

防洪调度规则依据的判别指标类型：

以入流量为判据（丰满水库）

如丰满水库以入流量为判据，汛限水位261.0m，当Q入<

Q5%，q<

=3000m3/s，当Q入<

Q2%，q<

=4000m；

当Q入<

Q1%，q<

=5000m3/s；

Q0.2%，q<

=7500m3/s，当Q入>

=Q0.2%，畅泄

以库水位为判据（白山水库）

以水位和净雨作为判据（清河水库）

以气象预报的二级分辨、预报的洪峰或累计净雨、实际的水位作判据（大伙房）

4.防洪调度方式类型：

预泄类型；

分级控制类型；

无闸畅泄型。

参见图。

1.预泄类型：

在洪水来临前，利用洪水预报提前加大水库的下泄流量（最大不超过下游河道的安全泄量），腾出部分库容用于后期防洪。

2.分级控制类型：

采用闸门控制措施，使水库下泄流量按多级固定值泄放，各级控制下泄流量值视入库洪水和下游河道的防洪能力而定。

3.无闸门畅泄型：

在没有闸门或不控制闸门的情况下，当库水位超过水库的溢流堰后任其自由下泄。

一般是在指水库不承担下游防洪任务，水库调洪只需解决水库遭遇设计标准及校核标准洪水，在水库水位超过防洪限制水位时为确保大坝安全时的泄流。

4.补偿调节方式：

根据区间洪水预报逐时段确定水库相应下泄流量，使其与区间洪水流量组合结果不超过下游控制点的安全允许泄流量。

不计预报的水库防洪调度方式及其规则选择方法:

无闸畅泄型

水库防洪预报调度方式及其规则选择方法

1）无下游防洪任务,仅有水库自身防洪要求,有闸控制,考虑短期洪水预报或短期降雨预报的预泄和预蓄型;

（2）下游有一级或多级标准防洪任务,但无错峰要求,有闸控制,考虑短期入库洪水预报或短期雨预报的预泄型;

（3）既有下游多级标准防洪任务,又有错峰要求,有闸控制,考虑短期入库及区间洪水预报和短期降雨预报的近似补偿型。

举例说明：

（见书82页）

2）防洪调度规则依据的判别指标类型

1.以实际入流量为判据（丰满水库）

汛限水位261.0m，当Q入<

=3000m3/s

当Q入<

Q2%，q<

=4000m3/s

Q1%，q<

=5000m3/s

=7500m3/s

当Q入>

2.以实际以库水位为判据（白山水库）

汛限水位413.0m，当Z<

416.5m，q<

=2500m3/s

当Z>

=416.5m，4高孔+1中孔

=417.5m，4高孔+3中孔

3.以实际水位和预报净雨作为判据（清河水库）

汛限水位129.0m，q出=q工农

当Z<

133.90m,q=300m3/s

=133.90m,且R>

=200mm，q=300m3/s+溢洪道开2孔

=134.40m,且R>

=230mm，q=300m3/s+溢洪道开4孔

=134.80m,且R>

=320mm，q=300m3/s+溢洪道开6孔

4.以气象预报的二级分辨、预报的洪峰或累计净雨、实际的水位作判据（大伙房）

汛限水位127.8m，q<

=Q入

当预报12h后Q入>

=6500m3/s（或R上>

=190mm）且Q下

>

2020m3/s（或R下>

=170mm）且气象预报6h后仍有雨，

则q<

=400m3/s（错峰限制泄流量）

=131.60m或预报3h后下游洪峰将出现，全开泄流设备

=137.7m且预报Z预报>

=138.8m,破二非常溢洪道土堰

1.兴利调度原则：

2.兴利调度方式：

3.兴利调度规则：

按兴利调度方式调节综合利用各部门的相应保证率、不同典型来水过程，在满足兴利调度原则的前提下，归纳出来的判断何时改变蓄、供水或供电的准则。

答案二补充：

1）水库调度原则：

水库调度方式及其规则所依据的法制和标准（分防洪和兴利调度原则）。

2）水库调度方式：

水库蓄、供水或供电，出流量的时程变化形式（泄流方式、水库运用方式）

3）调度规则：

按防洪调度方式调节各设计频率、种典型洪水，在满足防洪调度原则前提下，归纳的判断何时改变泄流量的准则-防洪调度规则；

按兴利调度方式调节综合利用各部门的相应保证率、不同典型来水过程，在满足兴利调度原则的前提下，归纳出来的判断何时改变蓄、供水或供电的准则-兴利调度规则：

如调度图或推理模式。

4.可行的防洪调度方式类型

通常按以下因素分类：

设置闸门否？

闸门操作灵活否？

上、下游有防洪要求？

几级要求？

下游有错峰要求？

考虑洪水或降雨预报否？

5.可行的兴利调度方式类型

综合利用各部门的需水特点、电力系统负荷特征、电站调节性能及其在系统中的工作位置、需补偿调节？

考虑中长期预报否？

不考虑预报

（水库模糊优化调度P15-P20）

预泄类型：

在有一定预见期的洪水预报前提下，水库根据下游防洪要求按一定泄量预泄腾出部分库容。

分级控制类型：

在缺乏洪水预报的情况下，调洪起始阶段按下游安全泄量下泄，蓄满防洪库容时，库水位仍在上涨，说明所来洪水已超过下游防洪标准，加大泄量。

无闸畅泄型：

水库不承担下游防洪任务，泄洪建筑物无闸门控制或汛前闸门全开汛末关闭，对洪水只起到停滞作用

补偿调节方式：

不计预报的水库防洪调度方式及其规则选择方法：

（1）无下游防洪任务，仅有水库自身防洪要求，有闸控制，考虑短期洪水预报或短期降雨预报的预泄和预蓄型；

（2）下游有一级或多级标准防洪任务，但无错峰要求，有闸控制，考虑短期入库洪水预报或短期雨预报的预泄型；

（3）既有下游多级标准防洪任务，又有错峰要求，有闸控制，考虑短期入库及区间洪水预报和短期降雨预报的近似补偿型。

4.如何论证降雨预报、洪水预报、中长期径流预报信息可利用于水利系统防洪兴利预报调度中？

论证：

（1）降雨预报

降雨预报信息可利用性准则：

1）预报信息反映近期预报水平2）准确率高、漏报空报率低3）误差分布规律明显4）误差对防洪安全影响度小5）允许误差<

水库承受力

这是水库汛限水位动态控制理论方法体系第三层运行主体的输入信息部分。

它制约着安全运行规则，可行方案生成与优选，满意决策方案评价部分的正常运行。

若无完善的预报信息可利用分析理论，就失去汛限水位动态控制假定、理念的环境。

失去“控制域”确定、“动态控制方案”选择和“效益与风险”评价理论方法的基础。

降雨预报信息可利用性准则1）降雨预报信息及其关联的天气形势预报服务项目齐全，配套卫星云图和雷达图，反映近期预报水平，且具有充分多的水库临近站预报与对应的流域平均实际降雨资料;

2）按照气象部门要求，分析的降雨预报确率高、漏报率和空报率低;

3）不同量级降雨预报的实际值分布规律明显;

4）误差对水库及其上下游防洪安全影响度小，即允许误差<

水库可承受力或具有可行弥补措施;

（2）洪水预报信息可利用准则，可按照水利系统的防洪安全调度所承受误差能力确定。

提高精度，保证原来的预见期。

洪水预报信息可利用性准则

1）水雨工情遥测、监测系统，通讯系统运行稳定,可靠，满足规范要求；

2）洪水预报模型为规范甲或乙级水平；

3）误差分布规律性明显-正态或偏态；

误差分布参数均值越小，均方差越小，利用的可靠度越高；

4）风险分析的可靠度高，单一预报变量，相应允许风险率P0F<

20%；

；

5）误差对水库及其上下游防洪安全影响度小，即允许误差<

水库可承受力，且有弥补措施。

（3）中长期径流预报

5.汛期分期的各类方法基本理念与假定？

如何评价其方法利弊？

分期汛限水位确定的各类方法基本假定？

如何评价其方法的利弊？

分期控制比不分期控制防洪风险增加？

为什么？

（一）汛期分期

目的：

若想做到保证防洪安全,又能不失时机地蓄满水库保证兴利供水,则需要研究解决汛期分期课题。

方法：

成因分析法、数理统计和模糊集合分析法（矢量统计法、变点分析法、相对频率）

基本理念：

针对全汛期单一静态控制汛限水位，不能充分利用洪水资源的问题，基于成因与统计分析的实践与汛期可分期的认知，期望分期设计与控制汛限水位，实现既安全又能增加洪水资源利用量。

但各分期仍要预防设计标准的小概率洪水事件发生，满足设计的防洪安全要求。

假定：

（1）若某一特征值发生，则认为进入汛期；

汛期分期的分界点是确定值，可用普通集合论描述汛期各分期的阶段过度性。

（2）主汛期的洪水发生量级与频次大于其前后期，或者说主汛期量级的洪水在前、后汛期不会发生或发生概率很小。

（3）推求每一分期的汛限水位理论方法的假定与求全汛期汛限水位的假定相同。

（4）假定各分期的防洪调度方式及规则与全汛期的相同。

评价利弊：

①矢量统计法比较直观,但其应用具有一定限制性,对相似矢量聚集的情况比较适用,而对于相同矢量累计的情况则分期效果不明显;

洪水发生相对频率分析法能较直观地表现汛期内洪水发生的概率及其变化趋势,分期效果也较明显,但其精确度只能到旬。

②用超定量取样法得到的极值系列比用年最大值取样法得到的系列更具有代表性,它利用了更多洪水信息,具有更多物理相关性,因而能更全面地反映汛期洪水演变规律。

③成因分析法、数理统计法和相对频率法无法将汛期划分得很细,而模糊分析法、变点分析法和矢量统计法则可分期计算到日。

（二）分期汛限水位确定方法

方法：

常规法、直接法（一、二）、间接法

假定：

直接法假定：

任何一时间t（>

a）所需要的校核防洪库容与主汛期校核标准需要的防洪库容之比等于该时间t的汛期隶属度，。

。

则旬后期任何时间t（a）水库所需要的防洪库容为//任何一时间t所需要的校核标准防洪库容与主汛期所需要的校核标准防洪库容之比等于改时间的汛期隶属度。

间接法假定：

任何时段（一次洪水历时或一旬）设计洪水统计参数与主汛期设计洪水统计参数之比等于该时段的汛期隶属度。

评价利弊：

常规法：

常规的综合分析比较法选定汛限水位方案人为性较大，尚缺乏较合理的准则，所需的样本数较多，优点是比较简单易行；

直接法一：

与隶属函数的形状选择有关；

直接法二：

无需推求分期设计洪水，主要已知主汛期防洪限制水位及校核标准的最高洪水位、最大防洪库容即可，这种方法比直接法一简单，缺点是有一定的人为性，所需资料较多；

间接法：

不直接分期或跨期取样分析计算洪水统计参数，克服样本少和跨期取样造成洪水成因的不一致性，人为性较小，并且能给出各时段防洪限制水位和相应的调度方式和规则，使实时调度有确切的准则，缺点是比常规方法和直接法复杂许多，并且假定会带来什么问题尚需深入研究。

模糊集理论方法：

基本理念与常规方法相同。

其假定是：

（1）汛期是一模糊概念，可用模糊集合的隶属度曲线描述汛期的主次时期的连续变化过程。

（2）基于实用性，主汛期的分界点（a1，a2）确定仍采用常规法，用分界点的隶属度修改“公式法”和“模糊统计法”计算的隶属度曲线。

（3）任何一时间t（>

a2）所需要的校核标准防洪库容与主汛期校核标准需要的防洪库容之比等于该时间t的汛期隶属度。

（4）任何一时间t（>

a2）调洪调度方式及其规则与主汛期相同。

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（三）分期控制比不分期控制防洪风险增加？

分期汛限水位的确定需要进行风险估计，抬高汛限水位的同时也带来了水库本身及下游防洪的风险。

由于在水库的设计、运行过程中存在大量的不确定因素，如水文不确定性、水力不确定性、计算不确定性等，使水库实施防洪预报调度方式存在有一定的风险，为此，必须将水库防洪预报调度风险分析作为一项重要的指标参与决策，对所使用的预报调度规则有更安全的指导。

汛限水位分期控制方法较传统方法有了较大改进，它同时兼顾各方面的利益和潜在的损失，在保证防洪安全前提下使水库在汛期多蓄水，具有重大的理论意义与经济价值。

6.研究防洪预报调度方式及其规则的基本理念与假定？

其能增加洪水资源利用的机理是什么？

确定预报调度方式及其规则涉及哪些关键性问题？

它比较常规调度方式增加风险还是减少风险？

其论据?

基本理念：

机理：

1.防洪预报调度主要在于预报，洪水短期预报和降雨短期预报水平在提高，水文气象信息的收集、整理手段在不断改进，这些都为合理防洪调度方式的选择提供了较高的精度可能性，从而更有效地增加洪水资源的利用。

（个人意见）

2.在实时洪水预报调度过程中，气象降雨预报早于实际降雨信息，实际降雨早于预报净雨信息，预报净雨早于入库洪峰信息，更早于调洪最高水位信息，基于这点，水库防洪预报调度方式选择前期信息作为判断水库遭遇洪水的量级和改变泄流量的判断指标。

关键性问题：

答案一：

1）预报信息可利用

2）怎样用预报方案推求径流预报

3）怎样选取指标（根据预见期要求）

答案二：

可能性分析和选定与调度方式相应的“满意调度规则”。

可能性分析包括：

①有关流域短期降雨量和短期洪水量与过程的预报精度；

②预报误差的弥补措施和误差影响安全的程度要留有余地；

③水文、气象信息测报预报传递与调令传递系统的稳定性，作业预报和决策选定历时，泄流设备开启关闭历时等。

后者主要包括：

可行性规则的生成，采用调度经验与短期预报水平、洪水特性分析相结合法，即特性分析法；

满意调度规则的选择，采用综合评判法或选优法。

答案三：

（1）实施防洪预报调度方式需要的基本条件评价

首先需按照规范要求，分析与评价预报调度信息传递系统可靠性、通讯系统运行稳定性、泄洪设备运行灵活性、预报方案精度水平等。

其次应该考虑调度过程中的水情工情对洪水预报方案误差的可承受能力。

这些是实施防洪预报调度方式的基础。

最后还应考虑实施方案技术与决策人的水平

（2）防洪预报调度方式及其规则所需基本资料的确定方法

调度方式及其规则是在满足设计防洪安全目标要求的前提下，通过调节相应设计频率洪水归纳出来的。

为比较“预报的调度方式与常规方法”异同需要如下资料：

1）原设计的不同频率设计洪水过程；

2）相应的时段净雨分配过程；

3）或直接推求满足设计频率洪量洪峰的模拟预报的洪水过程及相应时段净雨分配过程。

这些资料的确定方法是实施防洪预报调度方式的核心。

（3）预报调度规则选取方法及原则

•机理时曾指出，选择的预报调度规则应能较常规的调度规则可以提前判断洪水标准大小。

•若从防洪安全第一原则出发，可根据预报信息，通过预泄，即提前加大泄量<

安全泄量，降低原防洪标准洪水的调洪最高水位，减小水库最大下泄流量，提高水库本身和上下游防洪能力；

•若从充分利用洪水资源的角度出发，可以抬高原设计汛限水位，通过提前加大泄量<

安全泄量，仍保持原设计所需要的防洪库容；

•因此选择可操作性的科学合理、留有余地的预报调度规则是防洪安全与充分利用洪水资源的关键。

（4）效益与风险分析

效益分析的结果是提高预报调度方式可信度的重要论据之一。

主要包括洪水资源利用效益（发电、供水、生态、社会等）。

风险分析的结果是提高预报调度方式可信度的重要论据之二。

主要包括风险源分析、风险（狭义或广义）定义及计算、降低风险措施分析等。

增减风险：

它比较常规调度方式增加风险还是减少风险：

减少风险。

防洪预报调度虽有预报误差的风险，但相对常规预报，其风险还是减少了很多。

关键在于其预报的误差造成的结果，从理论上说总小于常规预报未考虑水文气象信息造成的结果，除非防洪预报调度的预报误差是100%，或是预报完全背道而驰，但这种概率微乎其微，特别是随着水文气象预报技术的不断发展。

（似乎也可以说增加风险，说得有道理就成）

你认为常规预报方法比预报调度方法风险大还是小？

答案1

常规调度比预报调度方法风险大。

论据：

预报调度方式可以提前判断，若有大洪水来时可以预泄，减少了防洪风险。

预报调度虽有预报误差的风险，但相对常规预报，其风险还是减少了很多。

这个可能大可能小，自我的观点。

在水库防洪预报调度与常规防洪调度中，导致风险发生的因素很多，例如水文风险因素、水力风险因素、工程风险因素、社会经济风险因素和人为风险因素等等。

一般而言，水文因素是其中最主要的风险源。

但与水库常规防洪调度中的风险因素相比，水库防洪预报调度的风险因素有所增加，如洪水资源化过程中应用了入库洪水预报信息，这种预报信息的误差即是新的风险因素，而且水文预报的不确定性是直接影响水库调度效益的重要因素。

答案2

水库洪水预报调度是指对于流域内一组相互间具有水文学、水力学、水利联系的水库以及相关工程设施进行统一的协调调度，使整个流域的洪灾损失达到最小，调度的优劣将直接关系到水库下游地区人民生命财产安全。

水库常规调度包括水库常规兴利调度、水库常规防洪调度、综合利用水库的常规调度和水库群联合调度。

通常的水库防洪调度计算，是根据拟定的设计洪水过程线和确定的汛限水位，采用适当的计算方法，求出库水位和下泄流量的变化过程线，从而确定合理可行的水库防洪调度规则。

而水库的防洪预报调度，则是依据预报的洪水过程，而不是设计给定或实测的洪水过程，实施防洪调度的方法。

这一方法的明显优点在于增加了水库调洪的主动性，增大了水库预蓄或预泄的可能性，从而为实现汛限水位的动态控制、缓解水库防洪和兴利的矛盾创造了条件。

随着现代科技的发展，特别是气象预报、洪水预报理论、方法和手段的进步，短期洪水的预见能力已大大提高，但水文预报的误差总是难免的。

不同时刻的入库流量和峰现时刻等预测洪水过程的随机性，再加其它流动运行条件的随机性，如：

出库泄洪过程的不确定性、水位库容关系的不确定性等，必将导致与调洪风险率相关的库水位过程的随机性。

其中，水文预报的不确定性是影响预报调度风险率的最重要因素。

预报调度风险率的确定关系着汛限水位的合理选择和洪水资源的安全利用。

前人已对水库的调洪风险和预报调度分析做过很多研究，但未能实现这二者的有机结合，从而使预报调度风险率的定量评估问题迄今未能得以圆满解决。

先进性的论据：

1）理念先进且经过实践检验：

相信和利用洪水预报信息，在防洪安全前提下，抓住机遇蓄水，防止后期无水可蓄事件发生，符合：

“与时俱进”及“凡事预则立不预则废的哲理”（2分）；

2）假定合理且经过实践检验；

考虑误差的洪水预报信息，可提前识别洪水量级，且采取预泄措施，可提高防洪安全度，降低风险（2分）；

3）调度规则选用的指标更加全面：

既考虑实时水位，又利用预报的峰、量等指标（2分）；

9.不同调度目标的年调节水库调度图绘制基本公式及符号含义，绘制所依据资料及其步骤，通过绘制示意图标明调度线与分区含义。

兴利防洪联调：

洪水兴利连续调节计算方法，简称连调方法。

它在长系列调节计算中把径流资料中的洪水过程突显出来进行调节计算的方法。

在调节计算过程中，若遭遇洪水过程，计算时段长缩至6~1h，据水库调洪水量平衡方程及防洪调度规则,考虑下游的防洪要求和水库本身的泄流能力、水库本身安全要求进行洪水调节计算；

当处于非洪水过程期，计算时段为旬或月，则可根据兴利水量平衡方程及水库兴利调度原则,采取削平头的泄流方式进行调节计算。

2.连调方法对径流输入信息集和约束集的要求较高，输出信息丰富。

1）径流输入增加对洪水过程资料的要求

2）约束集要求提供必要的洪水调度原则、方式与规则、水库上下游的防洪安全特性指标,如上游允许回水淹没高程，下游安全