丹江口水库汛限水位动态控制方式研究.docVIP

短期降雨预报在白石水库汛限水位动态控制中的应用 顾妍平 陈雪 王士武 （浙江省水利河口研究院，浙江 杭州 310020） 摘要：以白石水库流域降雨预报精度分析为基础，根据水库汛期限制水位控制新理念，研究了利用短期降雨预报信息进行白石水库汛限水位动态控制的方法。同时分析了降雨发生漏报时大坝所能抗御洪水标准的变化，简化计算了抬高汛限水位增加的效益。结果表明， 抬高白石水库汛限水位在不增加水库及上下游防护对象风险的前提下，可以提高洪水资源利用率，为水库带来一定的经济效益。 关键词：汛限水位，动态控制，降雨预报，白石水库 引言 白石水库位于白石溪上，白石溪发源于浙江省乐清市与永嘉县交界的郭公山，溪床自然落差大。主流河长20km，流域总面积为50km2，下游为乐柳平原。白石水库上游有一座钟前水库，集雨面积38.7 km2，总库容2027万m3。白石水库主河道长13.7km，集雨面积48.5km2（钟、白区间集雨面积9.8 km2），总库容1197万m3，下游有一座白石电站，总装机750kw。白石水库是一座以灌溉、供水为主，兼顾防洪、发电的综合利用的中型水库。 白石水库原规划设计的洪水调度方式不考虑降雨预报，调节计算不同标准设计洪水时，以水位作为判断洪水发生的标准和改变泄流的指标，形成“前期泄流偏少、后期泄流偏大、库水位偏高”的调洪结果。近几年，随着数值预报技术的快速发展，降雨预报精度已有了很大提高，并陆续被应用于水库防洪调度中。王本德教授等[14]对中央气象台、辽宁省碧流河水库、河南省白龟山水库未来24 h降雨作业预报分析表明，目前无雨和小雨预报信息的准确率较高，结果可应用于水库汛限水位动态控制。周惠成等[12]研究了利用短期降雨预报信息，动态控制丹江口水库汛限水位的方法。白石水库所在的乐清市气象站预报多年，降雨预报水平已有很大提高，若能利用降雨预报信息增长预见期，实施水库汛限水位动态控制，则白石水库的防洪和兴利效益将更加明显。 1 降雨预报精度分析 1.1 流域未来24小时降雨预报精度分析 为客观反映气象部门近些年的降雨预报理论与技术发展水平，并与白石水库汛限水位动态控制实施期一致，考虑到南方大暴雨较多，将降雨分为无雨、小雨、中雨、大雨、暴雨和大暴雨等六级进行统计，按照文献[2]分析方法，对流域2002年至2004年（4～10月）未来24h降雨预报资料，及相应的流域平均日降雨量资料(共642天)进行精度分析。分析结果见表1。从表1中可以得出： （1）流域未来无雨预报准确率仅为64.8％，但当预报无雨时，发生不超过小雨的频率高达99.1%以上，即当预报无雨时流域发生中雨及以上量级降雨的频率很低，不到0.9%。 （2）当预报小雨时，流域发生小雨和无雨的频率已高达91.3%，而流域发生不超过中雨的频率在100%以上，即从历史资料统计看，当预报小雨时发生大雨及以上量级降雨的频率为0。 （3）从统计分析结果来看，无雨和小雨预报精度在水库汛限水位动态控制中是可以应用的，中雨及以上量级降雨的发布次数小雨100，暂时不用其统计分析结果。 表1 流域平均未来24h各级降雨预报等级实际发生频次、准确率、漏报率、空报率 预报量级 统计项目 预报 次数 实际降雨频次及频率 准确率 空报率 漏报率 0.1 0.1~10 10~25 25~50 50~100 ＞100 % % % 6级总计次数 642 无雨 发生频次 216 140 74 2 - 140 - 76 频率（％） 64.8 34.3 0.9 - 64.8 - 35.2 小雨 发生频次 275 39 212 24 - 212 39 24 频率（％） 14.2 77.1 8.7 - 77.1 14.2 8.7 中雨 发生频次 82 3 20 46 13 46 23 13 频率（％） 3.7 24.2 56.1 15.8 56.1 28.1 15.8 大雨 发生频次 40 0 0 12 26 2 26 12 -2 频率（％） 0 0 30.0 65.0 5.0 65.0 30.0 -5.0 暴雨 发生频次 18 0 0 2 3 12 1 12 5 1 频率（％） 0 0 11.1 16.7 66.7 5.5 66.7 27.8 5.5 大暴雨 发生频次 11 0 0 0 0 2 9 9 2 - 频率（％） 0 0 0 0 18.2 81.8 81.8 18.2 - 1.2 不同量级降雨预报的实际降雨分布规律 为使汛限水位动态控制建立在安全可靠的基础上，还需进一步分析某一量级降雨预报条件下实际可能发生各级降雨量的频率分布规律，给决策者提供“外延”信息。由表1统计成果可以看出，以准确率为中心，