基于改进预泄能力约束法的水库汛限水位分期动态控制域确定及应用.pdfVIP

中国水利水电科学研究院 第13届青年学术交流会论文 文章编号： 基于改进预泄能力约束法的水库汛限水位分期动态控制域确 定及应用 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 任明磊 ，何晓燕 ，丁留谦 ，黄金池 ，李辉 (1.中国水利水电科学研究院，北京 100038； 2.水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心，北京 100038) 摘要：汛限水位动态控制域是水库汛限水位动态控制研究的关键内容，亦是动态控制方案实施的基础。预泄能力约束 法是确定汛限水位动态控制域的主要方法,但该方法主要考虑洪水预报信息进行预蓄预泄，并不适用于汇流时间短、洪 水预报方案精度低的水库，因此，本文提出考虑 48 小时降雨预报信息的改进预泄能力约束法，并结合水库分期汛限水 位，研究水库汛限水位分期动态控制域的确定；在方法研究的基础上，以山西省漳泽水库为工程背景，采用改进预泄 能力约束法，结合漳泽水库现有分期汛限水位，确定了漳泽水库汛限水位分期动态控制域，该成果经海河水利管理委 员会批准，在 2013 年、2014 年、2015 年的水库调度实践中取得了较好的应用效果。 关键词：改进预泄能力约束；汛限水位动态控制域；分期； 1 前言 水库汛限水位动态控制研究自2001年国家防汛抗旱总指挥部办公室布置开展工作以来，经过多年 基础理论研究及试点水库应用研究取得了很大进展，已从原来整个汛期固定单一汛限水位发展为分期 汛限水位，进而发展到汛限水位动态控制。汛限水位动态控制域的确定是汛限水位动态控制研究的关 键内容之一，亦是动态控制方案实施的基础。 [1] 目前，水库汛限水位动态控制域确定的主要方法之一即为预泄能力约束法 ，水利工程水利计算 规范 (SL 104-95)允许洪水预报条件较好、预报方案完善、预报精度较高的水库进行洪水调节计算时 可适当考虑预报预泄，但预泄能力约束法仅局限于考虑洪水预报信息，一般不考虑气象预报信息。 实际上，随着我国气象、降雨预报水平的提高，尤其是“风云”系列气象卫星的成功发射，降雨 预报信息准确率不断提高，水文及气象部门亦积累了大量可利用的降雨预报数据。因此，针对汇流速 度快、时间短、洪水预报方案精度低的水库，本文提出考虑降雨预报信息的改进预泄能力约束法,根 据所依据降雨预报信息的预见期、精度、泄流能力、下游允许水库出流等确定水库汛限水位动态控制 域上限值；并与水库分期汛限水位相结合，研究各分期内水库汛限水位动态控制域的确定。 2 短期降雨预报精度分析内容与方法 短期降雨预报精度分析内容主要包括未来 24h、48h 各量级降雨预报信息准确率、漏报率、空报 [2] 率等特征指标值及某一量级降雨预报情况下实际发生降雨量的频率分布规律 。 尊重气象部门的习惯，按表1对降雨等级进行划分，不同等级降雨预报准确率计算方法如下：  n m100% 式(1)中，m 为发布预报次数；n 为降雨实际值落于预报等级相应值域内的次数。 表 1 降雨等级表 等级 无雨 小雨 中雨 大雨 暴雨 大暴雨 值域(mm) 0 0.1～10 10.1～25 25.1～50 50.1～100 100.1～200 不同等级降雨预报漏报率计算方法为：  u m100% 式(2)中， 为发布预报次数； 为发布预报中漏报(降雨实际值大于预报等级值域上限)的次数。 m u 不同等级降雨预报空报率计算方法为： k v m100% 式(3)中， 为发布预报次数； 为发布预报中空报(降雨实际值小于预报等级值域下限)的次数。 m