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1、Comment llq1: 文献好好弄一下，前面引用从 1往后排，后面对应。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。同时分析了在发生降雨预报误差时白石水库汛限水位动态控制的风险率以及降雨发生漏报时大坝所能抗御洪水标准的变化，概化简化计算了抬高汛限水位增加的兴利效益。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
2、益。在不增加水库及其上下游防护对象风险的前提下，抬高汛限水位可以为水库带来较大的经济效益。关键词：汛限水位，动态控制，降雨预报，白石水库引言白石水电站库位于白石溪上，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
3、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老王新出的那本书文献，我已经把文献给你写在后面了 。 。王本德教授等 1714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 1512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
4、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。（你上面都写了白石水库具有发电功能，那你的效益就要算一下发电效益，这样效益才明显，具体计算方法可以参照丹江口的报告里面，有具体算效益的一章）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的分析方法，对流域 2002年至 2004年（410月）五个月的
5、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
6、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、空报率实际降雨频次及频率 准确率 空报率 漏报率预报量级 统计项目 预报次数 漏报率，三个气象台降雨预报的实际各级降雨发生频次分布属偏态型。某一量级降雨预报条件下实际发生降雨量的概率分布规律，采用文献 14这里写王老师和张改红他们那个文献 频率分析法计算，统计参数采用矩法估计。文献2曾应用 “柯尔莫哥洛夫准则”统计检验了丰满气象台降雨预报误差分布规律，符合偏态 -III型。由表 1、2 统计成果可以看出，以准确率为中心，空报率漏报率，三个气象台降雨预报的实际各级降雨发生频次分布属偏态型。流域平均未来
7、24h 无雨和小雨预报实际降雨量分布的统计参数和频率分布列于表 2 和表 3。由频率分析成果可以看出：（1）当流域平均预报小雨时，发生中雨的概率约为 8%，发生大雨的概率约为 0.5%，发生暴雨的概率仅为 0.01%，从而可得到发生大雨及以上量级的降雨可能性很小的信息，这时可适当抬高水库汛限水位，在保证防洪安全的前提下提高增加水库的蓄水效益。（2）由三个分区及流域平均的分析结果可知，预报“无雨”时，流域发生中雨及以上量级的降雨可能性很小，此时可控制水库汛限水位在动态控制范围的上限。预报“小雨”时，流域发生大雨及以上量级的降雨可能性很小，这时可控制水库汛限水位在动态控制范围的中偏上位置。综上所述
8、，就目前白石水库流域降雨预报精度来看，未来 24h 无雨和小雨预报的精度较高，可在水库汛限水位动态控制中应用。从安全角度考虑，中雨及以上量级降雨预报可暂不采用。由于流域预报中雨以上量级的次数较少，暂不作频率分析。表 2 未来 24h 无雨和小雨预报实际降雨量分布的统计参数统计参数 N X CV Cs/CVComment llq2: 这 5个流量也太小了吧！还既供水又发电灌溉的呢无雨 216 0.53 3.4 2.0小雨 275 3.6 1.4 2.2表 3 未来 24h各级降雨预报实际降雨量频率分布表 发生频率(%) 0.05 0.1 1 2 5 10 50 75 95预报无雨(mm) 22.
9、8 19.2 9.0 6.3 3.3 1.5 0 0 0预报小雨(mm) 45.5 40.2 24.2 19.6 13.7 9.5 1.6 0.6 0.42 汛限水位动态控制方式方法2.1 汛限水位动态控制范围的确定目前在水库汛期防洪实时调度中，既存在为保证下游防洪安全而减少下泄流量实时抬高库水位现象，又存在为增加兴利蓄水多发电而急于抬高汛限水位现象，两者都可能增加了水库防洪风险，因此有必要安全经济地确定一个汛限水位动态控制范围。本文在结合文献 12丹江口水库汛限水位动态控制方法降雨预报精度分析的基础上，主要研究采用预泄能力约束法来确定白石水库汛限水位动态控制的范围。白石水库的预泄能力，第一受
10、下游河道安全泄量 350 m3/s约束；第二受预泄时的入库（退水）流量约束，为 50 m3/s；第三受城市供水、灌溉和发电的日平均流量约束，为 5 m3/s；第四受预泄时间约束，根据短期降雨预报的成果，可利用短期降雨预报的有效预见期 24h，扣除预报信息传递时间和预泄决策调令传达及实施时间，为安全计取 12h。基于上述条件预泄水量至少有 1318万 m3(350+5-50)m3/s43200s ，在原台汛期汛限水位 31m对应的库容基础上增加 1318万 m3，此时对应的水位已超过坝顶高程，这意味着，根据预泄能力约束法，水库有相当大的动态控制空间。但水库汛限水位动态控制上限还受到正常蓄水位和上
11、游防洪约束。取正常蓄水位 33.86m作为水库汛限水位以预泄能力为基础的极限允许动态控制范围上限。 （这里说上限受正常蓄水位主要是因为：对水库而言，如果达到正常蓄水位就可以满足今年所有的供水、发电、灌溉等的需水量，再多的话在明年汛期还是要把多余的水量弃掉的，所以再往上抬也没有多大意思了，你可以把这段话加进去论述）白石水库原设计已采用分期汛限水位，梅汛期的汛限水位为 33.86m，为安全起见，梅汛期汛限水位不再上浮，保持原来的汛限水位 33.86m不变。2.2 汛限水位动态控制方法本次研究的汛限水位动态控制方法，是利用降雨预报增长的预见期，在汛限水位允许控制的上下范围内，主要采用预蓄预泄法，根据
12、实时降雨预报信息、水库面临时刻水情，水库的泄流能力及约束条件，在洪水入库前使水库的汛限水位降落至原设计的汛限水位值。由于梅汛期汛限水位保持原设计汛限水位不变，因此，以下汛限水位动态控制方法均指台汛期汛限水位动态控制方法。从降雨预报精度分析结果可以看出，当预报未来 24h无雨或小雨时，发生中雨以上量级的降雨的概率很小，因此在有效预见期内，可以将汛限水位上浮至 33.86m；当预报未来24h有中雨或中雨以上量级的降雨时，从安全角度出发，在有效预见期内，水库开始提前预泄，尽快将汛限水位降至原设计的汛限水位 31.031m。根据上述考虑降雨预报的汛限水位动态控制方法的调度原则，对台汛期校核洪水和设计洪
13、水，汛限水位从 33.86m开始起调，为了与原设计的调洪结果进行比较，将水库不进行Comment llq3: 还是原来丹江的，改一下汛限水位动态控制的结果原设计的调洪结果与抬高汛限水位后的调洪结果一并列于表4。 （是因为原设计就这两个频率还是我们只收集到这两个频率设计洪水的资料，如果是后者，稍微说明一下）表 4 台汛期洪水不同起调水位的调洪结果不考虑降雨预报（起调 31m） 抬高汛限水位（起调 33.86m）频率(%)最高水位（m） 最大泄量（ m3/s） 最高水位（m） 最大泄量（m 3/s）2 35.76 750 35.73 6750.05 35.61 1188 35.6 1187从表 4
14、中可以看出，利用短期降雨预报进行预蓄预泄，将汛限水位抬高到 33.86m后，调洪的最大泄量和最高水位基本上没有变化，与原设计的调洪结果基本一致。因此，利用降雨预报进行预蓄预泄由上述分析可知，抬高汛限水位是安全、合理的。3 汛限水位动态控制的风险与效益分析3.1 风险分析白石水库汛限水位动态控制后，虽然当预报中雨时，水库提前预泄，最高水位和最大泄量不超过原设计值，但对水库决策者而言，更多最关心的是如果无雨或小雨预报发生漏报，水库没有提前预泄，汛限水位仍保持在 33.86m，水库是否能抗御原设计标准的洪水，是否能在保证上下游防洪安全的前提下，是否仍能抗御原设计标准的洪水，即大坝所能抗御洪水的标准是
15、否发生了变化。因此需要进一步对白石水库汛限水位动态控制的风险进行分析。白石水库的汛限水位动态控制是利用降雨预报信息，在未来发生中雨及以上量级降雨之前进行预泄，将水库水位迅速降落至原汛限水位，之后仍按照原调度原则进行调洪。如果降雨发生漏报，即预报无雨或小雨而发生中雨及以上量级降雨，水库未能提前预泄，汛限水位仍保持在 33.86m，此时若按照原调度规则调洪，大坝的防洪标准肯定会降低。但是如果在发生漏报后，适当加大泄量，既能保证下游的防洪安全，又可以保证大坝的防洪标准不发生变化，则抬高汛限水位仍是安全的。因此对五十年（高于下游防洪标准）和保坝（校核）两种频率的洪水，假定在发生中雨及以上量级降雨时，水
16、位仍保持在 33.86m，在不超过下游安全泄量的前提下适当加大泄量进行调洪，五十年一遇洪水的调洪最高水位为35.74m，保坝洪水的调洪最高水位为 36.5m，均不超过原设计标准。 因此，如果无雨或小雨发生漏报，及时加大泄量，仍可保证大坝的防洪标准不发生变化。3.2效益分析白石水库现在以供水为主要任务，水库汛限水位动态控制方案的效益大小，关键在于供水量增加多少来自减少汛期弃水量。钟前水库采用月入库径流资料进行兴利调节计算，钟前水库的弃水加上钟、白区间来水量作为白石水库的月入库径流量。由于于资料所限，两座水库的灌溉用水量、蒸发和渗漏损失暂时忽略不计。采用兴利长系列调节时历法（丛1964年 10月 16日至 2000年 10月 15日） ，以汛期末库满为初始条件，起调水位为正常蓄水位，计算白石汛限水位动态控制后减少的弃水量。分析计算结果可知：1964.10.162000.10.1537 年间，台汛期（7.1510.15）共有 94个月产生弃水量，对水库进行汛限水位动态控制后的
