任务二 利用水库群进行防洪调度

水库群是指在同一河流的干流和支流上各个水库所组成的水库群体，其中1、4、5水库组成的水库群称为梯级水库群，又称串联水库群；1、2、3水库组成的水库群，称为并联水库群；1、2、3、4、5水库组成的水库群，则称为混联水库群。

水库群的防洪调度就是指上述水库群为了保证各水库及其区间的防洪安全而共同进行的防洪调度。由于水库群的各水库之间存在着水文、水利和水力上的种种联系，所以水库群的防洪调度就是使各水库很好地配合使用，以解决各水库和水库区间的防洪联合调度问题，主要是通过洪水遭遇和组合分析计算，确定各水库的设计洪水标准、校核洪水标准和各区间及下游的防洪标准，同时通过联合调洪计算，确定防洪库容在各水库间合理分配和各水库的调洪方式等。

一、串联(梯级)水库的防洪标准

在梯级水库中，上下游水库之间存在着直接的水文水力联系，共同对下游河道起着防洪保障作用，如果上游水库失事，则将危及下游水库和河道沿岸的安全。因此，梯级水库的防洪标准应全面考虑，除各水库自身的防洪标准外，还应考虑梯级水库整体的防洪标准。对于上游水库防洪标准较高、下游水库防洪标准较低的梯级水库，也应采取措施适当加大下游水库的泄洪能力，提高其抗洪标准，以增强梯级水库整体的防洪标准。对于上游水库防洪标准较低的梯级水库，在确定下游水库的防洪标准时，应考虑上游水库失事对下游水库产生的影响。所以，在确定梯级水库的防洪标准时，除根据各水库本身的规模、重要性、防洪任务和等级按有关规定选取相应的防洪标准，以保证各水库自身的安全外，还应从梯级水库的整体防洪出发，全面考虑各水库相互的影响和对下游所承担的防洪任务，进行统筹安排和必要的调整。

二、梯级水库的设计洪水

梯级水库的设计洪水，应根据梯级内水库的具体情况而定。对于上游为大水库，下游为小水库，两水库间的区间面积不大的梯级水库，主要是确定上游水库的设计洪水(其方法与单一水库相同)和下游各级区间的洪水，而下游各级水库的设计洪水，则等于下游各级水库防洪标准相应的上游水库设计频率的泄水量加区间相应频率的洪水。对于区间面积较小，自然地理特征和暴雨洪水特性与本流域相邻流域基本相似的情况，可将本流域或相邻流域的洪水按比例放大或缩小，作为区间洪水。对于区间面积较大的情况，无论大水库是在上游或下游，或者两者都是大水库，均应分别确定上、下两水库和区间的设计洪水，并考虑几种可能的组合，然后确定其中的一种或几种控制性的组合，作为梯级水库的设计洪水。

三、梯级水库防洪库容的分配

由于梯级水库的防洪任务是既要保证各水库本身的防洪安全，又要保证下游的防洪安全，所以梯级水库的防洪库容除要满足各水库防洪安全的要求外，还必须满足下游保护对象对梯级水库的防洪要求。前一部分库容可根据梯级中各水库本身的防洪标准、设计洪水、库容的大小、泄流能力和兴利要求等因素来推求。后一部分库容则应根据下游保护对象的防洪安全对梯级水库总库容的要求，结合水库库容的大小、泄流能力、防洪标准、设计洪水和兴利要求等因素综合考虑后进行分配，确定各水库所应分担的库容。此时根据梯级中上、下游水库库容的大小，有以下几种分配原则：

（1）对于大水库在上游、小水库在下游的梯级水库，当下游水库库容很小，调节能力有限时，上游水库既要保证本身的防洪安全，又要保证下游水库和下游保护对象的防洪安全，因此全部防洪库容都将安排在上游水库，下游水库主要是依靠本身的泄流能力来保证水库的安全。下游水库泄流能力的大小取决于上游水库的泄流量和区间洪水的大小。

当下游河道无重要保护对象，防洪要求不高时，下游各级水库的泄流能力可适当加大，以减小上游水库的防洪库容，降低水库的投资。

（2）对于有两个以上大水库的梯级，由于在这种梯级中，区间面积一般比较大，所以各水库的防洪库容除应满足本身防洪要求外，还应利用各水库间的库容补偿，使梯级总的防洪效益最高。

（3）对于下游河道无重要保护对象和防洪要求不高的情况，此时可先按技术经济最优的原则确定各自的防洪库容和泄流能力，然后对不同的洪水组合，用调整上下游水库的防洪库容和泄流能力的办法进行技术经济比较，选择最优的分配方案。

（4）当下游河道有防洪要求时，应在确定各水库的防洪库容和泄流能力后，对各种洪水组合进行梯级水库的连续调洪计算，在满足下游河道防洪要求的情况下，调整上下游水库的防洪库容和下泄流量，并在安全可靠的前提下选择防洪库容的最优分配方案。

（5）当上游水库的控制流域面积较小时，防洪库容也应根据对不同洪水组合进行技术经济比较后确定。但在一般情况下，宜将防洪库容安排在下游水库。

为了使防洪库容与兴利库容能有效地结合使用，梯级水库也应研究分期洪水调度问题。

四、梯级水库的防洪调度原则

通常梯级水库的防洪调度原则是：位于上游的水库，在保证自身安全的前提下尽量拦蓄洪水，采取先蓄后泄的调洪方式，如遇大洪水，则应根据预报，提前腾出库容来拦蓄洪水；位于下游的水库，应根据上游水库和区间可能的来水，保持较大的防洪库容。如果梯级中的几个水库都是大水库，则可根据各水库的蓄水能力自上而下采用间隔蓄水迎汛的方法，一个水库满蓄，一个水库不满蓄，这样也能削减洪峰和洪量。

五、梯级水库的洪水调度方式

根据下游水库入流过程计算方法的不同，梯级水库的调洪计算有下列两种简单方法：

(1)下游水库天然入库过程减去上游水库的蓄水过程，即得经上游水库调节后的下游水库入库洪水过程。

(2)将上游水库的泄流过程加上区间入库洪水过程，即等于经上游水库调节后的下游水库总的入库洪水过程。

由于各梯级水库之间存在着直接的水文水力联系，所以梯级水库应采用联合运用、错峰调节的方式。对于大水库在上游、小水库在下游的情况，可采用后错峰的调节方式，即先用大水库的防洪库容拦蓄开始阶段洪水，等区间洪峰过去后再宣泄上游水库的洪水。当区间面积较大，洪水过程较长时，也可采用后错峰的方式，此时上游水库先不拦蓄洪水或加大泄量，当区间洪峰将进入下游水库时，上游水库减小泄量或停止泄水。

有两个大水库的梯级水库，洪水调节的基本方式仍是错峰调节。在一般情况下，如果没有可靠的降雨预报，宜采用后错峰的调节方式；如果有降雨量、雨量分布和雨区移动方向(从上游向下游)的可靠预报，为使上游水库下泄洪水与下游区间洪峰错开，上游水库可采用前错峰的调节方式。