棋盘山水库水情预报调度系统技术研究

刘　奇　高永超　何维民

摘要 水库是流域的主要水利枢纽工程，在调蓄洪水、削减洪峰等方面发挥主要作用，水库的水情遥测与水文预报、洪水调度是其所在河流流域防洪调洪体系的重要组成部分。对辽宁省棋盘山水库的水情预报调度系统技术研究成果进行了总结和探讨。

关键词 棋盘山水库；洪水预报；水库调度系统；辽宁沈阳

中图分类号 F328 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2009）07-0258-01

棋盘山水库位于沈阳市棋盘山开发区浑河支流蒲河上游辉山—棋盘山山谷中，是一座以防洪为主，兼顾灌溉、旅游等综合利用的中型水库。位于沈阳市中心东偏北20km，沈阳世博园正北方向。周围被辉山、棋盘山和大洋山等三山吉林长白山余脉环抱，因库体形状恰似草体秀字，故雅称秀湖（XiuHu Lake）。库区水质清澈，达到了国家《地表水环境质量标准》III类标准，水质非常好。现在每到候鸟过境季节，在蒲河下游就会发现许多过境珍稀候鸟，诸如白鹭、苍鹭等。该水库是拦截蒲河水所修的的人工湖，蒲河是发源于铁岭东南部的想见山，在辽中县南汇入浑河入海、全长205km，是沈阳第四大河流。1974年10月，当地政府决定在辉山与棋盘山之间修建拦河大坝，2年后竣工。东西长3.63km，南北宽1.5km，面积为5.04km²，正常蓄水量为3 000万立方米，大坝坝顶正常水位达94.5m，库区平均水深达6m以上。水库控制流域面积133km²，总库容8 016万立方米。下游影响19个乡镇，4个国营农场，60多万人口，7.33万公顷耕地。长大铁路、沈哈高速公路、沈北煤田等重要设施，地理位置重要。因此，研究棋盘山水库水情预报调度系统技术，对水库的水情遥测与水文预报、洪水调度是其所在河流流域防洪调洪体系的重要组成部分。

1 研究目标

开展棋盘山水库控制流域水情遥测与洪水预报调度自动化研究的目标是针对水库实际存在的以下实际问题而制定的。

（1）水库水文测站虽少，但由于其流域较小，洪水汇流与入库时间较短，传统人工语音报汛采用时段报汛，无法实现对水库流域降水的实时掌握和做出及时的洪水预报。

（2）水库水文预报采用传统人工洪水预报方法，效率低，不易进行参数率定，且无法进行实时预报。

（3）水库尚未实现水库洪水调度计算机模拟，采用手工方式进行洪水调度演算计算量大、效率低、精度差，难以实现多方案模拟调度优选，无法满足现场会商决策要求。

（4）水库一般管理工作人员较少且水平不高，水雨情资料人工整编费时、费力且及时性和准确率无法保证。

因此，本研究的目标为：结合水情自动遥测系统和水文预报与防洪调度应用软件系统，建立集水雨情数据自动采集与传输、防汛值班机、在线洪水预报、洪水调度模拟、水情资料整编于一体的水库控制流域水情遥测与洪水预

报调度自动化系统解决方案。解决水库传统工作模式中存在的问题，实现对水库控制运用的强大支持。

2 研究内容

针对水库实际工作中存在的问题与需求，围绕课题研究目标，完成了如下研究。

2.1 水库控制流域水情遥测技术研究

具体研究内容包括：水雨情自动采集测站分布、采集数据的传输与存储、水雨情数据库的设计、原始数据的预处理加工与数据共享接口的设计、水情值班机模块的设计与开发及水情资料整编模块的设计与开发等。

2.2 水库控制流域水文预报与洪水调度技术研究

具体研究内容包括：水库日常水文预报与洪水预报模型的理论研究与相应程序模块的设计与开发、水库洪水调度模拟模型理论的研究与相应程序模块的设计与开发、预报调度参数数据库的设计及在线率定维护程序模块的设计与开发等。

2.3 水库控制流域防洪调度决策支持系统

具体研究内容包括：基于实时采集数据库、水雨情应用模型库、参数库的防洪调度决策支持系统软件工程设计开发的研究及系统通用性、可靠性、可移植性的研究。

3 解决关键问题

本项目的研究采用现场调查、理论研究与工程实践相结合的方式展开，研究过程中如下主要关键性问题的解决为项目研究的顺利完成奠定了基础。

3.1 值班机功能研究

实现实时数据动态显示的值班图、值班表功能。值班图是基于对流域图的二次开发，实时显示各测站数据，显示的时间段可人工交互调整，默认为当日8时到次日8时数据；值班表是实现以数据表和过程线的方式显示当日数据。值班图、值班表的数据刷新是以数据触发方式实现，即只有当数据库中有最新数据更新时才进行数据刷新。系统设计采用该模式开发既实现了数据实时显示，又大大降低了数据库服务器数据处理压力，避免了系统不必要的计算机资源消耗，提高了系统运行效率和稳定性。

3.2 数据信息管理研究

实现数据库中数据的查询功能，包括遥测数据和其他参数数据的查询。遥测数据采用用户交互条件查询方式，用户可灵活设置单一查询条件或进行多条件组合查询，操作方便、显示直观；在参数查询中实现水库水位－库容、水位－面积、水位－输水洞、发电洞、溢洪道泄量的双向查询，并以曲线图方式显示特征曲线；实现对遥测雨量数据的统计功能，对降雨数据进行按时段、日、旬、月、年的统计，并以表格方式直观显示，统计数据支持报表生成功能。

3.3 洪水预报调度研究

实现实时水库洪水预报调度和模拟水库洪水预报调度功能，并实现预报调度方案人工交互修正。支持调度方案生成、各种成果图表的显示、打印及报表的生成。针对中小型水库的流域特点分析水文管理历史资料，为水库建立水库洪水预报相关图；研究开发通用洪水预报模型（蓄满产流、超渗产流、新安江模型、马斯京根模型），开发流域汇流单位线制作模型；开发通用洪水调度模型（试算法、龙格库塔法）。

4 结语

棋盘山水库控制流域水情遥测与洪水预报调度自动化技术的研究，对改善中小型水库的控制运用水平，防止病险库的发生必将发挥巨大的作用。该研究成果为中小型水库水情自动化建设提供了可行的、有效的、系统的解决方案，对实际工程建设具有较强的指导作用。

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