关于水库实时水情预报调度系统开发应用研究

郭昉晨

（辽宁省沈阳市大伙房水库管理局有限责任公司，辽宁 沈阳 110000）

现阶段，水库管理中存在实时水情预报调度困难的问题，严重阻碍了水库工程建设的发展，不利于发挥水库设施的积极作用。基于此，利用先进技术开发水库实时水情预报调度系统，可为水库管理提供决策制定、全面管理的依据，最大可能地发挥系统应用的优势。

1 水库实时水情预报调度系统设计开发

水库实时水情预报调度系统设计开发应结合水库运行实际条件，满足水库运行需求，提高水资源调度效率，提升水库自动化管理水平。系统设计开发遵循统一规划、对比优选、有计划实施的开发原则，制定合理的水情预报方案，为相关部门管理提供参考依据。系统开发的过程中，需参照我国相关文件，根据文件指导落实水库自动化系统建设任务，提高水库实时水情预报调度系统操作的可靠性。

1.1 开发目标

水库实时水情预报调度系统开发应用先进的科学技术，不断满足水库建设和运行的需求。水库水情调度工作在先进技术的引导下提出了多样化需求，在一定程度上加大了水情预报调度难度，及时、准确处理数据信息，为系统管理者提供可靠依据，对正确决策制定有促进作用。开发目标主要为：①完善水情调度监控系统，动态预报水情状况；②建立水情调度监控系统，实时关注水库注水量、排泄量，确保水库水量储蓄、调度达到平衡状态；③健全远程监控系统，全面监督大坝安全性；④搭建网络多功能平台，借此平台完成数据共享、数据监控；⑤健全信息管理系统，提高数据信息存储效率以及处理速度[1]。

1.2 关键技术

水库实时水情预报调度系统开发期间，应用多种计算机技术，常见技术有COM+技术、WEB技术和ADO.NET技术。COM+技术的全称是组件对象模型，在组件研发中最为常用，由顶层、组件、类等部分组成，应用功能主要体现在图形绘制、水情监测、水库数据处理、数据增减和水库调整等方面。COM+技术组件设计时，需要做好客户端设计和服务器终端设计，方便用户在界面直观观看的基础上合理调整操作程序。

2 水库实时水情预报调度系统

水库实时水情预报调度系统具有操作便捷、界面简洁、运算时间短、使用效率高等优点，其组成部分包括个别子窗口和主窗口，用户能够根据需要有选择的进行窗口访问。同时，系统模块能为系统功能优势发挥提供可靠依据，基于数据文件完成数据的高效交换。

水库实时水情预报调度系统支持时间自主设定，能够及时调整数据信息，合理设置参数。具体功能优势主要体现在以下几个方面：

1）水情预报自动定时。系统运行于既定时刻，能够自动化制定水情预报，将水库七天内峰值、时间、总量等信息全面显示，该功能又有核心功能之称。

2）人工干预预报。针对预报参数设置时，聘请专家前来指导；如果预报工作存在明显误差，可人工输入相关信息，实现水情预报重报、补报等目标。为预测未来水库降水情况，通过人工输入平均降雨值，或是借助雷达设备进行降雨探测，以便制定合理的水情调度计划，赢得充裕水情调度时间[2]。

3）水情调度。如果水库水位高出汛期水位，应针对性进行泄流调度，准确计算调洪量，确保书库调洪处于平衡状态。必要时，建立洪水调度计算模型，以此实现水情调度目标，合理控制水位。

4）数据编辑。基于自动化采集的水情数据启动水库实时水情预报调度系统，如果所采集的数据存在误差，那么应及时调整错误数据，确保系统常规化运行。如果遥测水位站提供的预报值失准，应在调用数据表细致分析的基础上进行错误纠正，以此提高数据分析的准确性。

5）参数设置。在收集、获取历史水情调度数据的基础上进行参数调整和模型构建，重新设置系统参数，以便全面、真实反映水情情况，尽可能优化系统应用效果，对系统性能发挥有促进作用。

6）图表功能。GIS平台以图片、表格的形式显示信息，支持信息查询，能为分析者提供决策依据。

3 水库实时水情预报调度系统应用分析

3.1 系统分析

水库实时水情预报调度系统设计内容包括库水位、水库管理监控中心、视频监控、水闸监控、安全监控等。系统主要包括信息采集系统、信息传输系统、数据库管理系统、水资源预报系统、灌溉预报系统、实时调度系统、调度评价系统、工程评价系统和系统维护系统。

水情监控系统负责水库水位变化情况、雨量多少等内容的监控，完善水情监控体系，实现实时监控。安全监控系统是针对指定测压点、侧压管断面、坝基、坝体等部位设置自动化监控装置，将其纳入安全监控体系，在掌握大坝运行现状的基础上，总结现有问题，并制定问题处理的有效对策。闸门控制系统由自动控制箱、监控主机、传感器、终端机等设备组成，不同组成设备的功能存在差异，发挥各个系统功用优势，能够发挥闸门控制系统应用作用。视频监控系统主要负责水闸启闭状态以及水情实时监控，监控装置安装在大坝库区、进水闸上游、大坝坝体上方等位置。调度中心主要负责系统资源分享，以及数据信息的及时共享，为调度决策制定提供依据[3]。

另外，互联网作为连接用户以及计算机系统的重要载体，能为用户界面设计提供可靠的网络支持，支持人机交互操作，用户在界面直观观看数据图表，制定水情调度以及水库管理的合理方案。界面主要是为用户提供学习平台，能够随时传递信息、处理信息，环境自适应能力较强。操作界面细分为信息管理界面、水情监测界面、水库调度界面、系统管理界面等部分[4]。

水库实时水情预报调度开发环境为NET语言编程环境，并应用Web集成技术，能够自动化实现水库实时水情的预报、安全状态监测、水资源调度、视频监控、闸门控制等功能。该系统结构相对完善，系统操作相对便捷，且系统运行准确性、灵活性等特点较显著，运用分布式结构进行设计，能够大大增强系统性能，提高系统运行可靠性。该系统渗透面向对象设计方法，能够彰显系统便捷维护、系统适用性强、系统安全性高等特点。

3.2 系统应用实例

3.2.1 工程概况

福建省某水库集水面积为6885 km2，所在流域水系众多，由于水库处于亚热带地区，雨量丰沛，气候温暖，年平均降水量1519.5 mm，平均入库流量208 m3/s。水库正常水位为94.5 m，相应库容为518万m3，有效库容为395 m3，受较小库容面积，其调节作用较弱。为获取流域内遥测水位站以及观测雨量站的水情预报信息，制定水情预报方案。

3.2.2 水情预报方案

构建降雨径流模型，并应用线性河道演算方法，确保干流水资源顺利流入水库。演进期间，尽可能吸引侧向水流，应用马斯京根连续演算法准确构建合理的降雨径流模型。

3.2.3 预报结果

水库实时水情预报调度系统安装后，共经历六次洪峰流量接近、超过1050 m3/s的水情，水情预报结果精度见表1。

表1 水情预报结果精度情况

由表1可知，水库实时水情预报调度系统预测的六次水情均达到合格标准，其中，合格、优、良分别为两次、三次和一次。由于防汛工作不容忽视，该水库应坚持“安全为首、预防为主”的原则，与时俱进的完善水库实时水情预报调度系统，大大提高水情预报准确性，不断优化水情调度效果，尽可能保证枢纽安全性，降低后期防汛压力。此外，水库实时水情预报调度系统还能提高水库经济效益，在抢险救灾方面发挥积极作用。在系统应用中，应全面掌握天气变化情况，以及电站运行效果，针对水资源变化特征具体分析，尽可能减少洪峰，确保下游用水需求及时满足。为了全面发挥水库实时水情预报调度系统的应用优势，深入分析，优化系统运行质量，大大提高实时水情预报准确度。

4 结论

随着信息技术的快速发展，通过设计开发水库实时水情预报调度系统，对水库水情预报调度充分掌握。依据开发原则、目标和主要技术，做到操作便捷、界面简洁、运算时间短、使用效率高等特点，设计开发水库实时水情预报调度系统。将该系统引入福建省某水库的水情预报调度中，得到六次水情预测结果均达到合格标准，其中，合格、优、良分别为两次、三次和一次。为了更好的发展，系统开发思路仍需要不断拓展，在全面考虑水库运行实情的基础上，探索实时水情预报调度系统应用技巧，引导水情调度工作顺利推进。