水庫防洪調(diào)度講座

水庫防洪調(diào)度講座河海大學(xué)水文水資源學(xué)院王建群jqwangQ:609611025

2011年5月17日晚，省防總副總指揮、省水利廳廳長(zhǎng)孫曉山主持召開萬安水庫防洪調(diào)度會(huì)商會(huì)，專題研究在保證防汛安全的前提下，最大限度地利用洪水資源，為保障全省電力供應(yīng)作貢獻(xiàn)。省水利廳總工程師張文捷，省氣象局、省水文局、省防辦、省電力公司、萬安水電廠等單位參加會(huì)議。

4月29日至5月17日，我省南部出現(xiàn)持續(xù)性降雨過程，贛州市平均降雨量311毫米，為常年的2.2倍，萬安水庫流域平均降雨量272毫米。受降雨影響，贛江上游支流貢水、桃江出現(xiàn)超警戒洪水，贛江上游部分水庫開閘泄洪，萬安水庫水位迅速上漲。

據(jù)氣象預(yù)報(bào)，5月18-21日，全省以多云天氣為主，22-24日全省有一次中等強(qiáng)度降雨過程，主降雨區(qū)主要集中在北部，贛南地區(qū)平均降雨量約為20-30毫米。

孫曉山強(qiáng)調(diào)，萬安水庫防洪發(fā)電調(diào)度要站在全局的高度，對(duì)人民負(fù)責(zé)、對(duì)政府負(fù)責(zé)，堅(jiān)持兩個(gè)原則：一是必須把防汛安全放在第一位；二是已制定的防汛調(diào)度方案的科學(xué)性、嚴(yán)肅性不容懷疑。在此條件下，氣象預(yù)報(bào)未來幾天贛南地區(qū)沒有降雨，洪水風(fēng)險(xiǎn)在可控范圍，要科學(xué)、靈活調(diào)度萬安水庫，最大限度利用洪水資源，充分發(fā)揮萬安水庫對(duì)全省用電的保障作用。

孫曉山要求，由于前期降雨少、江河水位低，后期萬安庫區(qū)降雨量不大，可按照5月21日零晨萬安庫水位90.0米的要求進(jìn)行控制，開足馬力滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，盡量減少棄水，最大限度利用洪水資源。省防辦要實(shí)時(shí)監(jiān)控萬安水庫水位、流量變化情況，適時(shí)進(jìn)行調(diào)度。氣象、水文部門和萬安水電廠要加強(qiáng)分析預(yù)測(cè)，及時(shí)通報(bào)天氣趨勢(shì)和出入庫流量，為防洪調(diào)度提供科學(xué)依據(jù)。

2014年5月21日—25日，省防總派出19個(gè)工作組赴全省開展以水庫度汛安全為主要任務(wù)的防汛工作檢查。30日上午，省防總秘書長(zhǎng)、省水利廳副廳長(zhǎng)羅小云主持召開全省水庫安全度汛檢查匯報(bào)會(huì)，聽取水庫安全度汛檢查情況匯報(bào)。省水利廳廖瑞釗副廳長(zhǎng)出席會(huì)議。

匯報(bào)提綱水庫調(diào)度方式防洪標(biāo)準(zhǔn)水庫特征調(diào)洪演算原理防洪調(diào)度方式洪水判別條件分期洪水調(diào)度動(dòng)庫容調(diào)洪壩址洪水與入庫洪水防洪庫容動(dòng)態(tài)控制水庫群防洪調(diào)度水庫防洪優(yōu)化調(diào)度黃河防洪調(diào)度系統(tǒng)防洪調(diào)度方式：可分為水庫對(duì)下游無防洪任務(wù)和有防洪任務(wù)兩類興利調(diào)度方式：包括灌溉、發(fā)電、供水、航運(yùn)等方面綜合利用調(diào)度方式：承擔(dān)防洪、興利兩種以上水利任務(wù)的水庫的調(diào)度方式，除了考慮以上所述防洪、興利的調(diào)度方式之外，還要著重研究處理防洪與興利的結(jié)合及興利各任務(wù)之間結(jié)合的問題1、水庫調(diào)度方式其它方面的要求：防凌調(diào)度方式減於調(diào)度方式生態(tài)環(huán)境調(diào)度1、水庫調(diào)度方式關(guān)于三峽大壩的防洪能力的報(bào)道：2、防洪標(biāo)準(zhǔn)第一篇新聞稿發(fā)于2003年6月，聲稱三峽大壩“固若金湯，可以抵擋萬年一遇洪水”；四年后的第二篇稿，則將該數(shù)字改成了“千年一遇”；而在2008年10月發(fā)布的新聞里，標(biāo)題又變?yōu)椤叭龒{大壩可抵御百年一遇特大洪水”；到了上周二（2010年7月22日），央視的一篇題為《三峽蓄洪能力有限》的稿件呼吁公眾“勿把希望全寄托在大壩上”。

水庫防洪問題與防洪標(biāo)準(zhǔn)：

保下游：下游防洪安全、安全泄量、設(shè)計(jì)洪水、防洪標(biāo)準(zhǔn)保大壩：設(shè)計(jì)洪水、校核洪水保上游：庫區(qū)淹沒2、防洪標(biāo)準(zhǔn)死水位：水庫實(shí)際運(yùn)用的允許最低水位。死庫容：死水位以下庫容。3、水庫特征正常蓄水位：在正常運(yùn)行條件下，為了滿足興利部門正常用水，水庫在豐水期末允許蓄到的最高水位。興利庫容：死水位與正常蓄水位之間的庫容。3、水庫特征防洪限制水位：在汛前應(yīng)放空保持的水位防洪高水位、防洪庫容：保下游3、水庫特征設(shè)計(jì)洪水位：保大壩校核洪水位：保大壩3、水庫特征4、調(diào)洪演算原理在入庫洪水過程已知的情況下，水庫的洪水調(diào)節(jié)計(jì)算原理，就是求解方程組：4、調(diào)洪演算原理水量平衡方程變形：4、調(diào)洪演算原理4、調(diào)洪演算原理4、調(diào)洪演算原理4、調(diào)洪演算原理4、調(diào)洪演算原理5、防洪調(diào)度方式固定泄量（一級(jí)或多級(jí)）：當(dāng)來水不超過下游防洪標(biāo)準(zhǔn)時(shí)：按固定泄量下泄當(dāng)來水超過下游防洪標(biāo)準(zhǔn)時(shí)：敞泄5、防洪調(diào)度方式固定泄量調(diào)度例子：5、防洪調(diào)度方式補(bǔ)償調(diào)節(jié)區(qū)間來水大則水庫少放水，區(qū)間來水小則水庫多放水，控制兩者的組合流量不超過防洪控制點(diǎn)的允許泄量。關(guān)鍵問題：（1）區(qū)間洪水預(yù)報(bào)；（2）洪水逆向演算。5、防洪調(diào)度方式補(bǔ)償調(diào)節(jié)采用的條件：（1）洪水傳播時(shí)間：水庫泄流到達(dá)防洪控制點(diǎn)的傳播時(shí)間小于區(qū)間洪水預(yù)見期。（2）洪水預(yù)報(bào)精度：區(qū)間洪水預(yù)報(bào)精度高（3）相應(yīng)于下游防洪標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期的區(qū)間洪峰流量必須小于防洪控制點(diǎn)的允許泄量5、防洪調(diào)度方式經(jīng)驗(yàn)調(diào)度方式（1）錯(cuò)峰調(diào)度法：水庫留出一定的錯(cuò)峰庫容調(diào)節(jié)洪水，將入庫洪峰與區(qū)間洪峰“錯(cuò)開”。（2）固定區(qū)間典型洪水補(bǔ)償法：區(qū)間洪水一起漲，就認(rèn)為區(qū)間設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)。6、洪水判別條件（1）庫水位（2）入庫流量（3）一定時(shí)段的降雨量（4）峰前蓄水量庫水位判別條件6、洪水判別條件入庫流量判別條件6、洪水判別條件一定時(shí)段的降雨量判別條件6、洪水判別條件當(dāng)雨前水位達(dá)到汛限水位164.0m，發(fā)生50年一遇以下的洪水、24小時(shí)凈雨量小于228.8mm（降雨量小于297mm）時(shí)，預(yù)計(jì)最高水位不超過164.21m，閘門最大開高ｅ=3.0ｍ,最大泄量小于安全泄量800m3/s。

7、分期洪水調(diào)度各時(shí)期降雨成因不同，因而各時(shí)期洪水的特性與大小各異。將汛期劃分為若干個(gè)調(diào)度期，不同的調(diào)度期采用不同的汛限水位和調(diào)度方式。7、分期洪水調(diào)度東周水庫防洪調(diào)度方案大汶河7、分期洪水調(diào)度8、動(dòng)庫容調(diào)洪動(dòng)庫容是回水水面與壩前水位水平面之間的楔形水庫容積。9、壩址洪水與入庫洪水區(qū)別：10、防洪庫容動(dòng)態(tài)控制考慮預(yù)報(bào)減少預(yù)留防洪庫容：V1-預(yù)騰庫容V2-不考慮預(yù)騰庫容所需的防洪庫容V2-V1為實(shí)際所需防洪庫容。11、防洪與興利的結(jié)合防洪庫容和興利庫容結(jié)合的形式：防洪庫容和興利庫容結(jié)合的形式：11、防洪與興利的結(jié)合一次防洪調(diào)度中防洪和興利的結(jié)合：防洪預(yù)泄、利用預(yù)泄水量增加發(fā)電效益利用預(yù)報(bào)，減緩水庫消落到汛限水位的速度，盡量減少棄水、多發(fā)電與汛末蓄水相結(jié)合11、防洪與興利的結(jié)合防洪與興利的結(jié)合分期防洪限制水位的運(yùn)用利用專用防洪庫容興利（超蓄）利用部分興利庫容防洪利用預(yù)報(bào)抬高汛限水位、減少防洪庫容11、防洪與興利的結(jié)合12、水庫群防洪調(diào)度水庫群的結(jié)構(gòu)：水庫群自身安全調(diào)度原則：（1）若水庫B的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低，在擬定水庫A的防洪調(diào)度方案時(shí)，應(yīng)盡可能考慮水庫B的安全。（2）若水庫B的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較高，在擬定水庫A的防洪調(diào)度方案時(shí)，應(yīng)落實(shí)切實(shí)可行的保壩措施，防止?jié)螌?duì)水庫B造成連鎖反應(yīng)。12、水庫群防洪調(diào)度水庫群自身安全調(diào)度原則：（1）若水庫A的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較高，在擬定水庫B的防洪調(diào)度方案時(shí)，可考慮水庫A的調(diào)洪作用。（2）若水庫A的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低，在擬定水庫B的保壩措施中，應(yīng)考慮水庫A可能失事的影響。12、水庫群防洪調(diào)度水庫群為下游防洪的調(diào)度方式：1、水庫群防洪庫容的分配（1）總庫容的確定：V總=（1.1～1.3）Vc（2）各水庫必須承擔(dān)的防洪庫容的確定：

假定C處發(fā)生設(shè)計(jì)洪水，AC區(qū)間同頻率，A庫不泄洪，求VB；同樣求VA；（3）公共防洪庫容：V共=V總-VA-VB12、水庫群防洪調(diào)度水庫群為下游防洪的調(diào)度方式：1、水庫群防洪庫容的分配（4）公共防洪庫容分配：按各庫蓄洪抵償系數(shù)分配按總興利效益最大化原則分配水庫群調(diào)洪演算復(fù)核12、水庫群防洪調(diào)度水庫群為下游防洪的調(diào)度方式：2、水庫群防洪調(diào)度方式（1）固定下泄量方式：根據(jù)擬定的各水庫的防洪庫容，分別規(guī)定各庫的判別條件及其下泄流量。12、水庫群防洪調(diào)度水庫群為下游防洪的調(diào)度方式：2、水庫群防洪調(diào)度方式（2）補(bǔ)償調(diào)度方式：關(guān)鍵：確定水庫的補(bǔ)償次序。先后補(bǔ)償法：適用于兩庫洪水同步性好、區(qū)間洪水比重大、防洪庫容差別較大。相機(jī)補(bǔ)償法：適用于兩庫洪水比重相當(dāng)、同步性差。12、水庫群防洪調(diào)度水庫群為下游防洪的調(diào)度方式：3、梯級(jí)水庫防洪調(diào)度方式（1）根據(jù)C處洪水情況，先由A庫進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)，再由B庫進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)。（2）若A庫和AB區(qū)間同時(shí)遭遇較大洪水，則在有較準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)情況下，也可均勻分擔(dān)蓄洪量。12、水庫群防洪調(diào)度13、防洪優(yōu)化調(diào)度水庫的防洪任務(wù)和最優(yōu)準(zhǔn)則：1、防洪任務(wù)：保下游、保大壩、兼顧上游最大消峰準(zhǔn)則最短成災(zāi)歷時(shí)準(zhǔn)則最小洪災(zāi)損失準(zhǔn)則最大防洪安全準(zhǔn)則

2、最優(yōu)準(zhǔn)則：?jiǎn)螏旆篮閮?yōu)化調(diào)度：1、目標(biāo)函數(shù)按最大削峰準(zhǔn)則13、防洪優(yōu)化調(diào)度單庫防洪優(yōu)化調(diào)度：1、目標(biāo)函數(shù)按最短成災(zāi)歷時(shí)準(zhǔn)則13、防洪優(yōu)化調(diào)度單庫防洪優(yōu)化調(diào)度：1、目標(biāo)函數(shù)按最小洪災(zāi)損失準(zhǔn)則13、防洪優(yōu)化調(diào)度單庫防洪優(yōu)化調(diào)度：2、約束條件水量平衡約束水庫最高水位約束調(diào)度期末水位約束水庫泄流能力約束出庫流量變幅約束

13、防洪優(yōu)化調(diào)度單庫防洪優(yōu)化調(diào)度：3、求解方法線性規(guī)劃法，近似動(dòng)態(tài)規(guī)劃法，近似進(jìn)化算法，隨機(jī)試驗(yàn)13、防洪優(yōu)化調(diào)度水庫群防洪優(yōu)化調(diào)度：13、防洪優(yōu)化調(diào)度水庫群防洪優(yōu)化調(diào)度：水量平衡約束水庫最高水位約束調(diào)度期末水位約束水庫泄流能力約束出庫流量變幅約束

約束條件：13、防洪優(yōu)化調(diào)度水庫群防洪優(yōu)化調(diào)度：求解方法:采用輪庫法和粒子群法相結(jié)合的方法：①求各水庫的初始泄流過程。(砍平頭法)②對(duì)i=1，2，3，4，5依次輪庫循環(huán)優(yōu)化求解:對(duì)于給定的i水庫，其余水庫的泄流過程采用前次循環(huán)所求得的解，以F為目標(biāo)函數(shù)，采用粒子群法求i庫的最優(yōu)泄流過程。③對(duì)②連續(xù)作若干個(gè)循環(huán)，每次循環(huán)都是對(duì)前次解的改進(jìn)即增優(yōu)。若對(duì)②的循環(huán)達(dá)到可以接受的最高次數(shù)或當(dāng)前解達(dá)到給定的精度，則輸出當(dāng)前解作為最優(yōu)解。

13、防洪優(yōu)化調(diào)度水庫群防洪優(yōu)化調(diào)度：運(yùn)用系統(tǒng)工程原理和方法，以水庫調(diào)度圖為基礎(chǔ)，考慮上、下游水庫和防洪控制點(diǎn)之間補(bǔ)償與被補(bǔ)償關(guān)系，充分利用各級(jí)水庫防洪庫容、泄洪能力的最優(yōu)組合，在保證實(shí)現(xiàn)設(shè)定的防洪調(diào)度目標(biāo)的前提下，對(duì)某一場(chǎng)特定洪水尋求最優(yōu)蓄泄策略，供實(shí)時(shí)洪水調(diào)度決策參考。對(duì)優(yōu)化調(diào)度的理解：13、防洪優(yōu)化調(diào)度對(duì)優(yōu)化調(diào)度的理解：在防洪調(diào)度決策過程的面臨時(shí)段充分利用采集的防洪實(shí)時(shí)信息，作出洪水預(yù)報(bào)，并以預(yù)報(bào)洪水過程作為防洪優(yōu)化調(diào)度模型的輸入求得相應(yīng)的未來時(shí)段的優(yōu)化調(diào)度決策過程；并不直接利用優(yōu)化調(diào)度方案，而是考慮來水情況和各水庫之間的水力聯(lián)系，遵循當(dāng)年防洪預(yù)案中水庫的調(diào)度運(yùn)用原則，通過經(jīng)驗(yàn)判斷，對(duì)優(yōu)化調(diào)度方案進(jìn)行人機(jī)交互式修正。在下一時(shí)段，根據(jù)實(shí)際發(fā)生的水情，進(jìn)行防洪系統(tǒng)的狀態(tài)校正，并利用更新后的防洪實(shí)時(shí)信息，重復(fù)上述進(jìn)行洪水預(yù)報(bào)及調(diào)用優(yōu)化調(diào)度模型的過程，作出相應(yīng)的人機(jī)交互式修正，直至降雨過程結(jié)束。

人機(jī)交互滾動(dòng)生成調(diào)度方案13、防洪優(yōu)化調(diào)度水庫群防洪優(yōu)化調(diào)度：黃河防洪調(diào)度系統(tǒng)研究

一、概述

二、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與開發(fā)策略

三、洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

四、實(shí)時(shí)洪水調(diào)度子系統(tǒng)

五、調(diào)度方案評(píng)估子系統(tǒng)

六、洪水預(yù)報(bào)與調(diào)度耦合接口

七、泥沙數(shù)學(xué)模型與調(diào)度耦合接口

八、防洪調(diào)度系統(tǒng)專用數(shù)據(jù)庫建設(shè)

九、系統(tǒng)集成

十、總結(jié)

匯報(bào)內(nèi)容防洪工程體系一.概述河口村西霞院三門峽小浪底故縣陸渾上攔工程一.概述右岸長(zhǎng)624km左岸長(zhǎng)747km孟津堤太行堤左岸Ⅰ左岸Ⅱ右岸Ⅱ右岸Ⅰ貫孟堤

臨黃大堤

左岸從孟縣中曹坡起，右岸從鄭州市邙山起，共長(zhǎng)1371km。加上北金堤、沁河堤、大清河堤、東平湖圍堤、河口堤等，黃河下游各類堤防總長(zhǎng)2291km。左岸Ⅲ下排工程防洪工程體系一.概述分滯洪工程?hào)|平湖東平湖滯洪區(qū)

涉及山東省東平、梁山、汶上三縣共29.06萬人，總面積627km2，有耕地47.37萬畝?？偡趾槟芰?500m3/s?？値烊轂?0.4億m3。防洪工程體系一.概述分滯洪工程北金堤北金堤滯洪區(qū)

是防御超標(biāo)準(zhǔn)洪水的重要工程措施之一，滯洪區(qū)面積2316km2，涉及豫、魯兩省七個(gè)縣（市）約157萬人。渠村分洪閘設(shè)計(jì)分洪流量10000m3/s，有效分洪水量20億m3。張莊退水閘設(shè)計(jì)退水流量1000m3/s。防洪工程體系一.概述防洪工程體系

黃河防汛重點(diǎn)在下游，目前，已初步形成了以“上攔下排、兩岸分滯”的防洪工程體系與非工程防洪體系。但由于黃河洪水組成復(fù)雜，水沙交織，下游河道是地上懸河且灘區(qū)人員達(dá)181萬之眾，每遇洪水，對(duì)于下游堤防內(nèi)外的防汛指揮調(diào)度工作面臨著很大困難。一方面需要進(jìn)行洪水處理，確保下游兩岸防洪安全，另一方面要考慮泥沙淤積及灘區(qū)群眾安全。為提高防洪決策科學(xué)性和時(shí)效性，運(yùn)用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，及時(shí)、準(zhǔn)確、全面接收和處理各類汛情信息，為黃河下游防汛調(diào)度指揮決策提供高水平的信息和技術(shù)支持，是十分必要的。數(shù)字防汛

暴雨洪水預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)防洪調(diào)度系統(tǒng)

黃河中下游水沙輸移模擬系統(tǒng)

工情險(xiǎn)情會(huì)商系統(tǒng)

一.概述數(shù)字防汛工程“數(shù)字黃河”工程系統(tǒng)的開發(fā)目標(biāo)建成防洪調(diào)度軟件系統(tǒng)，較為全面地支持黃河中下游洪水（水沙）調(diào)度與管理的主要技術(shù)業(yè)務(wù)，使分析計(jì)算過程更加高效、直觀，使決策的準(zhǔn)確性和時(shí)效性進(jìn)一步增強(qiáng)。探討將水庫、河道沖淤數(shù)學(xué)模型應(yīng)用于實(shí)時(shí)洪水泥沙調(diào)度，力爭(zhēng)獲取成熟經(jīng)驗(yàn)，為今后全面、成熟應(yīng)用沖淤數(shù)學(xué)模型打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為科學(xué)調(diào)度現(xiàn)有防洪工程、有效地減少洪水泥沙災(zāi)害提供決策支持。一.概述系統(tǒng)的主要功能1、洪水泥沙調(diào)度預(yù)案分析包括設(shè)計(jì)洪水預(yù)案分析計(jì)算、典型洪水方案分析計(jì)算、泥沙演進(jìn)計(jì)算等2、實(shí)時(shí)洪水泥沙調(diào)度計(jì)算實(shí)時(shí)洪水調(diào)度方案分析計(jì)算、調(diào)水調(diào)沙方案分析計(jì)算、實(shí)時(shí)洪水泥沙演進(jìn)計(jì)算等3、調(diào)水調(diào)沙方案分析與計(jì)算根據(jù)干流來水來沙和支來水情況，設(shè)定花園口的水沙過程控制目標(biāo)，對(duì)小浪底水庫的出庫水沙過程進(jìn)行分析計(jì)算。4、防洪調(diào)度方案評(píng)估對(duì)防洪調(diào)度方案進(jìn)行多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)排序，形成方案比選依據(jù)一.概述系統(tǒng)的覆蓋范圍一.概述一.概述防洪調(diào)度業(yè)務(wù)工作分工黃河防洪調(diào)度業(yè)務(wù)工作干支流來水預(yù)報(bào)實(shí)時(shí)洪水調(diào)度河道洪水演算(預(yù)報(bào))水庫河道泥沙演進(jìn)洪水調(diào)度預(yù)案分析水文局設(shè)計(jì)院黃科院防汛辦系統(tǒng)開發(fā)的主要思路充分考慮現(xiàn)有工程體系特點(diǎn)體現(xiàn)最新水（沙）調(diào)控思想提供防洪調(diào)度計(jì)算和調(diào)水調(diào)沙分析的輔助決策功能適應(yīng)防洪調(diào)度業(yè)務(wù)工作分工、職責(zé)的實(shí)際體現(xiàn)多重耦合的理念，充分考慮預(yù)報(bào)與調(diào)度的分工與耦合，泥沙沖淤模型與清水模型的耦合機(jī)制充分利用現(xiàn)有資源，貫徹整合開發(fā)要求融合實(shí)用性和先進(jìn)性一.概述

三花區(qū)間洪水預(yù)報(bào)與調(diào)度耦合與接口；洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)；實(shí)時(shí)洪水調(diào)度子系統(tǒng)；三門峽、小浪底水庫泥沙沖淤數(shù)學(xué)模型、下游河道泥沙沖淤數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)與調(diào)度耦合與接口；調(diào)度方案評(píng)估子系統(tǒng)開發(fā)；歷史水（沙）數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)專用數(shù)據(jù)庫；相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系建立;黃河防洪調(diào)度業(yè)務(wù)運(yùn)行平臺(tái)開發(fā)；系統(tǒng)軟件開發(fā)與集成。系統(tǒng)開發(fā)主要內(nèi)容一.概述二.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與開發(fā)策略防汛公用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫歷史水沙及調(diào)度專用數(shù)據(jù)庫潼關(guān)水沙過程預(yù)估洪水調(diào)度預(yù)案分析實(shí)時(shí)洪水調(diào)度分析調(diào)水調(diào)沙方案分析調(diào)度方案評(píng)估管理業(yè)務(wù)運(yùn)行平臺(tái)（B-S版）

管理業(yè)務(wù)運(yùn)行平臺(tái)（C-S版）

潼關(guān)水沙過程預(yù)估洪水調(diào)度預(yù)案分析實(shí)時(shí)洪水調(diào)度分析調(diào)水調(diào)沙方案分析調(diào)度方案評(píng)估干支流來水?dāng)?shù)據(jù)文件B-S結(jié)構(gòu)為主,C-S結(jié)構(gòu)為輔標(biāo)準(zhǔn)化整體模型封裝在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行流程中，將調(diào)度業(yè)務(wù)計(jì)算、數(shù)學(xué)模型等整體封裝成相對(duì)獨(dú)立的計(jì)算過程，通過其輸入和輸出與其他模塊發(fā)生關(guān)聯(lián)。對(duì)于特殊模型，如泥沙分析計(jì)算模型，通過開發(fā)其（專用）預(yù)處理功能模塊為其提供輸入數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上對(duì)模型的輸入、輸出進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化處理。標(biāo)準(zhǔn)化、通用化算法（方法）調(diào)用機(jī)制在設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)參數(shù)與算法的分離，增強(qiáng)其通用性，減小重復(fù)開發(fā)量，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制。二.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與開發(fā)策略任務(wù)鏈分級(jí)管理，實(shí)現(xiàn)處理任務(wù)增減和選擇的靈活性

任務(wù)鏈?zhǔn)怯脩籼峤坏挠?jì)算任務(wù)的一種表現(xiàn)形式。在計(jì)算時(shí)，將計(jì)算任務(wù)（翻譯）編輯成任務(wù)鏈，提交計(jì)算。實(shí)現(xiàn)上述計(jì)算模式的前提是，對(duì)數(shù)據(jù)庫（參數(shù)及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的、絕對(duì)獨(dú)立的設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)通用性方法庫。由多個(gè)不同方法、模型等邏輯上構(gòu)成系統(tǒng)的任務(wù)鏈，同時(shí)使任務(wù)鏈的修改靈活方便，從而提供系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性。二.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與開發(fā)策略預(yù)報(bào)與調(diào)度有機(jī)耦合處理

將洪水預(yù)報(bào)與洪水調(diào)度系統(tǒng)有機(jī)地耦合，最大程度發(fā)揮洪水調(diào)度系統(tǒng)功能、增長(zhǎng)預(yù)見期、提高洪水預(yù)警預(yù)報(bào)時(shí)效性的重要手段。耦合包括兩方面的內(nèi)容，一是數(shù)據(jù)的耦合，二是功能的耦合。由于現(xiàn)行防汛責(zé)任制的分工，黃河流域洪水預(yù)報(bào)和洪水調(diào)度兩個(gè)系統(tǒng)的耦合屬異地耦合，所以，應(yīng)用技術(shù)先進(jìn)、適應(yīng)性強(qiáng)的中間件技術(shù)，構(gòu)建中間層應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，在兩個(gè)子系統(tǒng)之間構(gòu)建一個(gè)支持異構(gòu)數(shù)據(jù)庫或操作平臺(tái)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)應(yīng)用接口、實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)的異地運(yùn)行。二.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與開發(fā)策略二.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與開發(fā)策略水、沙計(jì)算模型耦合處理將泥沙數(shù)學(xué)模型包裝成相對(duì)獨(dú)立的計(jì)算過程，通過其輸入和輸出與其他模塊發(fā)生關(guān)聯(lián)。實(shí)現(xiàn)最大可能的的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化處理。同時(shí)，將泥沙數(shù)學(xué)模型與默認(rèn)的流量、水量計(jì)算模塊有機(jī)地“并列”起來，為泥沙過程和流量過程的耦合創(chuàng)造最為直接的條件，即，泥沙數(shù)學(xué)模型在分析計(jì)算過程中為可選計(jì)算內(nèi)容。情景模式側(cè)重于輔助防洪工作的領(lǐng)導(dǎo)的決策，該模式以3維地形圖為背景，疊加主要控制斷面和樞紐實(shí)時(shí)洪水?dāng)?shù)據(jù)與洪水調(diào)度結(jié)果，圖形化顯示，操作簡(jiǎn)單明了。三種工作模式二.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與開發(fā)策略專家模式直接針對(duì)防洪調(diào)度業(yè)務(wù)流程圖進(jìn)行洪水調(diào)度作業(yè)，便于對(duì)各個(gè)控制節(jié)點(diǎn)獨(dú)立操作和調(diào)度方案的調(diào)算。該模式適用于防洪調(diào)度工作的專業(yè)人員使用。三種工作模式二.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與開發(fā)策略三種工作模式簡(jiǎn)明模式以流域概化圖為背景，信息量較少，適用于非專業(yè)用戶使用。二.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與開發(fā)策略三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

功能概述洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)的主要功能是在整體防洪規(guī)劃參數(shù)的約束下，根據(jù)設(shè)計(jì)洪水或典型洪水進(jìn)行流域洪水泥沙預(yù)案計(jì)算，計(jì)算洪水預(yù)案相應(yīng)的各水庫洪水泥沙蓄泄過程、各滯洪區(qū)洪水吞吐過程、重點(diǎn)防洪控制斷面洪水泥沙過程，運(yùn)用科學(xué)計(jì)算和可視化技術(shù)，將模擬計(jì)算的洪水預(yù)案展示出來。三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

系統(tǒng)功能洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)設(shè)計(jì)洪水及泥沙計(jì)算調(diào)度預(yù)案評(píng)價(jià)調(diào)度預(yù)案設(shè)定水庫群調(diào)洪演算分蓄洪區(qū)調(diào)洪演算河道洪水泥沙演算調(diào)度預(yù)案計(jì)算功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)洪水及泥沙計(jì)算模塊該模塊的主要功能是根據(jù)給定的設(shè)計(jì)概率或重現(xiàn)期，進(jìn)行設(shè)計(jì)洪水計(jì)算，并選擇與設(shè)計(jì)洪水相匹配的潼關(guān)泥沙過程。提供洪水典型供選擇，采用同頻率法進(jìn)行設(shè)計(jì)洪水計(jì)算，計(jì)算三門峽、小浪底、陸渾、故縣水庫入庫設(shè)計(jì)洪水過程和武陟設(shè)計(jì)洪水過程，三門峽-小浪底區(qū)間、故縣水庫、陸渾水庫-黑石關(guān)各區(qū)間、小浪底-花園口區(qū)間、及其它相關(guān)區(qū)間設(shè)計(jì)洪水過程。將設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果整理好后存放在設(shè)計(jì)洪水?dāng)?shù)據(jù)庫中，當(dāng)啟動(dòng)設(shè)計(jì)洪水計(jì)算模塊后，選擇設(shè)計(jì)洪水頻率和設(shè)計(jì)洪水典型后，直接從設(shè)計(jì)洪水?dāng)?shù)據(jù)庫中提取事先計(jì)算好的設(shè)計(jì)洪水過程。三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

洪水預(yù)案設(shè)定模塊三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

主要功能是:根據(jù)設(shè)計(jì)洪水泥沙情況或典型洪水泥沙情況及水庫、堤防、蓄滯洪區(qū)等防洪系統(tǒng)工情，設(shè)定三門峽、小浪底、河口村、陸渾、故縣水庫五庫調(diào)度運(yùn)用方式（西霞院無調(diào)洪庫容和任務(wù)，一般采用敞泄滯洪方式；為河口村水庫預(yù)留接口），設(shè)定東平湖、北金堤分滯洪區(qū)的調(diào)度運(yùn)用方式，根據(jù)需要設(shè)定是否進(jìn)行泥沙演進(jìn)。洪水預(yù)案設(shè)定模塊三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

提供靈活的水庫群組合方式供選擇：可以從三門峽、小浪底、西霞院、河口村、陸渾、故縣等六水庫中選擇任意個(gè)水庫進(jìn)行組合，研究調(diào)度計(jì)算方案，未被選擇的水庫按敞泄滯洪調(diào)度方式運(yùn)用。水庫調(diào)度計(jì)算任務(wù)設(shè)定:洪水預(yù)案設(shè)定模塊三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

1——完全自由敞泄2——維持汛限水位敞泄3——進(jìn)出庫平衡運(yùn)用4——庫水位控制運(yùn)用5——按調(diào)度規(guī)則控泄6——分時(shí)段混合控制運(yùn)用7——優(yōu)化調(diào)度8——調(diào)水調(diào)沙復(fù)雜補(bǔ)償調(diào)節(jié)水庫調(diào)度計(jì)算方式設(shè)定:洪水預(yù)案設(shè)定三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

防洪限制水位蓄洪限制水位(防洪運(yùn)用最高水位)興利最小流量限制起調(diào)水位調(diào)度期末水位庫容曲線選擇泄洪設(shè)備最大允許使用數(shù)目

水庫調(diào)度計(jì)算參數(shù)設(shè)定,包括:調(diào)洪演算方法三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

調(diào)洪演算原理與基本方法調(diào)洪演算方法三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

以下四種調(diào)度方式可直接運(yùn)用調(diào)洪演算原理與基本方法：1——完全自由敞泄2——維持汛限水位敞泄3——進(jìn)出庫平衡運(yùn)用4——庫水位控制運(yùn)用

調(diào)洪演算方法三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

按調(diào)度規(guī)則控泄的計(jì)算方法:總結(jié)調(diào)度規(guī)則將調(diào)度規(guī)則表達(dá)成規(guī)范格式和參數(shù)形式運(yùn)用調(diào)洪演算原理與基本方法編程實(shí)現(xiàn)調(diào)洪演算方法三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

示例調(diào)洪演算方法三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

調(diào)水調(diào)沙復(fù)雜補(bǔ)償調(diào)節(jié)計(jì)算方法：1、給定花園口流量過程控制目標(biāo),并可與小浪底水庫的泄流控制過程混合；2、求出西在花流量過程控制目標(biāo)；3、用改進(jìn)的粒子群優(yōu)化方法求出小浪底水庫的泄流控制過程，實(shí)現(xiàn)流量復(fù)雜對(duì)接。調(diào)洪演算方法三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

分時(shí)段混合控制運(yùn)用計(jì)算方法：

可以分時(shí)段設(shè)定各種調(diào)度方式，包括:人工設(shè)定泄流過程、人工設(shè)定閘門(孔洞)組合控制過程、花園口流量控制、按調(diào)度規(guī)則控泄、庫水位控制過程、進(jìn)出庫平衡運(yùn)用等，一次完成調(diào)度計(jì)算。分為兩步完成，即將調(diào)度時(shí)段劃分為若干個(gè)大的調(diào)度計(jì)算時(shí)段，根據(jù)需要選擇計(jì)算方式；在大調(diào)度計(jì)算時(shí)段中選擇的計(jì)算方式若為某幾個(gè)特定的計(jì)算過程，再將調(diào)度時(shí)段細(xì)分，設(shè)定具體的計(jì)算過程。1.水庫群常規(guī)調(diào)度：黃委會(huì)防汛部門在多年的防洪減災(zāi)實(shí)踐中，總結(jié)了一套有效的經(jīng)驗(yàn)調(diào)度方法。本次研究對(duì)這些調(diào)度方式進(jìn)行了總結(jié)，并用敞泄滯洪、先敞后控、調(diào)度規(guī)則、人工控泄、補(bǔ)償調(diào)節(jié)等調(diào)度模式進(jìn)行概括。2.水庫群優(yōu)化調(diào)度:運(yùn)用系統(tǒng)工程原理和方法，以水庫調(diào)度圖為基礎(chǔ)，考慮上、下游水庫和防洪控制點(diǎn)之間補(bǔ)償與被補(bǔ)償關(guān)系，充分利用各級(jí)水庫防洪庫容、泄洪能力的最優(yōu)組合，在保證實(shí)現(xiàn)設(shè)定的防洪調(diào)度目標(biāo)的前提下，對(duì)某一場(chǎng)特定洪水尋求最優(yōu)蓄泄策略，供實(shí)時(shí)洪水調(diào)度決策參考。三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

水庫群優(yōu)化調(diào)度水庫群優(yōu)化調(diào)度三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

目標(biāo)函數(shù)：水庫群優(yōu)化調(diào)度三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

目標(biāo)函數(shù)：水庫群優(yōu)化調(diào)度三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

約束條件：水量平衡約束水庫最高水位約束調(diào)度期末水位約束水庫泄流能力約束出庫流量變幅約束

水庫群優(yōu)化調(diào)度三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

求解方法：采用輪庫法和粒子群法相結(jié)合的方法，具體步驟如下：①求各水庫的初始泄流過程。(砍平頭法)②對(duì)i=1，2，3，4，5依次輪庫循環(huán)優(yōu)化求解:對(duì)于給定的i水庫，其余水庫的泄流過程采用前次循環(huán)所求得的解，以F為目標(biāo)函數(shù)，采用粒子群法求i庫的最優(yōu)泄流過程。③對(duì)②連續(xù)作若干個(gè)循環(huán)，每次循環(huán)都是對(duì)前次解的改進(jìn)即增優(yōu)。若對(duì)②的循環(huán)達(dá)到可以接受的最高次數(shù)或當(dāng)前解達(dá)到給定的精度，則輸出當(dāng)前解作為最優(yōu)解。

蓄滯洪區(qū)調(diào)洪演算三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

蓄滯洪區(qū)調(diào)洪演算主要包括東平湖調(diào)洪演算和北金堤調(diào)洪演算兩部分。東平湖以上黃河大堤設(shè)防流量17500，以下設(shè)防流量11000，允許黃河干流下泄10000。東平湖是確保濟(jì)南市、勝利油田及艾山以下沿岸防洪安全的重要工程措施。當(dāng)經(jīng)三門峽、小浪底、故縣水庫和陸渾水庫滯洪，花園口流量仍大于22000，并考慮東平湖充分運(yùn)用后仍無法控制艾山以下流量為11000，將運(yùn)用北金堤蓄滯洪區(qū)滯洪。東平湖分蓄洪區(qū)調(diào)洪演算三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

東平湖調(diào)洪演算

東平湖滯洪區(qū)調(diào)度運(yùn)用的原則，按三種情況考慮：若黃、汶河洪水不遭遇時(shí)，盡量運(yùn)用老湖調(diào)蓄；若黃、汶河洪水遭遇較大洪水時(shí)，一般采用先老湖后新湖或新老湖分別運(yùn)用的方式；若黃、汶河洪水嚴(yán)重遭遇，依照來水過程，分別利用老湖、新湖滯洪（老湖蓄汶河來水，新湖蓄黃河來水），視分洪情況適時(shí)破除二級(jí)湖堤、合理調(diào)度。

分蓄洪區(qū)調(diào)洪演算三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

東平湖調(diào)洪演算

考慮了四種東平湖運(yùn)用次序，即老湖新湖依次運(yùn)用、新湖老湖依次運(yùn)用、老湖新湖同時(shí)運(yùn)用、破二級(jí)湖堤全湖運(yùn)用。同時(shí)考慮了兩種東平湖分洪計(jì)算方式，即孫口10000立方米/秒流量砍平頭法和人工設(shè)定分洪過程方法兩種。這兩種分洪計(jì)算方法都要考慮老湖分洪閘和新湖分洪閘分洪能力的限制。東平湖分蓄洪區(qū)調(diào)洪演算三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

東平湖調(diào)洪演算

大汶河來水考慮方式：根據(jù)具體情況給定大汶河來水洪量后，選擇來水典型，然后按洪量同倍比法進(jìn)行縮放；東平湖老湖庫容曲線：東平湖老湖區(qū)庫容曲線要區(qū)分金山壩以東以西，根據(jù)金山壩是否破除情況，生成東平湖老湖庫容曲線。東平湖分洪退水計(jì)算時(shí)，按新生成的東平湖老湖庫容曲線等進(jìn)行。老湖龐口閘退水計(jì)算方式：東平湖老湖退水計(jì)算方式非常復(fù)雜，涉及到東平湖老湖龐口閘泄流曲線、閘上水位、閘下水位、大河流量及龐口閘下的水位流量關(guān)系，龐口閘泄流曲線要區(qū)分圍堰是否破除兩種情況。需采用試算的方式進(jìn)行老湖退水計(jì)算新湖司亥閘退水計(jì)算方式：東平湖新湖司亥閘退水計(jì)算方式分為不考慮退水或人工設(shè)定退水過程兩種情況。分蓄洪區(qū)調(diào)洪演算三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

北金堤調(diào)洪演算

河道洪水演進(jìn)三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

（2）伊洛灘區(qū)決溢將夾灘看作一個(gè)水庫，當(dāng)黑石關(guān)滯洪前的流量>5000m3/s或底水>0.0432億m3時(shí)，按馬法進(jìn)行滯洪演算，并對(duì)夾灘水庫進(jìn)行水量平衡計(jì)算；否則，滯洪后的流量滯洪前的流量。（3）沁南灘區(qū)漫溢采用小董4000m3/s砍平頭的方法。(參數(shù)化)主要采用設(shè)計(jì)院方法:（1）河道洪水演算采用分段馬法進(jìn)行演算，采用分段線性法處理馬法演算的非線性問題。設(shè)計(jì)洪水及泥沙計(jì)算與選擇洪水調(diào)度預(yù)案設(shè)定調(diào)度預(yù)案計(jì)算調(diào)度預(yù)案分析評(píng)價(jià)滿意否？輸出防洪預(yù)案否是系統(tǒng)工作流程

三.洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)

四.實(shí)時(shí)洪水調(diào)度子系統(tǒng)

功能概述

根據(jù)實(shí)測(cè)、預(yù)估、計(jì)算的潼關(guān)洪水過程、三花區(qū)間各控制站或區(qū)間的洪水過程，對(duì)故縣、陸渾、三門峽、小浪底等水庫進(jìn)行實(shí)時(shí)洪水聯(lián)合調(diào)度方案的分析計(jì)算，生成各水庫的出庫及下游河道的流量過程；在給定潼關(guān)水沙過程的情況下，通過標(biāo)準(zhǔn)接口，利用現(xiàn)有較成熟的黃河泥沙沖淤模型進(jìn)行計(jì)算，生成三門峽水庫、小浪底水庫和黃河下游流量、含沙量和斷面沖淤變化過程；必要時(shí)，依據(jù)分蓄洪區(qū)的調(diào)度運(yùn)用規(guī)則對(duì)分蓄洪區(qū)進(jìn)行分洪方案的計(jì)算，最終生成黃河中下游水庫、分蓄洪區(qū)的聯(lián)合洪水泥沙調(diào)度方案。四.實(shí)時(shí)洪水調(diào)度子系統(tǒng)

功能概述

實(shí)時(shí)洪水調(diào)度子系統(tǒng)與洪水調(diào)度預(yù)案分析子系統(tǒng)之間有如下區(qū)別：（1）邊界條件入口斷面流量過程、含沙量過程及懸移級(jí)配過程及出口斷面的水位過程等邊界條件在計(jì)算時(shí)必須給出。在洪水調(diào)度預(yù)案分析計(jì)算模型中是已知的設(shè)計(jì)洪水過程和相應(yīng)的泥沙過程；而在實(shí)時(shí)水沙調(diào)度方案計(jì)算中，調(diào)度期內(nèi)的邊界條件是未知的，需要通過預(yù)報(bào)手段來獲取邊界條件。（2）起始條件在計(jì)算開始時(shí)刻，每個(gè)水庫和河道斷面的水位、流量（含沙量）等水力狀態(tài)即起始條件必須給出。在實(shí)時(shí)水沙調(diào)度方案計(jì)算中，可利用不斷更新的實(shí)時(shí)信息修正水庫河道水流狀態(tài)，將修正后的水流狀態(tài)作為新的起始條件再進(jìn)行新一輪的調(diào)洪演算和泥沙演進(jìn)計(jì)算。在洪水調(diào)度預(yù)案分析計(jì)算模型中，起始條件是假定的。（3）預(yù)報(bào)調(diào)度校正實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)調(diào)度計(jì)算中要考慮流域水力狀態(tài)包括水庫、河道、分蓄洪區(qū)蓄水狀態(tài)校正。四.實(shí)時(shí)洪水調(diào)度子系統(tǒng)

功能結(jié)構(gòu)

實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)結(jié)果輸入四.實(shí)時(shí)洪水調(diào)度子系統(tǒng)

完整的洪水過程預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)：包括陸渾水庫入庫過程，陸渾－龍門鎮(zhèn)區(qū)間的洪水過程，故縣水庫入庫過程，故縣－長(zhǎng)水區(qū)間洪水過程，長(zhǎng)水－宜陽區(qū)間洪水過程，宜陽－白馬寺區(qū)間洪水過程，白馬寺、龍門鎮(zhèn)－黑石關(guān)區(qū)間洪水過程，五龍口、山路平洪水過程，五龍口、山路平-武陟區(qū)間洪水過程，三門峽水庫入庫洪水過程，三門峽－小浪底區(qū)間洪水過程，小浪底、黑石關(guān)、武陟－花園口區(qū)間（干流）洪水過程；黑石關(guān)、武陟、花園口站洪水預(yù)報(bào)過程。四.實(shí)時(shí)洪水調(diào)度子系統(tǒng)

非完整的洪水過程預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)：

只有某些重點(diǎn)控制斷面的洪峰、洪量及峰現(xiàn)時(shí)間等水文特征值。采用洪水過程相似分析方法，根據(jù)降水及預(yù)報(bào)特征值，尋找歷史同類典型洪水，進(jìn)行放大、縮小及人工處理后估算出一個(gè)完整的水文預(yù)報(bào)過程。實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)結(jié)果輸入四.實(shí)時(shí)洪水調(diào)度子系統(tǒng)

根據(jù)龍門、華縣、河津、狀頭等站發(fā)生的實(shí)時(shí)水沙過程，及委水文局提供的潼關(guān)站洪水洪峰預(yù)報(bào)及最大含沙量預(yù)報(bào)值，從歷史水沙數(shù)據(jù)庫選取潼關(guān)站已發(fā)生的近似洪水，將其水沙過程作為潼關(guān)站的預(yù)估水沙過程。也可以借助于平臺(tái)子系統(tǒng)的相關(guān)功能，由用戶（分析計(jì)算人員）以圖形化方式直接給出潼關(guān)水沙過程，或由協(xié)議文件導(dǎo)入潼關(guān)水沙過程。

潼關(guān)水沙過程預(yù)估常規(guī)調(diào)度與優(yōu)化調(diào)度

四.實(shí)時(shí)洪水調(diào)度方案分析子系統(tǒng)

常規(guī)調(diào)度方法

黃委會(huì)防汛部門在多年的防洪減災(zāi)實(shí)踐中，總結(jié)了一套有效的經(jīng)驗(yàn)調(diào)度方法。將對(duì)這些調(diào)度方式進(jìn)行總結(jié)，并用敞泄滯洪、先敞后控、調(diào)度規(guī)則、人工控泄、補(bǔ)償調(diào)節(jié)等調(diào)度模式進(jìn)行概括。優(yōu)化調(diào)度方法

運(yùn)用系統(tǒng)工程原理和方法，以水庫調(diào)度圖為基礎(chǔ)，考慮上、下游水庫和防洪控制點(diǎn)之間補(bǔ)償與被補(bǔ)償關(guān)系，充分利用各級(jí)水庫防洪庫容、泄洪能力的最優(yōu)組合，在保證實(shí)現(xiàn)設(shè)定的防洪調(diào)度目標(biāo)的前提下，對(duì)某一場(chǎng)特定洪水尋求最優(yōu)蓄泄策略

常規(guī)調(diào)度與優(yōu)化調(diào)度

四.實(shí)時(shí)洪水調(diào)度子系統(tǒng)

滾動(dòng)人機(jī)交互生成調(diào)度方案

由于受到實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)預(yù)見期不足、水庫控制面積差異懸殊、區(qū)間洪水傳播時(shí)間與洪水預(yù)報(bào)預(yù)見期不相適應(yīng)等綜合因素的影響，在多數(shù)情況下，實(shí)現(xiàn)流域尺度上真正意義的水庫群實(shí)時(shí)洪水優(yōu)化調(diào)度，存在一定困難。鑒于此，根據(jù)水庫群實(shí)時(shí)洪水調(diào)度特點(diǎn)，采用水庫群實(shí)時(shí)洪水滾動(dòng)人機(jī)交互生成調(diào)度方案法。常規(guī)調(diào)度與優(yōu)化調(diào)度

四.實(shí)時(shí)洪水調(diào)度子系統(tǒng)

滾動(dòng)人機(jī)交互生成調(diào)度方案

在防洪調(diào)度決策過程的面臨時(shí)段充分利用采集的防洪實(shí)時(shí)信息，作出洪水預(yù)報(bào)，并以預(yù)報(bào)洪水過程作為防洪優(yōu)化調(diào)度模型的輸入求得相應(yīng)的未來時(shí)段的優(yōu)化調(diào)度決策過程；并不直接利用優(yōu)化調(diào)度方案，而是考慮來水情況和各水庫之間的水力聯(lián)系，遵循當(dāng)年防洪預(yù)案中水庫的調(diào)度運(yùn)用原則，通過經(jīng)驗(yàn)判斷，對(duì)優(yōu)化調(diào)度方案進(jìn)行人機(jī)交互式修正。在下一時(shí)段，根據(jù)實(shí)際發(fā)生的水情，進(jìn)行防洪系統(tǒng)的狀態(tài)校正，并利用更新后的防洪實(shí)時(shí)信息，重復(fù)上述進(jìn)行洪水預(yù)報(bào)及調(diào)用優(yōu)化調(diào)度模型的過程，作出相應(yīng)的人機(jī)交互式修正，直至降雨過程結(jié)束。

蓄滯洪區(qū)調(diào)度方式

（1）蓄滯洪區(qū)分洪調(diào)度砍平頭模型人機(jī)交互式分洪模型（2）蓄滯洪區(qū)內(nèi)調(diào)洪演算主要以水庫的調(diào)洪模式進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算，主要依據(jù)是水量平衡方程（３）蓄滯洪區(qū)退水調(diào)度補(bǔ)償退水 退水能力曲線或平均退水能力

四.實(shí)時(shí)洪水調(diào)度子系統(tǒng)

河道洪水演進(jìn)方法和參數(shù)

四.實(shí)時(shí)洪水調(diào)度子系統(tǒng)

默認(rèn)的方法：

預(yù)案分析：用設(shè)計(jì)院的方法和參數(shù)；實(shí)時(shí)調(diào)度：用水文局的方法和參數(shù)，采用耦合方法。演算方法可選擇

實(shí)時(shí)調(diào)度過程中，建立交互機(jī)制。充分利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行水庫河道蓄水狀態(tài)校正

四.實(shí)時(shí)洪水調(diào)度子系統(tǒng)

水庫蓄水狀態(tài)校正

在滾動(dòng)防洪調(diào)度決策過程中，充分利用實(shí)際發(fā)生的水庫水位信息校正水庫的蓄水狀態(tài)。河道蓄水狀態(tài)校正

在河道洪水演算過程中，充分利用上斷面的實(shí)際發(fā)生的流量過程推求下斷面流量過程，校正河道的水流狀態(tài)。校正用實(shí)時(shí)流量、水位

以下站流量：五龍口、山路平、武陟、龍門鎮(zhèn)、長(zhǎng)水、宜陽、白馬寺、黑石關(guān)、花園口、夾河灘、高村、孫口、艾山、濼口、利津、潼關(guān)、小浪底出庫

以下站水位：陸渾、故縣、三門峽、小浪底、西霞院、河口村、黑石關(guān)水位

5.實(shí)時(shí)洪水調(diào)度方案分析子系統(tǒng)實(shí)時(shí)洪水調(diào)度子系統(tǒng)工作流程

實(shí)時(shí)、預(yù)報(bào)與歷史的水雨沙情信息輸入進(jìn)行防洪形勢(shì)分析，明確當(dāng)前的調(diào)度任務(wù)與目標(biāo)三花區(qū)間實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)與潼關(guān)站水沙過程預(yù)估結(jié)果輸入設(shè)定水庫及蓄滯洪區(qū)運(yùn)用參數(shù)，制訂實(shí)時(shí)洪水調(diào)度方案實(shí)時(shí)洪水調(diào)度方案計(jì)算實(shí)時(shí)洪水調(diào)度方案分析評(píng)價(jià)實(shí)時(shí)水沙調(diào)度方案會(huì)商與決策實(shí)時(shí)水沙調(diào)度方案實(shí)施滿意否？是否五.調(diào)度方案評(píng)估子系統(tǒng)

分析評(píng)估水沙調(diào)度方案的花園口洪峰、給定流量級(jí)別以上的洪量及歷時(shí)，對(duì)比分析多個(gè)調(diào)度方案的過程線、沖淤分析指標(biāo)，通過分蓄洪區(qū)水位容積曲線、水位面積曲線、水位社經(jīng)曲線估算滯洪區(qū)的淹沒損失。對(duì)防洪調(diào)度方案分析結(jié)果進(jìn)行展示。主要內(nèi)容包括：防洪工程運(yùn)用方式，主要控制站的洪水過程、含沙量過程、顆粒級(jí)配及特征值，水庫及分滯洪區(qū)的洪水過程、含沙量過程，當(dāng)前防洪形勢(shì)下的調(diào)度依據(jù)及文字說明，調(diào)度方案的比較等。

防洪調(diào)度方案單指標(biāo)評(píng)價(jià)排序及多指標(biāo)評(píng)價(jià)排序功能概述

五.調(diào)度方案評(píng)估子系統(tǒng)

防洪調(diào)度方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

評(píng)價(jià)指標(biāo)選取的原則：客觀性、獨(dú)立性、系統(tǒng)性、可操作性、層次性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系設(shè)計(jì)：見下表防洪調(diào)度方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

五.調(diào)度方案評(píng)估子系統(tǒng)

防洪調(diào)度方案單目標(biāo)評(píng)價(jià)模型和排序

采用模糊評(píng)價(jià)方法建立防洪調(diào)度方案單目標(biāo)評(píng)價(jià)模型。

模糊評(píng)價(jià)屬于定性評(píng)價(jià)一種方法，其依據(jù)是模糊數(shù)學(xué)的“模糊集合”概念，是通過在通常生活實(shí)踐中積累的知識(shí)以及經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)所建立的判據(jù)擬定的。采用歸一化處理消除每個(gè)樣本的指標(biāo)在量綱、量級(jí)上的差異。在歸一化處理時(shí)，根據(jù)各指標(biāo)值的性質(zhì)，可使用公式進(jìn)行計(jì)算。按各方案的單項(xiàng)指標(biāo)相當(dāng)對(duì)于評(píng)價(jià)集的隸屬度的大小，對(duì)方案進(jìn)行排序。五.調(diào)度方案評(píng)估子系統(tǒng)

防洪調(diào)度方案多指標(biāo)評(píng)價(jià)模型和排序

運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)模型方法進(jìn)行防洪調(diào)度方案評(píng)價(jià)，主要步驟為：建立因素集建立指標(biāo)集(評(píng)價(jià)指標(biāo)體系)進(jìn)行單指標(biāo)評(píng)價(jià)(對(duì)指標(biāo)集內(nèi)諸因素進(jìn)行評(píng)定)確定權(quán)重集進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)計(jì)算根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果,按最大隸屬度原則，確定各調(diào)度方案的排序六.洪水預(yù)報(bào)與調(diào)度耦合接口功能概述

根據(jù)黃河防汛工作的分工，黃委水文局負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)，黃委防汛辦負(fù)責(zé)防洪調(diào)度。洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)與防洪調(diào)度系統(tǒng)是兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，分別由黃委水文局和黃委防汛辦負(fù)責(zé)。本接口將實(shí)現(xiàn)洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)與防洪調(diào)度系統(tǒng)有機(jī)地耦合，包括數(shù)據(jù)的耦合和功能的耦合，最大程度發(fā)揮防洪調(diào)度系統(tǒng)功能、增長(zhǎng)預(yù)見期、提高洪水預(yù)警預(yù)報(bào)時(shí)效性的重要手段。六.洪水預(yù)報(bào)與調(diào)度耦合接口耦合接口

預(yù)報(bào)與調(diào)度彼此相互關(guān)聯(lián)。首先，預(yù)報(bào)系統(tǒng)向調(diào)度系統(tǒng)提供預(yù)報(bào)或預(yù)估的洪水過程，調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行調(diào)度。同時(shí)，調(diào)度參數(shù)或調(diào)度預(yù)案的結(jié)果又隨時(shí)反饋給預(yù)報(bào)系統(tǒng)，預(yù)報(bào)系統(tǒng)根據(jù)反饋的水庫放水?dāng)?shù)據(jù)或工程運(yùn)用狀態(tài)參數(shù)，重新進(jìn)行預(yù)報(bào)，得到新的預(yù)報(bào)結(jié)果。這一過程通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)耦合功能自動(dòng)進(jìn)行，直到滿意的或期望的調(diào)度方案為止。

六.洪水預(yù)報(bào)與調(diào)度耦合接口耦合接口

邏輯結(jié)構(gòu)六.洪水預(yù)報(bào)與調(diào)度耦合接口耦合接口

洪水預(yù)報(bào)應(yīng)用系統(tǒng)：國(guó)家氣象局9210系統(tǒng)黃河雨情氣象信息服務(wù)系統(tǒng)熱帶氣旋信息系統(tǒng)黃河流域中尺度數(shù)值模式黃河雨水情信息采集匯總系統(tǒng)黃河洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)黃河雨水情信息查詢會(huì)商系統(tǒng)六.洪水預(yù)報(bào)與調(diào)度耦合接口耦合接口

數(shù)據(jù)交換協(xié)議(采用文本文件)①水文站流量過程(6個(gè))：②區(qū)間產(chǎn)匯流文件(7個(gè))：③水庫入庫流量過程（4個(gè)）：④花園口洪水組成（3個(gè)）⑤出庫流量過程（4個(gè)）七.泥沙數(shù)學(xué)模型與調(diào)度耦合接口泥沙數(shù)學(xué)模型與調(diào)度耦合接口的主要功能是將三門峽、小浪底和黃河下游泥沙模型通過標(biāo)準(zhǔn)化輸入、輸出接口連接到計(jì)算流程中，同時(shí)保持泥沙模型計(jì)算的獨(dú)立性和運(yùn)行啟動(dòng)的靈活性。為了順利完成本項(xiàng)目的建設(shè)任務(wù)，項(xiàng)目總承擔(dān)單位河海大學(xué)委托黃河水利科學(xué)研究院開展泥沙數(shù)學(xué)模型與調(diào)度計(jì)算耦合研究工作。

七.泥沙數(shù)學(xué)模型與調(diào)度耦合接口泥沙數(shù)學(xué)模型包括：

三門峽水庫一維恒定水沙數(shù)學(xué)模型：潼關(guān)～三門峽大壩區(qū)域。

小浪底水庫一維恒定水沙數(shù)學(xué)模型：三門峽出庫～小浪底大壩區(qū)域。

黃河下游一維非恒定流水沙模型：小浪底出庫～利津區(qū)域。八.系統(tǒng)專用數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖水沙調(diào)度專用數(shù)據(jù)庫防洪調(diào)度方案評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)模型庫及專用文件相關(guān)數(shù)據(jù)系統(tǒng)用戶信息數(shù)據(jù)水沙調(diào)度數(shù)據(jù)多用戶調(diào)度方案管理信息預(yù)報(bào)調(diào)度耦合數(shù)據(jù)水庫調(diào)度參數(shù)控制洪水泥沙調(diào)度輸入數(shù)據(jù)水沙調(diào)度結(jié)果數(shù)據(jù)調(diào)度運(yùn)行信息北金堤分洪控制與結(jié)果東平湖分洪控制與結(jié)果八.系統(tǒng)專用數(shù)據(jù)庫

黃河防洪調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建立的建設(shè)采用商業(yè)數(shù)據(jù)庫軟件SQLServer系統(tǒng)，符合“數(shù)字黃河”工程統(tǒng)一要求。SQLServer是目前市場(chǎng)上主要的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品之一，符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，具有完備的數(shù)據(jù)庫功能，遵循開放性原則，支持Solaris、SCOUNIX、WindowsNT等系統(tǒng)平臺(tái)。選擇SQLServer產(chǎn)品作為黃河防洪調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，能滿足數(shù)據(jù)庫管理以及洪水調(diào)度事務(wù)處理的需求。九.系統(tǒng)集成系統(tǒng)集成開發(fā)模式(MVC模式)

系統(tǒng)整體開發(fā)采用MVC模式－“MVC設(shè)計(jì)模式是Model（模型）-View（視圖）-Controller（控制器）的簡(jiǎn)稱”，開發(fā)平臺(tái)采用Microsoft.NET；在底層平臺(tái)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建專業(yè)信息提取和加工模塊，形成黃河防洪調(diào)度系統(tǒng)業(yè)務(wù)運(yùn)行平臺(tái)層；在業(yè)務(wù)運(yùn)行平臺(tái)和專業(yè)信息提取及加工模塊的支撐下，形成洪水調(diào)度子系統(tǒng)等五個(gè)子系統(tǒng)，這是系統(tǒng)的應(yīng)用層。

系統(tǒng)MVC關(guān)系圖九.系統(tǒng)集成基于MVC模式的防洪調(diào)度系統(tǒng)九.系統(tǒng)集成

基于MVC模式的防洪調(diào)度系統(tǒng)九.系統(tǒng)集成

業(yè)務(wù)運(yùn)行管理平臺(tái)

業(yè)務(wù)運(yùn)行管理平臺(tái)子系統(tǒng)是黃河防洪調(diào)度系統(tǒng)的資源管理和調(diào)度器，通