水庫洪水預報

水庫洪水預報是水電站安全施工、運行的防洪決策依據，意義重大。預報的主要內 容是入庫流量、出庫流量，以及由此引起水庫水位和上下游水位的變動情況。對水庫入流的預報，可採用流域產匯流預報和河道匯流預報方法分析計算。

基本介紹

• 中文名：水庫洪水預報
• 外文名：flood forecasting of reservoir

預報內容及方法

水庫洪水預報首先預報入庫流量， 再通過水庫調洪演算， 求得壩前水位和下泄流量過程。入庫流量由三部分組成：

①上游各入庫站 (不受回水影響)的流量演算至庫周邊的上游來水量；

②各入庫站以下到水庫回水末端間的區間面積上匯入庫周邊的區間入流量；

③直接降落在庫面上的降水量 (扣除蒸發及滲漏等損失量) 所轉化的流量。

前兩部分的預報方法與天然流域的方法相同；第三部分可直接採用庫面降雨量。由於區間和庫面的面積受庫水位高低而異， 因此， 為了作業預報的方便， 一般可分為幾級編制相應的入庫流量預報方案。水庫壩前水位的變化過程是入庫流量、水庫容蓄量和排泄量三者關係的直接反映， 因此， 庫容曲線和泄流曲線是水庫洪水預報的重要工作曲線。庫容曲線是由入庫流量過程和出庫流量過程計算出的水庫容積與其相應的庫水位 (壩前水位) 的關係線。

水庫調洪演算

水庫調洪可分為無控、有控兩大類別。“無控”是指高水時自由泄洪，不受人為控制的情況，如溢流堰自由溢水即屬此種情況。“有控”是指高水時藉助於閘門設備，按 水庫調度規則，控制流量下泄的情況。大中型水庫水電站，大多屬於有控調洪的情況。

控泄情況下的調洪演算

控泄是指各種泄水建築物和水輪發電機組都有閘門控制的情況。大中型水電站一般 多屬此種情況。大型水電站水庫，往往設有多種泄流建築物，如溢洪道，中、低、深孔 泄洪洞或泄水道，再加上水輪機過流，情況相當複雜; 水電站的大型水庫，大多還有保 障下游防洪安全和水資源綜合利用的任務，情況更加複雜。它們很少有自由泄流的機 會，而必須根據制定的水庫調洪規則進行調度。

大中型水庫往往進行分級設計洪水控制，並據以確定水庫的防洪庫容。根據下游防 護對象的不同要求，對不同標準的洪水，制定不同的控泄流量 (如q₁，q₂，…) 和相 應於大壩安全校核標準的最大控泄流量q_m，並制定水庫防洪調度規則以備實施。進入 汛期以後，當庫水位尚未達到設計的防汛限制水位時，可按調度圖操作，一面正常泄 水，一面蓄積多餘水量; 到達汛限水位時，按出流等於入流繼續運行; 當洪水到達第一 級控制標準時，按q₁下泄; 到達第二級標準時，按q₂下泄; 達到最高防洪標準時，按 q_m下泄，最終到達水庫最高防洪水位H_m。例如具有多年調節水庫的黃河上游龍羊峽 水電站水庫，在洪水為20年一遇到1000年一遇時，均按q=4000m/s下泄; 超過 1000年一遇時，按q=6000m/s下泄。

自由泄流情況下的調洪演算

水庫水量平衡方程式為

Q_I△t=Q_o△t±△W 　（方程式一）

式中 Q_I、Q_o——入庫和出庫流量;

△W——水庫蓄量變化的絕對值;

△t——計算時段。

上式可以改寫為如下的形式

　（方程式二）

式中 Q₁、Q₂——時段△t始末的入庫流量，m/s;

q₁、q₂——時段△t始末的出庫流量，m/s;

V₁、V₂——時段△t始末的水庫蓄水量，m;

△t——計算時段，一般不大於洪漲歷時的1/3～1/5。

在自由泄流的情況下，水庫出流與水庫水位呈單值函式關係，即q=f₁(H)，又因 水庫蓄水量與水庫水位呈單值函式關係即V=f₂(H)，所以出流量與蓄水量亦呈單值函 數關係，即q=f(V)。水庫調洪演算就是利用上述關係，求解水庫水量平衡方程式 二，具體的求解方法很多，有試算法、輔助曲線法和圖解法等。