水情遥测系统在水库科学调度中的应用

张 鸿，王 东，王 弛

(1. 辽宁省水文水资源勘测局 抚顺分局，辽宁 抚顺113015; 2. 辽宁省水文水资源勘测局，沈阳110003;3. 辽宁省汤河水库管理局，辽宁 辽阳111000)

1 水库及水情自动化遥测系统基本情况

葫芦岛市有4 座大型水库。分别是乌金塘水库、宫山咀水库、大风口水库和龙屯水库。乌金塘水库位于辽宁省葫芦岛市区西北35 km 处乌金塘村附近，因地下蕴藏煤炭而得名。水库位于山地一片宽阔河谷，属于拦蓄女儿河中游河段而成，水面面积12 km2。蓄水量＞1 亿m3，为葫芦岛市区和南票区主要水源，对女儿河下游区域特别是锦州市区和葫芦岛市区具有重要的防洪抗旱保障作用;宫山咀水库位于辽宁省建昌县宫山咀乡( 合乡并镇后，现在属牤牛营子乡) ，是一座防洪、灌溉、发电、养龟、旅游等综合利用的大Ⅱ型水库，水积蓄量1．2 亿m3，绵延9 km。库区两岸奇峰突兀，怪石嶙峋。水库的建筑物工程由大坝、溢洪道、输水洞、电站和引水建筑物等5 部分组成，大坝有主副坝各1 座，大风口水库位于葫芦岛市绥中县城西北40 km 处，石河中游，面积约26 km2。因源湖可见一座巍巍耸立的世石，酷似一位远眺将军而得名。湖区周围群山环绕，烟波浩渺，水波荡漾。大风口水库工程为Ⅱ等工程，龙屯水库位于辽宁省绥中县王宝河中游，是一座以防洪为主及灌溉养鱼的综合性水库。目前4 座水库全部安装了水情自动化遥测系统，在汛期获得了可靠数据，为水库安全度汛和优化调度提供了可靠的信息保障，发挥了重要作用。

2 水情自动化遥测系统的重要作用

在水库防汛调度中，水文水情信息是防洪调度与决策的依据。传统的水文水情采集方法是用人工进行观测，使用电话、电报传递，一次降水水文水情信息，往上需要几个h 甚至十几个h 才能传到水库调度中心。这种方法观测，手段原始，观测精度人为精度误差较大，同时，这种原始观测方法，在洪汛期观测人员不安全因素较多。随着科技的发展与进步，遥测系统能够有效地解决上述问题，且能够从根本上解决困绕水库防汛与控制调度通讯不畅的问题。

3 水情自动化测报系统组成及运行概况

3．1 水情自动化测报系统组成

水情自动化测报系统由控制中心站、遥感传递中继站、遥测站( 雨量站、水位雨量站) 组成。控制中心站布置在水库调度中心，汇集遥测站采集的水文信息、数据。中继站布设在能保证通讯畅通的高地;遥测站网的布设要能够满足防洪所需信息的采集和水库安全的要求。

3．2 系统运行情况

在葫芦岛市4 座大型水库中，首先于1996年汛前在乌金塘水库安装了水情自动化测报系统，在试运行取得良好效果后，于1997年汛前余下的3 座大型水库( 宫山咀水库、大风口水库、龙屯水库) 也安装了水情自动化遥测系统，并在汛期进行了试运行。4 座大型水库的水情遥测系统，共设控制中心站4个，遥测站18个，中继站4个。

水情自动化测报系统，经多年正式运行实际测试，各项指标均满足或高于精度规定值。多年平均系统运行畅通率达到99%(规定值为95%);多年平均系统年故障次数:4个中心站1 次，4个中继站2 次，18个遥测站4 次，其中，在1998年中心站、中继站达到无故障，遥测站只有2 次;多年平均系统误码率为0．01(规定值为1%);多年平均数据接收成功率达到了99．6%。

4 水情遥测系统与科学调洪

4．1 采集水文数据

水库在汛期要做到科学调洪和防洪，首要的是及时准确地采集各种水文水情数据，它是防洪调度的基本依据。而水情自动化测报系统的应用，改变了原始落后的测报手段，使各种水情数据通过遥测设备及时快速的传递到控制中心，大大提高了水文信息的时效和精度，从而为科学调洪和选定防洪预案，提供了科学的理论依据。

4．2 建立预报调洪计算机模型

科学调洪，在准确汇集水文信息的同时，必须建立适用各库自身情况的预报调洪计算机模型，即产流、汇流计算方法和调洪演算方法，汇编软件程序，输入微机。根据建立起的预报调洪模型和遥测系统传递的水情数据，利用微机进行处理，就能够快速、准确、科学的预报出产流、汇流、洪峰流量、入库时间、洪水总量。并且，可预测出不同调洪状态下的最大泄量、最高库水位等数据，为选择启动防洪预案提供科学依据。

4．3 科学调洪

在保证水库工程安全的前提下，要兼顾上游、下游利益和满足95%保证率的城市工业用水和生活用水。首先，要预留库容，一般控制在汛限水位以下。在确定时，应根据控制流域内遥测系统提供的水情数据，通过该水库的预报调洪模型软件所计算出的产流、汇流、洪峰流量、入库时间、洪水总量及不同调洪状态下的最大泄量、最高库水位等数据，对汛前水位进行适度调整，达到预腾空库容适度，汛后回蓄恰当，以使水库在发挥防汛效益的同时，确保汛期及汛后经济效益最大。其次，要按安全泄流量进行泄洪。在确保水库工程安全的前提下，力保沿河两岸农村及企业不受灾。同时，应根据整个流域防汛调度要求，为下游河道及城市防洪进行错峰调洪。

5 应用遥测系统科学调洪的综合评价

5．1 提供了迅速快捷高精度的水文数据

遥测系统科学调洪经多年的应用，取得了显著的防洪减灾效益和较高的经济效益。首先，水情遥测系统为汛期水库科学调洪迅速、快捷的提供了高精度的水文数据。在观测精度上经过多个汛期系统接收雨量和人工观测雨量的比较，发现同雨量筒布设在一起的站点数据，日雨量比较一致，同雨量筒布设不在一起的雨量有时有差别，但观察系统报来数据，发现都是逐mm 增长。仅以1998年7月24日典型洪水为例，预报值与实际误差情况如下: 最大入库流量( m3/s) : 误差4．2%;最高库水位( m) : 误差0．3‰; 最大泄洪流量( m3/s) :误差3‰;最大泄洪流量( m3/s) : 误差0．8%。该技术经实践与专家鉴定，系统在数据精度方面是可靠的，减少了人工观测误差，保证了采集的水文信息的准确性。

5．2 解决了信息化中的难点问题

水情自动化测报系统的运作，解决了长期困绕着水库防汛与控制调度通讯不畅的难题。没上系统前，由于水库上游通讯不畅，上游雨情不能及时地传递到水库，一次降雨水文信息往往需要几h，甚至十几h 才能传到水库调度中心。应用遥测系统后，各雨量遥测站的雨量逐mm 直传控制中心站，及时快捷，几乎无时间差。水情自动测报系统的运作，从根本上改变了人工观测的技术落后原始的观测方法，极大地提高了工作效率和科技含量，解放了劳动生产力，同时也避免了人工观测的不安全等因素。

5．3 创造了显著的社会效益和经济效益

各库运用预报调洪模型软件进行微机处理的科学调洪方法，预报准确精度高，能够成功的削减洪峰和安全错峰，极大地发挥了水库防洪减灾的社会与经济效益。由于运用科学调洪预报值准确精度高，成功的削峰和安全错峰，所以，在防洪调度上就争得了主动权，改变了原来的被动防洪局面。因而，做到了防洪工作的有的放矢，减少或避免洪灾损失。同时，可避免不必要的兴师动众，免除泄洪区民众的恐惧心里与安全转移等劳民伤财之苦。

运用科学调洪方法，在发挥水库防洪减灾的社会效益与经济效益的同时，能极大地发挥其自身的兴利效益。由于采用科学调洪方法，故而能从根本上解决预留库容过大，泄量过大和水库白丢水的问题，从而能够最大限度地发挥水库供水、发电、灌溉、养殖等综合经济效益。

6 结 语

在水库防汛调度中，水文水情信息是防洪调度与决策的依据。葫芦岛市4 座水库的水情自动化遥测技术及水情自动化测报系统的应用快速提供了水文数据，解决了信息化中的难点问题，为水库安全度汛和优化调度提供了可靠的信息保障，显著提高了社会效益( 防洪效益) 和经济效益。我们将进一步提高水情自动化遥测技术及水情自动化测报系统功能，使水情遥测系统与葫芦岛市大型水库实际情况更好地结合，让水情遥测系统更好地发挥其作用。

［1］GB 17621—1998 大中型水电站水库调度规范［S］．

［2］王宇航，高广峰. 水情自动遥测系统在桃山水库二期工程建设中的应用［J］. 黑龙江水利科技，2010(03) :105 －107.

［3］常玉泉. 宿鸭湖水库水情遥测预报和调度系统的运用［J］. 河南水利与南水北调，2008(10) :22，24.

［4］杨胜勇. 水情遥测预报调度系统在城西水库的应用［J］. 安徽水利水电职业技术学院学报，2008(03) :10 －12.