水情自動(dòng)測報(bào)技術(shù)在水庫防洪與調(diào)度中的應(yīng)用

張 娜，尹 航

(遼寧省白石水庫管理局，遼寧朝陽112000)

0 引言

我國地理?xiàng)l件和氣候條件變化萬千，暴雨、冰雪、潰壩等原因造成的洪水災(zāi)害在我國頻繁發(fā)生，給人類、動(dòng)植物造成了嚴(yán)重?fù)p失。其中，影響最嚴(yán)重的是暴雨洪水，近幾年來，我國加大水利工程建設(shè)，加強(qiáng)了水庫防洪與調(diào)度的力度，在水庫的防洪與調(diào)度中研究新的技術(shù)和管理觀念。隨著水情自動(dòng)測報(bào)技術(shù)的不斷改善，對水庫的水位變化及相關(guān)數(shù)據(jù)的處理能力都有了重大突破，這樣在汛限水位有抬高的趨勢時(shí)，自動(dòng)測報(bào)技術(shù)就會(huì)發(fā)出警報(bào)，為防洪調(diào)度工作人員更好的提供準(zhǔn)確、快捷的水情數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)防洪目標(biāo)與興利效益的最佳組合，就需要時(shí)刻對防洪風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，為防洪工作提供準(zhǔn)確的科學(xué)依據(jù)。那么研究水庫防洪與調(diào)度的路徑就很有必要了，也是現(xiàn)今水庫管理工作急需解決的問題。

1 水情自動(dòng)測報(bào)技術(shù)

1.1 水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的組成

水情自動(dòng)測報(bào)技術(shù)是多種技術(shù)的綜合，主要包括通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、測控技術(shù)等。它的主要工作就是服務(wù)于水庫的防洪與調(diào)度。

水情自動(dòng)側(cè)報(bào)系統(tǒng)主要由遙測站、中繼站和中心站3部分構(gòu)成。這3個(gè)部分各有各的功能和作用，它們互相配合，協(xié)調(diào)工作，使得整個(gè)系統(tǒng)能夠正常的運(yùn)行，保證收集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確有效，能夠?qū)崟r(shí)掌握水情，便于水庫的防洪與調(diào)度工作的進(jìn)行。

1.2 水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的工作體制

現(xiàn)今，國內(nèi)和國外水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)主要有3種方式:自報(bào)式、應(yīng)答式和自報(bào)應(yīng)答兼容式。

自報(bào)式是指在水文參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，測站實(shí)時(shí)自動(dòng)地進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與發(fā)送，就是一個(gè)主動(dòng)發(fā)射和接收數(shù)據(jù)的方式。自報(bào)式測站只有一個(gè)發(fā)射機(jī)，整體功能消耗較小，易于供電，方便使用，為偏遠(yuǎn)的山區(qū)水庫的水情監(jiān)測提供了很好的條件。這種設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低，便于維修等許多優(yōu)點(diǎn)，適合我國大部分地區(qū)使用這種系統(tǒng)進(jìn)行水情自動(dòng)測報(bào)和水庫防洪與調(diào)度工作。

應(yīng)答式是指測站實(shí)時(shí)自動(dòng)的對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和儲(chǔ)存，只有在它接收到中心站的命令時(shí)，才會(huì)將數(shù)據(jù)發(fā)送給中心站，這種方式是測站被動(dòng)應(yīng)答的一種方式。由于測站沒有發(fā)射機(jī)，只具有話音通訊的功能，中心站不能夠很好地掌握測站的工作狀況及相關(guān)數(shù)據(jù)的處理情況，這樣就會(huì)受到一定的限制，并且這種設(shè)備整體功耗很大，只能適用于有電源保證的地區(qū)。

自報(bào)應(yīng)答式就是在應(yīng)答的基礎(chǔ)上增加了自報(bào)的功能，這種工作體制雖然擺脫了功能上的缺陷，但是沒有原有的獨(dú)特性。

1.3 水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的主要硬件設(shè)備

目前，水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的主要硬件設(shè)備有:傳感器、遙測終端機(jī)、中繼設(shè)備、前置機(jī)設(shè)備和后臺(tái)微機(jī)。這些設(shè)備共同構(gòu)成了自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)，各個(gè)設(shè)備之間相互配合，協(xié)調(diào)工作，促使整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，實(shí)施對水情的監(jiān)測作用。

1.4 水統(tǒng)情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的通信方式

現(xiàn)階段，水情自動(dòng)測報(bào)技術(shù)主要采用的通信方式有:①衛(wèi)信通信;②微波通信;③短波通信;④超短波通信。有了這些先進(jìn)的通信方式，在進(jìn)行相關(guān)水庫的水情測報(bào)上就會(huì)顯得很容易，對水庫防洪與調(diào)度工作會(huì)很方便。

2 水庫防洪與調(diào)度的主要路徑

2.1 固定泄量調(diào)洪

對于下游需要防洪的水庫而言，主要是采用固定泄量的途徑。當(dāng)水壩壩址距離控制點(diǎn)很近，區(qū)間內(nèi)的洪水量很小時(shí)，固定泄量就是指不能夠超過下游的防洪極限，這時(shí)水庫按下游河道安全的泄量進(jìn)行下泄。當(dāng)下游有很多重要的防洪保護(hù)對象時(shí)，就需要采用多級(jí)固定泄量的路徑來進(jìn)行調(diào)度，一般的情況下，重要的防洪保護(hù)對象都會(huì)具有很強(qiáng)的抗洪能力，這時(shí)在防洪調(diào)度的過程中就需要有很高的防洪調(diào)度標(biāo)準(zhǔn):相對于那些不太重要的防洪保護(hù)對象就不需要很高的防洪調(diào)度標(biāo)準(zhǔn)，通常情況下可以采用固定多級(jí)固定泄量的路徑進(jìn)行防洪調(diào)度工作。但不足的是，這種路徑只能使用與壩址與下游控制點(diǎn)很近的水庫，一般的水庫不能采用這種路徑，所以需要一種更為廣泛的路徑，能夠不受地理環(huán)境的影響，都能進(jìn)行的途徑。

2.2 防洪補(bǔ)償調(diào)節(jié)

如果水庫下游的防洪控制點(diǎn)與水庫之間有著大面積的區(qū)域，在這兩者之間的洪水不是很大時(shí)，就需要考慮使用防洪補(bǔ)償調(diào)節(jié)的方式。當(dāng)洪水超過了下游的防洪標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，水庫應(yīng)該根據(jù)其與下游防洪控制點(diǎn)間洪水的量進(jìn)行控泄防洪，使區(qū)間的洪水量不超過下游防洪控制點(diǎn)的河道安全泄量。實(shí)現(xiàn)防洪補(bǔ)償調(diào)節(jié)也是有條件的，當(dāng)水庫的泄流量比防洪標(biāo)準(zhǔn)泄流量低時(shí)，可以采用防洪補(bǔ)償調(diào)節(jié)的途徑。值得強(qiáng)調(diào)的是實(shí)施防洪補(bǔ)償調(diào)節(jié)時(shí)洪峰流量必須要小于防洪控制點(diǎn)的河道安全泄量，否則就會(huì)使得防洪要求不能達(dá)到，影響防洪調(diào)度工作的正常進(jìn)行。

2.3 防洪錯(cuò)峰調(diào)節(jié)

錯(cuò)峰調(diào)節(jié)主要是在考慮區(qū)間洪水峰值時(shí)刻的誤差時(shí)采用的一種途徑。下游與防洪控制點(diǎn)之間的區(qū)域的洪峰流量很小時(shí)，為了避免這個(gè)區(qū)間洪水與下游的泄流量組合后的總體流量超過防洪控制點(diǎn)的安全泄量，一般可以根據(jù)下游防洪標(biāo)準(zhǔn)的水位區(qū)間的洪峰流量來確定水庫的限泄流量，取下游防洪控制點(diǎn)的河道安全泄量與區(qū)域洪峰流量的差值。錯(cuò)峰調(diào)節(jié)是在不能夠進(jìn)行防洪補(bǔ)償調(diào)節(jié)的情況下采用的一種調(diào)節(jié)方式，這種調(diào)節(jié)方式也是水庫防洪調(diào)度工作中的一條重要路徑。

2.4 多渠道的泄洪

多渠道的泄洪路徑是目前主要的泄洪路徑，這種路徑具有以上幾種路徑的全部優(yōu)點(diǎn)，而且也還具備其它路徑所部具備的優(yōu)點(diǎn)。這也正是這種路徑被廣泛應(yīng)用的原因之一，另外這種路徑還能夠采用先進(jìn)的技術(shù)手段對水庫的一些微小的變化進(jìn)行檢測，比以往的水情自動(dòng)測報(bào)技術(shù)更加先進(jìn)和實(shí)用，而且這種技術(shù)現(xiàn)今已經(jīng)運(yùn)用到了水庫防洪調(diào)度工作中，使我國在水庫防洪調(diào)度方面取得了重大的突破。

3 水庫防洪與調(diào)度存在的問題及解決方案

3.1 水庫防洪與調(diào)度中存在的問題

1)在我國有很多地方的水庫本身就存在著很多的問題，這樣就限制了水庫防洪能力的發(fā)揮。水庫在建設(shè)好時(shí)就沒有經(jīng)受過大洪水的高水位考驗(yàn)，使得水庫本身在高水位的環(huán)境下其相應(yīng)系統(tǒng)的安全性受到威脅，很多的水庫正是因?yàn)檫@個(gè)原因不能突然將水位抬高，從而也就會(huì)影響水庫的防洪調(diào)度和水庫本身效益的正常發(fā)揮，因此在建設(shè)水庫時(shí)就應(yīng)該考慮到這方面的問題，提高水庫防洪調(diào)度的能力。

2)水庫的上游處理的不到位，下游實(shí)施存在一些問題使水庫調(diào)度工作處處受到限制，一旦受到洪水的沖擊就會(huì)出現(xiàn)很嚴(yán)重的后果。上游沒有很好地制定政策，下游的防洪工程不配套，致使防洪的能力有所下降，客觀上存在著水庫一旦遇到水位大幅抬高的情況時(shí)，就會(huì)加劇上下游的矛盾，同時(shí)也還會(huì)加大洪水調(diào)度的難度。

3)有些地區(qū)的防洪調(diào)度技術(shù)有些落后，這也會(huì)影響到防洪調(diào)度的時(shí)效性，本來只需要很短時(shí)間就能夠完成的事情，由于技術(shù)的不先進(jìn)就會(huì)浪費(fèi)很多寶貴的時(shí)間，有時(shí)候就是那么幾分鐘就有可能致使很大的災(zāi)難降臨。由此可見，調(diào)度的路徑技術(shù)手段落后在很大程度上會(huì)制約水庫防洪調(diào)度的能力和妨礙水庫的調(diào)度工作。

3.2 應(yīng)對措施

1)在水庫管理的過程中，要規(guī)范工作程序，明確調(diào)度工作的原則，各個(gè)崗位的工作人員之間應(yīng)該明確自己的責(zé)任，互相配合，共同完成好一項(xiàng)任務(wù)。做到人人做事都要有一定的依據(jù)，這樣才能發(fā)揮出水庫防洪調(diào)度的作用。規(guī)范水庫防洪調(diào)度工作的行為和相關(guān)的管理制度，能夠確保水庫防洪調(diào)度工作的科學(xué)有效地進(jìn)行。

2)嚴(yán)格按照制定的調(diào)度方案，進(jìn)行水庫防洪調(diào)度工作。如果控制運(yùn)用計(jì)劃不合理，缺乏科學(xué)依據(jù)，必然會(huì)導(dǎo)致水庫防洪調(diào)度工作的無目標(biāo)性，也就不能保證調(diào)度的科學(xué)性和有效性。我們必須嚴(yán)格按照水利部門的相關(guān)規(guī)定認(rèn)真細(xì)致的制定控制運(yùn)用計(jì)劃，使控制運(yùn)用計(jì)劃盡可能的與實(shí)際情況相一致，另外必須要高度重視水庫防洪調(diào)度方案的編制功能工作，對每次變化后的方案都要有明確的認(rèn)識(shí)，對于水庫控制運(yùn)用調(diào)度方案不及時(shí)修正的相關(guān)單位應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)肅處理，這樣才能從根本上解決問題。

3)提高水情自動(dòng)測報(bào)技術(shù)水平，加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的研究，提高技術(shù)含量，確保防洪調(diào)度能夠有效地進(jìn)行。水庫的防洪調(diào)度工作的關(guān)鍵是水庫的儲(chǔ)水量和泄洪量，只有弄清這兩者之間的關(guān)系，才能實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理的調(diào)度。另外在進(jìn)行這方面的工作時(shí)可以將計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)用到其中，計(jì)算機(jī)技術(shù)可以進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集和處理工作，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用于通信，把這些技術(shù)運(yùn)用到水庫防洪調(diào)度上能夠跟好地完成泄洪任務(wù)，這就需要建立完整的系統(tǒng)，進(jìn)行系統(tǒng)化的管理，才能有效地搞好防洪調(diào)度工作。

4)加快上下游的防洪工程的建設(shè)，堅(jiān)持不制造人為失誤造成洪澇災(zāi)害，提高水庫高水位的適應(yīng)能力，并詳細(xì)紀(jì)錄調(diào)度的全過程，便于今后工作有相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，同時(shí)還要加大宣傳培訓(xùn)的力度，為創(chuàng)造更為有利的防洪環(huán)境。同時(shí)應(yīng)做好水庫泄洪的應(yīng)急預(yù)案，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)預(yù)案計(jì)劃中的不足之處，及時(shí)進(jìn)行修正。加強(qiáng)宣傳工作，能夠從社會(huì)層面確保水庫防洪調(diào)度工作有效地進(jìn)行。

4 結(jié)語

總之，水庫防洪調(diào)度工作是一項(xiàng)很重要的工作，它涉及面廣，技術(shù)含量高，同時(shí)更關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)安全。作為水利工程的技術(shù)人員更應(yīng)該做好各項(xiàng)基礎(chǔ)工作，在工作中不斷地豐富自己，不斷地總結(jié)每次調(diào)度工作中的經(jīng)驗(yàn)，分析出現(xiàn)問題的原因，找到解決問題的措施。改變傳統(tǒng)思想觀念和工作方式，深入研究水庫防洪與調(diào)度的路徑并結(jié)合水情自動(dòng)測報(bào)技術(shù)加強(qiáng)水位監(jiān)控的力度，更好地做好水庫的防洪與調(diào)度工作，落實(shí)相關(guān)的管理制度，最大限度的發(fā)揮出水庫的綜合效益，為社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展和人民的生命財(cái)產(chǎn)提供保障。

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