【摘要】白盆珠水庫利用已有的信息采集技術(shù)配合水庫洪水預報調(diào)度系統(tǒng)的使用，建立起以超短波遙測站為信息依據(jù)的洪水預報系統(tǒng)，充分擴展了水情自動測報的范圍，實現(xiàn)了科學的洪水預報，提高了水庫科學管理水平。
　　【關(guān)鍵詞】白盆珠，水庫，數(shù)據(jù)庫管理，洪水預報，水庫調(diào)度
　　
　　近年來，水情信息自動采集技術(shù)發(fā)展迅速,信息傳輸與共享的范圍不斷擴大。為了讓豐富的水情信息源成為水庫運行管理工作中決策的依據(jù)，真正做到水情實時采集、及時預報、科學調(diào)度，為抗洪救災(zāi)決策提供科學依據(jù)�，F(xiàn)就白盆珠使用的水庫洪水預報調(diào)度系統(tǒng)，談幾點認識。
　　1 工程概述
　　白盆珠水庫位于廣東省東江支流西枝江上游的惠東縣境內(nèi)，是一座以防洪為主，結(jié)合灌溉、發(fā)電、改善航運等綜合利用的多年調(diào)節(jié)大(I)型水庫，壩址控制流域面積856平方公里，水庫庫容為12.2億立方米。水庫流域系統(tǒng)有遙測雨量站7個，自2004年5月使用由河海大學開發(fā)的水庫洪水預報調(diào)度系統(tǒng)軟件以來，建立起以超短波遙測站為信息依據(jù)的洪水預報系統(tǒng)，利用已有的信息采集技術(shù)配合該系統(tǒng)的使用，充分擴展了水情自動測報的范圍，實現(xiàn)了科學的洪水預報。及時做好防洪預報，更加合理、更加科學地運用水庫工程調(diào)度洪水，保障水庫安全，減輕上下游洪災(zāi)損失，最大限度地發(fā)揮水庫的防洪與興利的綜合效益，具有十分重要的作用，而且對當?shù)氐?a href='http://www.56st48f.cn/sheh/' target='_blank' class=infotextkey>社會穩(wěn)定、經(jīng)濟發(fā)展也有十分重要的意義。
　　2 系統(tǒng)運行環(huán)境
　　2.1 硬件配置
　　CPU：PⅢ；內(nèi)存：512M；硬盤：20G；顯示器：15’彩顯；光驅(qū)：32速；激光打印機或噴墨打印機。
　　2.2 軟件配置
　　操作系統(tǒng)采用Windows2000Server版；數(shù)據(jù)庫采用MS-SQLServer2000網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫；洪水預報調(diào)度系統(tǒng)。
　　3 系統(tǒng)功能模塊
　　水庫洪水預報調(diào)度系統(tǒng)采用客戶/服務(wù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的模塊化設(shè)計，具有較強的通用性，從數(shù)據(jù)庫接到水文遙測數(shù)據(jù)開始，一直到洪水預報調(diào)度，主要由三個子系統(tǒng)來實現(xiàn)：數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)、洪水預報子系統(tǒng)和洪水調(diào)度子系統(tǒng)。
　　3.1 數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)
　　軟件開發(fā)工具選用PowerBuilder6．0,主要是解決數(shù)據(jù)庫庫表結(jié)構(gòu)的設(shè)計、水庫庫碼、水文站雨量站的站碼管理，水雨情信息輸入與輸出管理及水文資料的信息的整編與處理等問題。開發(fā)的數(shù)據(jù)庫,具有在上下級系統(tǒng)間雙向流動的功能。
　　3.2 洪水預報子系統(tǒng)
　　軟件開發(fā)工具選用VisualBasic6.0。洪水預報子系統(tǒng)，在功能上分為定時洪水預報和人工干預洪水預報。
　　3.2.1 定時洪水預報
　　定時洪水預報，就是根據(jù)定時遙測的雨量和水位，人工采集的蒸發(fā)和出庫流量等水文數(shù)據(jù)，預報出未來一定時期內(nèi)入庫洪水總量、洪峰、峰現(xiàn)時間、入庫洪水過程等。自動做出未來洪水的預測，其結(jié)果自動存入數(shù)據(jù)庫，不作任何人工修改，不需人工操作。
　　3.2.2 人工干預洪水預報
　　(1) 實時洪水模擬。該功能除了能根據(jù)實時雨量快速地預報出未來洪水的變化過程及洪量、洪峰與發(fā)生時間等特征值，還可與氣象預報結(jié)果相連接，根據(jù)未來的可能預測雨情，做出洪水變化的趨勢預測與分析，延長了洪水預報的預見期，給會商調(diào)度提供更多的信息，為洪水調(diào)度提供更豐富的未來可能水情信息。
　　(2) 歷史洪水模擬。該功能用當前使用的預報模型和模型參數(shù)，對歷史上洪水特點與當前洪水相近的洪水進行模擬，分析當前模型模擬歷史洪水的效果，進而評估當前模型預報未來將發(fā)生洪水的可能效果和誤差情況，以給決策者和洪水調(diào)度提供更多的參考信息。
　　(3) 模型管理。主要有模型的選擇、模型的修復和模型參數(shù)的修正。各種功能都有人工干預和全自動執(zhí)行的能力，以適應(yīng)不同層次操作人員的需要。其主要作用是提高洪水預報軟件的自適應(yīng)能力，以在流域水文特點變化條件下，或模型運行環(huán)境遭破壞情形下，洪水預報還能正常運行，并達到一定的預報精度。為了使系統(tǒng)具有廣泛的適用性與靈活性，提供了6種預報模型：新安江模型、混合產(chǎn)流模型、變徑流系數(shù)模型、坦克模型、薩克拉門托模型、經(jīng)驗相關(guān)模型，大大豐富了洪水預報系統(tǒng)的功能。
　　(4) 信息查詢。信息查詢主要有洪水預報結(jié)果、模型中間變量、模型參數(shù)和模型運行信息查詢。
　　3.3 洪水調(diào)度子系統(tǒng)
　　軟件開發(fā)工具選用PowerBuilder6．0,主要是根據(jù)洪水預報的結(jié)果進行防洪形勢分析，根據(jù)水庫、壩下防洪關(guān)鍵點與庫內(nèi)淹沒區(qū)的水情、工況和社會經(jīng)濟狀況，用不同控制模式，生成洪水調(diào)度預案系列；對預案進行效益分析、評價與推薦；同時還可考慮各級防汛部門、領(lǐng)導和專家的意見，采用多種調(diào)度規(guī)則，進行會商、綜合，提出調(diào)度方案。
　　(1) 方案生成，主要對水位生成、流量生成、補償生成、指令生成、預報預泄六種生成模式作水庫調(diào)洪演算，得六種模式條件下的調(diào)度方案。生成的方案能對洪水預報成果進行評估，模式條件修改方便、操作簡單，生成速度快。為預報調(diào)度過程中加入專家經(jīng)驗提供了有效的人機交互手段。
　　(2) 會商調(diào)度，主要要反映決策者的意圖，根據(jù)決策者提出的調(diào)度方案進行洪水調(diào)度。
　　(3) 方案管理，主要對生成的方案進行管理，主要包括方案信息提供、方案靈敏度分析、方案條件排序、方案選定、方案實施和方案刪除六種管理功能，可為用戶防洪決策提供技術(shù)支持。
　　(4) 防洪形勢分析，主要是對實時水雨情、庫情、工情和未來洪水決策的分析，為防洪決策提供綜合信息支持。
　　4 系統(tǒng)運行情況
　　白盆珠水庫流域，降水量豐富，洪水包含豐富的地下水，屬典型的濕潤地區(qū)，產(chǎn)流宜采用蓄滿產(chǎn)流模型，分水源用自由水水箱，坡面水源劃分為三水源，坡面單元匯流采用線性水庫，河道匯流采用分河段馬斯京根法。
　　由于受季風影響，年降雨主要集中在汛期4~10月份，而洪水多發(fā)生在5月至9月，洪水預報調(diào)度系統(tǒng)軟件在2004年5月至今的運行期間，在汛期利用降雨信息進行了多次洪水預報作業(yè)，預報結(jié)果與實際洪水過程比較接近但仍有一定的誤差，共發(fā)生5場大洪水（洪峰流量>1500），其中4場大洪水合格,9場中等洪水（700<洪峰流量<1500），其中5場中等洪水合格，9場小洪水（500<洪峰流量<600），其中8場小洪水合格，合格率達73.9%，結(jié)果可見下表一。反映出預報模型在預報大洪水較理想（如2008年6月12日發(fā)生相當于20a一遇的洪水,預報洪峰流量為3745m3/s實測洪峰流量為3473m3/s，非常接近。)，預報中、小洪水不太理想，分析幾場不合格洪水的原因，認為水庫所謂的實測洪峰流量，是由水庫水位反推計算得，本身會存在很大誤差。但從總的結(jié)果看，可以認為白盆珠水庫的預報軟件是合格的，洪水預報精度滿足規(guī)范要求，設(shè)置的預報參數(shù)較為合理，能夠達到預報目的。
　　5 系統(tǒng)運行中存在的問題及建議
　　盡管實時洪水預報調(diào)試系統(tǒng)在運行中取得了成功的經(jīng)驗，但仍存在一定的問題，主要表現(xiàn)在洪水預報的誤差精度上。
　　(1) 設(shè)備故障，導致資料缺測或不合理的觀測數(shù)據(jù)。水文遙測系統(tǒng)，有許多水位站和雨量站，在系統(tǒng)的運行過程中，常會遇到各種各樣的故障，引起的雨量資料代表性誤差和水文資料觀測誤差都會給實時洪水預報結(jié)果帶來誤差。建議加強設(shè)備的定時維護巡檢和程序的運行狀況檢查。
　　(2) 流域水文規(guī)律的變化。這變化主要有流域水文規(guī)律受氣候條件和下墊面條件的改變而改變。如鋒面雨引起的洪水特征與雷暴雨、臺風雨引起的洪水特征差異，還有系統(tǒng)長期運行過程中，流域人類活動，如水土保持治理、森林的大面積砍伐，開挖人工河渠等，長年累積作用，會給水文規(guī)律帶來大的影響，這些變化，也會給實時洪水預報帶來一定的誤差。建議針對不同的洪水特征制定不同的率定參數(shù)。
　　(3) 模型中間變量的誤差。系統(tǒng)軟件在運行過程中,會遇到種種非正常因素。如中心系統(tǒng)設(shè)備或遙測系統(tǒng)設(shè)備故障等,破壞了洪水預報模型的運行環(huán)境,系統(tǒng)重新起動后,需對模型運行環(huán)境作修復。實時洪水預報系統(tǒng)軟件,在許多情形需要自適應(yīng)修正。每個模型都有中間變量，模型中間變量初值估計對洪水預報的準確度起至關(guān)重要的作用，在系統(tǒng)軟件起動時，其中間變量的初值需要估計。在系統(tǒng)運行過程中，正常情況下隨時間變化的中間變量模型軟件會自動逐時段遞推估計出并保存在計算機中。若遇非正常情況，使模型中間變量遭受破壞后，系統(tǒng)軟件重新起動時，需重新估計模型中間變量初值。模型中間變量初值的估計也會給實時洪水預報結(jié)果帶來一定的誤差。建議及時人工干預模型中間變量初值的估計，保障預報的準確性。
　　(4)加強職業(yè)培訓，提高使用人員素質(zhì)。由于該系統(tǒng)的使用需要有專業(yè)的水文知識，對于不同層次的工作人員使用起來有難度，建議系統(tǒng)提供者應(yīng)做好售后服務(wù)，加強對工作人員的培訓。同時系統(tǒng)使用方也要制定相應(yīng)的工作規(guī)范，這對于系統(tǒng)的正常運行至關(guān)重要。
　　6 結(jié)語
　　白盆珠水庫洪水調(diào)度系統(tǒng)的使用，進一步完善了洪水預警系統(tǒng)，形成了從數(shù)據(jù)采集、管理到數(shù)據(jù)應(yīng)用的完整體系，為雨情、水情的快速準確定量，實現(xiàn)科學的調(diào)度決策提供了有力的技術(shù)支持，對于提高白盆珠水庫的防洪等綜合效益具有重要意義。系統(tǒng)從2004年5月份投入運行以來運行正常，通過多年汛期的運行，基本能滿足要求。為更好地發(fā)揮系統(tǒng)的作用，需要繼續(xù)加強人員培訓，熟悉各種操作，不斷提高管理使用水平，以保證系統(tǒng)正常運行，發(fā)揮更大的效益。