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摘 要:水库调度过程中存在着很多不可预见因素,这些不可预见因素的存在必然会对水库的运行调度带来风险。因此,对水库调度风险分析,结合风险分析的基础理论,选取一系列风险指标建立,为调度风险分析提供了一种合理可行的途径,也给调度管理人员提供了决策支持。鉴于此,文章重点就水库调度性能风险评价方法进行研究分析,以供参考和借鉴。
关键词:水库调度;风险;评价方法;研究
引言
我国是一个水资源总量丰富,但人均占有量不足的国家。我国水资源分布十分不均匀,具体表现在在时间上和空间上。在东南沿海地带水资源分布多、年平均降雨量大,在西北部地区水资源分布少。为了拦蓄汛期洪水,提高水资源的供应可靠性和保证率,国家在各大水系修建了水库和水利枢纽工程。水库的修建,是改变水资源时空分布不均的有效手段,是减少洪涝灾害、充分开发利用水资源工程的重要组成部分。随着改革开放的深入发展,各行业对水资源的要求越来越高。因此,合理开发利用水资源,科学地进行水库调度,对流域水资源的开发利用和生态环境的保护,都具有重要意义。
1水库调度的基本内容
1.1水库调度的概念
水库调度即水库控制运用,是对已建水利水电枢纽合理有效的控制运用,达到充分发挥防洪、兴利效益的一种技术措施,属于非工程措施。
1.2水库调度的原则
在确保水电站大坝工程安全的前提下,分清发电与防洪及其他综合利用任务之间的主次关系,统一调度,使水库综合效益尽可能最大。当大坝安全与满足供电、防洪等要求有矛盾时,应满足大坝安全;当供电的可靠性与经济性有矛盾时,应先满足可靠性。
1.3水库调度的方式
第一,防洪调度。防洪调度的主要任务是确保水庫大坝安全和处理防洪与兴利的矛盾,利用水库的滞洪、错洪作用,有效地拦蓄洪水,消减洪峰流量,保证汛期下游人民生命财产的安全。对于不承担下游防洪任务的水库而言,防洪调度的主要任务是在确保水库大坝安全的前提下充分发挥水库兴利效益;对承担下游防洪任务的水库,防洪调度的主要任务是在确保水库大坝安全的前提下处理好防洪与兴利之间的矛盾;第二,兴利调度。兴利调度是指利用水库重新分配天然径流,以达到满足各兴利部门用水需要的目的。兴利调节计算的任务是在已知河川径流过程及用水要求的前提下,对研究时期的各个计算时段内水库的水量供需平衡进行计算,求出供水量、水电站出力、水库水位、蓄水量等水利水能要素的时间过程。一般是在非汛期,按照水库所承担兴利任务的重要程度,合理分配水资源,谋求经济效益最大化的调度方式。
2风险分析及其在水库调度中的应用
早在二十世纪七十年代,风险理念就引入到了水资源系统中,风险管理在水库调度中的应用相对较晚。水库调度的风险管理,就是在水库运行过程中,一整套研究风险、评估风险、管理风险和处理风险的方法。目前,风险管理还处于不断探索的研究阶段,还远未达到指导实际运行的阶段。当前,研究人员主要做的工作还是在风险分析的研究和一般性的风险管理模式,水库调度中一整套完整的风险管理程序还需要不断的实践积累和理论探讨。在风险研究中,有人提出风险调度概念,给水库调度开辟了一种新思路。风险调度的研究还刚刚起步,还未引起足够的重视,研究进展速度缓慢。在这个新课题中,如何考虑风险,如何在调度过程中考虑风险,如何将风险纳入调度模型中,都是需要急需解决的问题。水库优化调度是为实现某期望目标对入库径流进行重新分配的过程,此过程受到一系列不确定因素影响,如水文不确定性、水力不确定性和调度模型不确定性等,这就导致了优化决策必然是具有不确定性的,从而存在调度风险。
3水库调度性能风险评价方法
风险分析是指对人类社会中存在的各种风险进行风险识别、风险估计和风险评价,并在此基础上采用各种风险管理技术作出风险处理与决策,对风险实施有效的控制和妥善处理所致损失的后果,期望以最小的成本获得最大的安全保障。其数学定义为,风险R是事故发生概率P与事故造成的环境(或健康)后果c的乘积,即:R[危害/单位时间]=P[事故/单位时间]×C[危害/事故]。水库调度的风险分析方法可以分为定性分析法和定量分析法,定性分析法主要用于风险可测度很小的风险主体,常用的方法有调查法、矩阵分析法、德尔菲法、安全系数法和可靠性指标法等,这类方法主要是借助于有关专家的知识、经验和判断来对风险加以估计和分析。在水库调度中有些不确定性因素难以分析、计算,因此该方法在水库调度领域具有实用价值;定量风险分析方法是借助数学工具研究风险主体中的数量特征关系和变化,确定其风险率(或风险度)的方法,定量风险分析方法有许多,但归纳起来可分为概率论与数理统计方法、随机模拟方法、基于马尔柯夫过程的风险分析法、模糊数学方法、最大熵法等。对大中型水库而言其不仅承担着防洪灌溉的任务,同时通过水力发电,向企业和城镇供水,提高水库自身的经济效益,促进当地经济发展。对非病险水库在一次大的降水影响过程中,把洪水作为宝贵的水资源尽可能多地加以存蓄,不仅可减轻水库下游的抗洪压力,而且可解决以后的用水问题,增加水库的经济效益。但水库蓄水较多时,若降水过程带来的洪水超过水库的蓄水能力,临时放水,会加重下游的洪涝灾害,反之水库提前过多放水,会降低水库的蓄水量,从而影响水库的经济效益。水库调度预报服务由于预报结果的不确定性,始终存在着风险。
结束语
综上所述,对水库调度预报服务进行风险分析,可提高水库调度预报服务和调度决策的科学性。要加强水库集雨区域降水量预报研究,不仅要开展降水过程总雨量预报,还要开展降水强度变化的预报,从而提高径流系数估算值的准确率。为了稳定径流系数,要保护水库集雨区域生态平衡,增加和保护森林植被面积,严禁水库集雨区域开垦。
参考文献
[1]樊智,陈丹,陈瑞弘,张海平.东太湖应急水源地水库涵闸优化调度降低水华风险的研究案例[J/OL].净水技术,2017,(06):30-35
[2]郭旭宁,胡铁松,曾祥,杜永鑫.基于调度规则的水库群供水能力与风险分析[J].水利学报,2013,44(06):664-672.
(作者单位:1山东黄河河务局东平湖管理局;
2东平湖管理局东平黄河河务局)
关键词:水库调度;风险;评价方法;研究
引言
我国是一个水资源总量丰富,但人均占有量不足的国家。我国水资源分布十分不均匀,具体表现在在时间上和空间上。在东南沿海地带水资源分布多、年平均降雨量大,在西北部地区水资源分布少。为了拦蓄汛期洪水,提高水资源的供应可靠性和保证率,国家在各大水系修建了水库和水利枢纽工程。水库的修建,是改变水资源时空分布不均的有效手段,是减少洪涝灾害、充分开发利用水资源工程的重要组成部分。随着改革开放的深入发展,各行业对水资源的要求越来越高。因此,合理开发利用水资源,科学地进行水库调度,对流域水资源的开发利用和生态环境的保护,都具有重要意义。
1水库调度的基本内容
1.1水库调度的概念
水库调度即水库控制运用,是对已建水利水电枢纽合理有效的控制运用,达到充分发挥防洪、兴利效益的一种技术措施,属于非工程措施。
1.2水库调度的原则
在确保水电站大坝工程安全的前提下,分清发电与防洪及其他综合利用任务之间的主次关系,统一调度,使水库综合效益尽可能最大。当大坝安全与满足供电、防洪等要求有矛盾时,应满足大坝安全;当供电的可靠性与经济性有矛盾时,应先满足可靠性。
1.3水库调度的方式
第一,防洪调度。防洪调度的主要任务是确保水庫大坝安全和处理防洪与兴利的矛盾,利用水库的滞洪、错洪作用,有效地拦蓄洪水,消减洪峰流量,保证汛期下游人民生命财产的安全。对于不承担下游防洪任务的水库而言,防洪调度的主要任务是在确保水库大坝安全的前提下充分发挥水库兴利效益;对承担下游防洪任务的水库,防洪调度的主要任务是在确保水库大坝安全的前提下处理好防洪与兴利之间的矛盾;第二,兴利调度。兴利调度是指利用水库重新分配天然径流,以达到满足各兴利部门用水需要的目的。兴利调节计算的任务是在已知河川径流过程及用水要求的前提下,对研究时期的各个计算时段内水库的水量供需平衡进行计算,求出供水量、水电站出力、水库水位、蓄水量等水利水能要素的时间过程。一般是在非汛期,按照水库所承担兴利任务的重要程度,合理分配水资源,谋求经济效益最大化的调度方式。
2风险分析及其在水库调度中的应用
早在二十世纪七十年代,风险理念就引入到了水资源系统中,风险管理在水库调度中的应用相对较晚。水库调度的风险管理,就是在水库运行过程中,一整套研究风险、评估风险、管理风险和处理风险的方法。目前,风险管理还处于不断探索的研究阶段,还远未达到指导实际运行的阶段。当前,研究人员主要做的工作还是在风险分析的研究和一般性的风险管理模式,水库调度中一整套完整的风险管理程序还需要不断的实践积累和理论探讨。在风险研究中,有人提出风险调度概念,给水库调度开辟了一种新思路。风险调度的研究还刚刚起步,还未引起足够的重视,研究进展速度缓慢。在这个新课题中,如何考虑风险,如何在调度过程中考虑风险,如何将风险纳入调度模型中,都是需要急需解决的问题。水库优化调度是为实现某期望目标对入库径流进行重新分配的过程,此过程受到一系列不确定因素影响,如水文不确定性、水力不确定性和调度模型不确定性等,这就导致了优化决策必然是具有不确定性的,从而存在调度风险。
3水库调度性能风险评价方法
风险分析是指对人类社会中存在的各种风险进行风险识别、风险估计和风险评价,并在此基础上采用各种风险管理技术作出风险处理与决策,对风险实施有效的控制和妥善处理所致损失的后果,期望以最小的成本获得最大的安全保障。其数学定义为,风险R是事故发生概率P与事故造成的环境(或健康)后果c的乘积,即:R[危害/单位时间]=P[事故/单位时间]×C[危害/事故]。水库调度的风险分析方法可以分为定性分析法和定量分析法,定性分析法主要用于风险可测度很小的风险主体,常用的方法有调查法、矩阵分析法、德尔菲法、安全系数法和可靠性指标法等,这类方法主要是借助于有关专家的知识、经验和判断来对风险加以估计和分析。在水库调度中有些不确定性因素难以分析、计算,因此该方法在水库调度领域具有实用价值;定量风险分析方法是借助数学工具研究风险主体中的数量特征关系和变化,确定其风险率(或风险度)的方法,定量风险分析方法有许多,但归纳起来可分为概率论与数理统计方法、随机模拟方法、基于马尔柯夫过程的风险分析法、模糊数学方法、最大熵法等。对大中型水库而言其不仅承担着防洪灌溉的任务,同时通过水力发电,向企业和城镇供水,提高水库自身的经济效益,促进当地经济发展。对非病险水库在一次大的降水影响过程中,把洪水作为宝贵的水资源尽可能多地加以存蓄,不仅可减轻水库下游的抗洪压力,而且可解决以后的用水问题,增加水库的经济效益。但水库蓄水较多时,若降水过程带来的洪水超过水库的蓄水能力,临时放水,会加重下游的洪涝灾害,反之水库提前过多放水,会降低水库的蓄水量,从而影响水库的经济效益。水库调度预报服务由于预报结果的不确定性,始终存在着风险。
结束语
综上所述,对水库调度预报服务进行风险分析,可提高水库调度预报服务和调度决策的科学性。要加强水库集雨区域降水量预报研究,不仅要开展降水过程总雨量预报,还要开展降水强度变化的预报,从而提高径流系数估算值的准确率。为了稳定径流系数,要保护水库集雨区域生态平衡,增加和保护森林植被面积,严禁水库集雨区域开垦。
参考文献
[1]樊智,陈丹,陈瑞弘,张海平.东太湖应急水源地水库涵闸优化调度降低水华风险的研究案例[J/OL].净水技术,2017,(06):30-35
[2]郭旭宁,胡铁松,曾祥,杜永鑫.基于调度规则的水库群供水能力与风险分析[J].水利学报,2013,44(06):664-672.
(作者单位:1山东黄河河务局东平湖管理局;
2东平湖管理局东平黄河河务局)