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論寧波市皎口水庫洪水預警預報系統在洪水調度中的應用研究

文檔作者：陳竹文檔來源：寧波市鄞州區水利建設投資發展有限公司		更新日期： 2026年05月21日	點擊數：
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上一篇：農田水庫大壩施工中的防滲技術探討

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· 167 ·
前沿理論與策略區域治理
皎口水庫壩址距寧波市區約37 公里，
位于大小兩皎會合處的密巖村附近，總庫
容1.2 億萬m3/s，壩址以上集雨面積259
平方公里，水庫保護鄞州區樟水鎮、鄞江鎮、
寧波部分地區60 余萬人口，20 余萬畝農田，
以及寧波櫟社機場，甬金高速、甬臺溫高
速公路等。防洪調度是皎口水庫防洪工作
的核心, 它依據洪水預警預報系統，設計并
優化出防洪調度方案, 變傳統的被動抗災為
預警、預報為主的主動防御, 有計劃地調節、
控制洪水、并發揮其對下游防洪的補償調
節作用，保證防洪安全。
一、 皎口水庫洪水預警預報系統介
紹
1 洪水預報系統
2001 年皎口水庫與南京大學合作，在
洪水預警系統基礎上開發皎口水庫洪水調
度預報系統，該系統主要有參數流量推求、
水庫洪水預測、洪水調度模擬、洪水數據
管理等部分組成。皎口水庫洪水預報系統
模型選用三水源新安江模型，其模型參數
推求中的流域面積、流域不透水面積等反
映流域特性的參數，由流域GlS 空間數據
庫系統直接推求。需要率定推求的參數（K、
Sm、Cs、L、Cg、Ci、Ki）則借助于歷史
暴雨洪水數據庫數據，按照不同區域分別
加以分析確定，模型的參數優選主要采用
人工優選和機器優選相結合的方法，既可
以發揮人的主觀經驗，又可充分利用計算
機自動優選的高效率，尋求出一組最優參
數，使模型模擬計算成果和實測結果誤差
最小。
在洪水模擬預測模型中，主要研究了
流域降雨徑流模型、河道和淹沒區洪水模
型。對流域上游不受潮汐影響的支流及水
庫流域，則采用了降雨徑流模型進行計算。
皎口水庫洪水預報系統可進行快速便
捷的洪水預報和實時校正預報, 并確定流域
最佳防洪減災的洪水調度方案. 以便實現洪
水預報自動化和防洪決策智能化，
2 洪水預報目標函數的選用
洪水預報關鍵要使模型預報的洪水過
程線和實測的洪水過程線的誤差絕對值為
最小，為反映這個誤差，在本模型優選中
選用了下列三種目標函數：
目標函數1 總量誤差( △ R): 產流量
計算的相對誤差，即水量平衡差。
（1） OB1= Σ (Ri-ri)/ Σ Ri
式中：Ri，ri 分別為i 時段的實測和計
算產流量。
目標函數2 絕對值誤差(ABS): 流量
過程線上計算和實測流量誤差的絕對值除
以實測總流量的總和。
（2） OB2= Σl Qi-qi l / Σ qi
式中：Qi，qi 分別為同時段的計算和
實測流量值。
目標函數3 對數誤差(LOG)：流量過
程線上計算值和實測值對數的誤差與實測
值的對數之和的比值。
（3） OB3= Σ l Log Qi-Log qi l
/ Σ Log qi
式中：Qi，qi 意義同前。
上述這三個目標中，目標1 較好地實
現了對洪水過程的總量控制；目標2 絕對
值誤差對洪水過程的高水部分作用較大，
對洪峰擬合的作用明顯；目標3 對數誤差
則主要反映低水過程計算誤差[1]。
3 洪水預警預報系統進行洪水調度
流程
根據新制定的《寧波市鄞州區皎口水
庫調度運用規程》的原則，皎口水庫利用
洪水預警預報系統進行防洪調度，調度流
程見圖一:
圖一：皎口水庫洪水調度流程
4 洪水預警預報系統在“20131006”
洪水中的應用
2013 年10 月5 日8 時-9 日8 時，
受第23 號強熱帶風暴“菲特”的影響下，
皎口流域普降暴雨到大暴雨，整個流域面
雨量575.5mm，最大單站雨量658mm（下
牛塘站），最大一小時面雨量為41.9mm，
最大一小時雨量為60.0mm（皎口站），
最大三小時雨量為124.0mm（皎口站），
水庫水位于10 月6 日10:00 從56.5m（低
于起調水位3.68 米）開始上漲， 8 日6:30
水庫水位為72.15m，達到本次洪水最高水
位（建庫以來第一高水位），總共攔蓄洪
水5702 萬m3/s， 占總來水量的84.7%。
期間，皎口流域6 個遙測站在10 月5 日8
時-9 日8 時共發送數據18117 條, 其中雨
論寧波市皎口水庫洪水預警預報系統在洪水調度中的應用研究
陳竹
寧波市鄞州區水利建設投資發展有限公司，浙江 寧波 315000
摘 要：本文主要介紹了皎口水庫洪水預警預報系統的結構、功能以及應用。該系統將洪水預警、預報和防洪減災調度融為一體，實
時性好，自動化程度高，同時維護簡單，提高了防洪決策水平，并在歷次的防洪調度中發揮了重要作用，介紹中將以系統在“20131006”
洪水防洪調度中的應用為例進行研究說明，并開展洪水預報評定。
關鍵詞：預警預報系統；“20131006”洪水；預報評定
· 168 ·
區域治理前沿理論與策略
量數據 15496 條, 水位數據2621 條，將皎
口流域的水、雨情等數據源源不斷地傳送
到皎口防汛指揮中心，指揮中心可以通過
洪水預警報系統實時監測到皎口流域的降
水情況和水庫的水位變化情況以及水庫下
游鐘家潭雨量、水位情況。
在抗擊“20131006” 洪水期間，
工作人員全程實時監控， 將洪水預警
系統提供的實時數據及時上報給各級
單位以決策, 7 日9：30 皎口庫水位
達到63.01m， 上游流域累計面雨量
達336.8mm， 入庫流量出現洪峰， 峰
值為1068m3/s, 7 日19:30 庫水位為
66.75m， 入庫流量出現第二次洪峰，
峰值為889 m3/s， 由于水庫停止發電
全攔滯洪，水庫水位持續上漲，至7 日
21：00，庫水位為69.97m, 庫容8589
萬m3, 而水庫正常蓄水位為68.08m,
庫容為7807 萬m3， 水庫開始以三臺
機組發電, 8 日0：30 上游周公宅水庫
以50 m3/s 開閘泄洪，此時水庫水位達
71.14m 入庫流量225 m3/s，工作人員
綜合考慮皎口水庫的防洪能力、下游河
道的承受能力以及潮水頂托影響等因素，
并參考洪水預報系統的預算結果，精確
計算、反復論證，報經寧波防汛部門同意，
決定采取分階段逐漸加大泄洪，并根據
后階段降雨情況及實際潮水位調整泄洪
量的防洪調度方案。
8 日0：50 皎口水庫開始開閘下泄101
m3/s，8 日2:00 周公宅水庫下泄流量增大
到200 m3/s, 水庫于8 日2:30 水位上漲到
71.38m，相應泄量也隨之增大到161 m3/s。
考慮到2:00-5:00 庫區流域又下了25mm
雨量及后續降雨的不確定性，經洪水預報
系統演算，庫水位將于8 日6 時左右超過
省批控制水位，于是在8 日5：30 庫水位
為72.0m ( 超過歷史最高水位71.95m) 時，
關閉泄洪洞，開啟壩上兩孔溢洪閘，下泄
流量增大到392 m3/s。8 日6：30 分到達
本次洪水最高水位72.15m，在8 日14:30
水位下降到71.47m 情況下，水庫關閉壩上
兩孔溢洪閘，開啟底孔泄洪洞，下泄流量
從297 m3/s 減少到161 m3/s；至9 日6 時
庫水位為71.12m，下泄流量減少到50 m3/s，
并于9 日11：00 關閉閘門。
此次皎口水庫在“20131006”洪水中
一方面是水庫防洪工程體系發揮了重要作
用, 皎口水庫通過攔洪、削峰, 錯峰抵御住
了洪水襲擊, 避免了大面積受淹；另一方面
是洪水預警系統及時、準確地將皎口流域
的降水、水庫的蓄水、水位等信息傳送至
防汛指揮中心，在充分考慮了皎口流域降
水、水庫蓄水、鐘家潭水位站的水位以及
潮水頂托等情況下, 再根據洪水預報系統的
預算成果作出的綜合分析和科學調度, 確保
了皎口水庫的安全和下游最小程度的受淹。
5 “20131006”洪水預報評定
為了檢驗皎口洪水預報系統在本次
“20131006”洪水中的運行精度，本文采
用洪水預報過程與實測過程之間的吻合程
度可用確定性系數DY 評定精度作為指標，
對預報模擬過程方案進行評定, 確定性系數
的計算公式為：
式中:
DY: 確定性系數,DX: 預報誤差值的方
差；預報要素值的方差；yoi，yo : 實測值及
其均值,yci 預報值,n: 系列點個數；預報方
案精度劃分等級為: 甲等方案: DY>0.90;
乙等方案
丙等方案: ，
經計算DX 為1511.223，Dy 為149330.6，
DY 為0.98988 ， 此次“20131006” 洪
水預報入庫流量過程達到甲等預報精度。
“20131006”洪水入庫流量預測值與實測
值對比圖與水庫水位校正預測圖見圖二、
圖三：
圖二：“20131006”洪水入庫流量預
測值與實測值對比圖
圖三：“20131006”洪水水庫水位校
正預測圖
二、 結束語
本文主要介紹了皎口水庫洪水預警
預報系統的結構、功能以及應用。該系
統將洪水預警、預測和防洪減災調度融
為一體，實時性好，自動化程度高，并
且維護簡單，提高了防洪決策水平，在
歷次的防洪調度中發揮了重要作用。在
今后的工作中，除了要對預警系統做好
維護、調校工作之外，還需對預報系統
進行及時更新，使率定模型參數更趨于
實際值，提高洪水預報精度。讓該系統
在防汛減災的工作中發揮更大的效益。
參考文獻：
[1] 許有鵬, 付重林遙感和GIS 在水文
模型中應用研究[J]. 南京大學學報( 地學專
輯),1996(36):81-85.

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