济南防洪实践：单库单防洪点原理简述

下面以单库单防洪点情况来说明其基本原理。设水库的防洪库容为S*，在t时刻的水库入流、出流和时段初的蓄水均已知，分别用x（t）、y（t）和S（t）表示（参见图9-1）。安全度R（t）表示时段末（未来）入流洪水为x（t＋Δt）时，水库所预留的防洪库容，它可表示为t的函数，即

防洪操作的目标就是要最大化预留可用的防洪库容R（t）。

这一目标在无约束时当然是无意义的。因为无约束最优化的结果将得出每时刻（或时段）R（t）≡S*或S（t）≡0为最优。在所有约束条件中，首先应满足下游安全泄量的要求，即

式中　q（t）——水库在t时控制出流y（t）到达下游防洪点的流量，是通过洪水演进且考虑区间洪水影响后而求得的。

图9-2　水库群位置示意图

现在考虑水库群的情况（见图9-2）。设防洪水库共有n个（并联或串联），那么整个库群系统某一时刻的防洪“安全度”，可以用所有水库在这一时刻所预留的防洪库容加权总和来表示，即

式中　R（t）——水库群系统的总防洪安全度；(www.xing528.com)

Ri（t）——t时刻第i座防洪水库预留的防洪库容；

βi——第i座水库的防洪权重。

该权重的引入是因为在水库群系统中，各水库的单位库容防洪功效并不一定相同。它决定于水库所处的局部流域的降雨大小、流域面积以及产汇流等地貌河道特性等，可用式（9-4）计算。

式中　Fi——次降雨中第i座水库所控制的有效子流域面积；

Ni——次降雨中第i座水库所控制的有效子流域面积上的平均降雨强度（通过预报或还原求得）；

——第i座水库的防洪库容。

βi应满足总和为1，即