[科普中国]-串联水库

在同一条河流上，从上游到下游布置成一连串水库的总称。以充分利用整条河流的水利资源。各水库之间有密切的径流和水力联系，上游水库的径流调节对下游水库有商接影响。当对串联水库中位于下游的水库进行径流调节计算时，必须考虑上游水库对天然径流的调蓄作用，而不能直接引用原有的天然径流资料，规划设计串联水库时，必须考虑利用各水库库容差异而进行的径流补偿，以便合理地利用水利资源。1

串联水库与单一水库区别与单一水库比较有两个特征：一是共同性，即共同调节径流，共同为一些开发目标(如防洪、灌溉、发电)服务。二是联系性，即水库群中各库之间常常存在着一定的水文、水力、水利上的相互联系。由于库与库之间有联系性的存在，才产生了“群”的概念，并发挥“群体”的作用。例如，通过水库群的联合调度与水库单独调度相比较，在防洪方面，可以提高总的防洪效益，减少水害；在灌溉方面，可以提高总的设计灌溉供水量，扩大灌溉效益；在发电方面，可以提高总的保证出力．增加发电量。2

多级串联水库群防洪当梯级仅包括有两级水库时，采用随机水文模拟法求解下游或梯级系统的失事概率的计算量、复杂度，以及结果有效性我们尚可以接受，但当梯级水库超过两个时，特别是水库数较多时，上述模型的计算量增加很大，且由于洪水模拟方法本身对资料的要求高和现阶段方法本身的缺陷，模型结果的可靠性也值得怀疑，上述模型遇到了困难。为此，下面提出另一种简化的解析风险估算模型。

梯级水库之间进行联系的媒介是洪水（径流），蓄水量是决定水库安全的主要因素，水位仅是指示性指标，因此，要充分考虑上游水库对下游水库的防洪安全影响，需从梯级水库之间的洪量关系分析人手。

在上游水库安全的前提下，下游水库的防洪安全取决于由上游水库下泄和区间洪水组合而成的入库洪水的大小，自身的防洪拦洪能力和泄流能力大小等因素。中小洪水一般对水库自身防洪安全影响并不大，对安全起重大影响作用的是大洪水或特大洪水，大洪水或特大洪水属稀遇洪水，出现在频率曲线的尾端（流量和洪量增大的方向），国内通常以P-Ⅲ分布来表述径流或洪水的超越概率规律，这种分布在尾部按负指数规律递减，即属于薄尾分布，因此，可认为影响水库安全的洪水服从负指数分布。如果以流量过程进行分析，不可避免地要遇到与地区洪水过程时间上和空间上的组合问题，而水库自身安全主要取决于蓄水的多少，用洪量进行水库之间的关联分析，避免了洪水过程随机特性难以把握的问题。基于这种考虑，我们用洪量进行分析。3

串联水库的防洪调度方式防洪调度方式主要是怎样进行各水库之间的防洪补偿调节，以及对各水库的蓄洪泄洪次序作出决策。如果甲乙两水库调洪性能相差较大，应以调洪性能较高的水库作补偿水库，调洪性能较低的水库，按单独运行方式调节洪水。如果甲乙两水库的调洪性能相差不多，当丙处发生设计洪水时，需根据甲库的入库洪水和甲乙区间洪水的组合情况来决定蓄泄次序。一般来说，在丙处发生大洪水时，需要甲乙两水库拦洪错峰，若甲库的拦蓄洪量对减轻丙处的水灾确有作用，则先蓄甲库比较有利。当甲库泄量减少到不能再减少，才适当应用乙库拦洪，若甲库和甲乙区间同时遭遇较大洪水，需根据较准确的洪水预报，并考虑乙丙区间洪水的影响，可采取两库分担丙处洪水的补偿调审方式，再结合两库防洪库容大小，确定总蓄洪量和两库各分配的蓄洪量。若甲乙区问也有防洪要求，则甲库的泄洪、乙库的蓄洪，在上述防洪调洪调度中也应结合考虑。

对于多库防洪调节以及调度方式的原则与上述方法是一致的，可参照执行。

在工作中可选择实测的(或模拟的)若干场次典型暴雨洪水，分别进行水文分析，库群防洪调节，并编制出调度方案，以做到胸有成竹。当实际一旦发生洪水时，可参照所编的一些方案进行库群防洪调度。2

本词条内容贡献者为:

陈红 - 副教授 - 西南大学