水文預報及發(fā)電計劃培訓

一概述四發(fā)電計劃制作三三峽水庫水文預報二水情站網(wǎng)五三峽計劃修改類型目錄一、概述（一）水文預報的目的和任務制作預報：根據(jù)上游流域水情制作三峽入庫洪水水文預報；調洪演算及制定計劃：按水庫調度規(guī)程要求，考慮樞紐工況等信息進行調洪演算，對天然來水進行合理蓄放，滿足水庫各項綜合利用要求，制定防洪、發(fā)電調度計劃。一、概述（二）水文預報的目的和任務水庫調度：保證荊江地區(qū)防洪安全;保證長江航運安全;編制電力調度計劃;保證大壩施工安全;保證大壩安全，發(fā)揮三大效益，為減少棄水、充分利用水資源，水文預報是必不可少的，起著十分重要和決策性的作用。一、概述（三）水文預報的定義狹義：根據(jù)河流上游出現(xiàn)的水情、雨情預報河流下游水情的工作內(nèi)容。廣義：利用影響未來水文情勢的因子預報河流下游或某一區(qū)域的水文情勢的工作內(nèi)容。一、概述

水文預報（四）水文預報項目旬月季度年施工期汛期蓄水期消落期供水期特殊調度1-3天過程預報4-7天逐日預報長期預報中期預報短期預報特殊時期一、概述（五）水文預報工作流程氣象預報水庫調度預報會商預報發(fā)布防汛部門電網(wǎng)調度部門公司有關部門水文預報發(fā)電計劃制作一、概述（六）水文預報對氣象等要求水文預報必須結合考慮氣象預報成果，為此梯調通信中心還建立了專業(yè)氣象臺，專門負責流域分區(qū)面雨量的制作；初期在做好泥沙、收集整理、分析工作的同時，為逐步實行梯級泥沙預報調度提供研究依據(jù)；生態(tài)監(jiān)測、預報、調度。一、概述二、水情站網(wǎng)（一）站網(wǎng)基本要求水情預報則要求水情觀測網(wǎng)完善、可靠，報汛信息傳遞暢通、快速。水情觀測、報汛及預報按國家有關技術規(guī)程規(guī)范要求進行。二、水情站網(wǎng)一期（2003年）宜昌~重慶:遙測站點137個流域范圍5萬km2二期（2007年）重慶~屏山:遙測站點299個流域范圍37km2金沙江（2007年）金沙江區(qū)域:遙測站點162個流域范圍12km2宜昌下游（2010年）宜昌下游:遙測站點29個新增站點（2012年）金沙江：24個屏山~宜昌：81個累計105個現(xiàn)狀系統(tǒng)自建遙測站617個；實時接收633個遙測站網(wǎng)數(shù)據(jù)現(xiàn)狀報汛站317個：水文站93個水位站19個雨量站202個水庫站32014年報訊站網(wǎng)分布圖三、三峽水庫水文預報金沙江下游劃為五個分區(qū)4區(qū)，雅礱江1區(qū)，石鼓-攀枝花2區(qū)，攀枝花-華彈3區(qū)，華彈-屏山5區(qū)，橫江三峽～葛洲壩梯級樞紐調度運行需要什么樣的氣象服務？長江上游流域分區(qū)降水預報：專業(yè)氣象臺提供長江上游流域7個大分區(qū)，總計11個小區(qū)間的面雨量預報。三、氣象預報三峽~葛洲壩壩區(qū)常規(guī)天氣預報和災害性天氣預警宜昌市葛洲壩平善壩（偏垴）石牌樂天溪獅子垴喜灘水田角三峽大壩圖

例水位站自動氣象站三峽～葛洲壩梯級樞紐調度運行需要什么樣的氣象服務？三、氣象預報預報、預警產(chǎn)品短期預報：0-12h、0-24h、24-48h分區(qū)面雨量預報三、氣象預報中期預報：3-7d分區(qū)面雨量預報三、氣象預報預報、預警產(chǎn)品壩區(qū)常規(guī)天氣和災害性天氣預警三、氣象預報預報對象預報發(fā)布時間備注1次年逐月分區(qū)降水預測6月10日、11月10日發(fā)電計劃用2當年汛期(5~9月)分區(qū)降水趨勢4月1日防汛用3蓄水期（9～11月）降水及總降水量趨勢8月15日、9月1日水庫調度用4供水期（11月～次年5月）降水及總降水量趨勢10月1日水庫調度用5消落期（4月～6月）逐月降水及總降水量預報3月1日、4月1日水庫調度用6蓄水期中期滾動預報9月15日-10月15日蓄水調度用7汛前第一場強降雨預報3月1日水庫調度用8汛末最后一場強降雨預報8月15日汛末沖砂用預報、預警產(chǎn)品長期降水預報（短期氣候趨勢預測）三、氣象預報預報時效要求短期預報：每天9：30之前完成制作和發(fā)布中期預報：每天10：00之前完成制作和發(fā)布災害性天氣預警：提前30分鐘、不漏報、少空報三、氣象預報數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)加工預報制作人機交互分析氣象數(shù)據(jù)采集信息發(fā)布天氣會商數(shù)據(jù)采集、處理和加工三峽梯調通信中心專業(yè)氣象系統(tǒng)可以采集各類氣象數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)處理后進入氣象文件庫或數(shù)據(jù)庫，經(jīng)加工后形成可供分析的客觀信息。人機交互分析借助天氣預報業(yè)務工作平臺，預報人員綜合運用天氣學原理和方法進行人機交互分析，得出預報意見。天氣會商和預報制作、發(fā)布在天氣形勢較復雜的時候進行天氣會商討論。將預報結論制作成各種預報產(chǎn)品，然后通過各種方式發(fā)布。氣象預報業(yè)務流程三、氣象預報氣象數(shù)據(jù)庫氣象情報信息庫歷史降水個例檔案庫預報產(chǎn)品信息庫氣象資料文件庫氣象數(shù)據(jù)庫管理軟件歷史降水個例管理軟件氣象情報軟件天氣預報業(yè)務工作平臺內(nèi)網(wǎng)WEB頁面電話語音答詢GMS短信息預報信息發(fā)布FY2D\E衛(wèi)星云圖多普勒天氣雷達自動氣象站中國氣象局水情遙測系統(tǒng)CMACast接收系統(tǒng)水文數(shù)據(jù)庫預報產(chǎn)品合作氣象臺數(shù)據(jù)處理軟件常規(guī)降水客觀預報軟件強降水面雨量預報軟件中期降水預報軟件短期氣候預測系統(tǒng)三峽梯調通信中心氣象業(yè)務系統(tǒng)三、氣象預報三峽梯調通信中心氣象業(yè)務系統(tǒng)三、氣象預報預報能力長江上游流域48小時以內(nèi)的強降水其強度和落區(qū)預報可信長江上游流域致洪暴雨過程具有7天可用預報時效三、氣象預報預報評價（汛期強降水預報準確率評分）三、氣象預報水庫綜合調度為了更充分利用防洪庫容進行興利調度，做到防洪風險可控化，需要精確的短期水文預報為防洪調度方案編制做依據(jù)。為了三峽梯級樞紐高質量的電能消納，減少水庫棄水，準確作出三峽入庫流量預報是三峽梯級樞紐的出力計劃編制的基礎。高精度的三峽入庫流量預報，為開展各類水庫綜合優(yōu)化調度提供決策支持。防洪發(fā)電三峽梯級樞紐運行調度對水文預報的要求三、水文預報水文預報氣象預報水情站網(wǎng)水文預報技術、方法人機交互水文預報要求三、水文預報區(qū)間產(chǎn)匯流模型：API模型、TANK模型、新安江模型等河道匯流模型：馬斯京根模型、一維水動力學模型等三峽水文預報的技術手段采用多模型、多方法和“三結合”的預報體系。水文預報控制節(jié)點圖三峽水文預報分區(qū)圖三峽水文預報短期水文預報模型水文預報三、水文預報水文預報模型新安江模型坦克模型水動力學模型API模型實時校正模型水文預報模型三、水文預報長中短期相結合理論與實際經(jīng)驗相結合氣象與水文相結合實時水文預報的技術手段采用多模型、多方法和“三結合”的預報體系。水文預報技術手段三、水文預報中長期水文預報主要是服務于中長期發(fā)電計劃編制、水庫消落方案編制、水庫度汛方案以及水庫蓄水方案編制等要求。中長期水文預報是一門與水文學、氣象學、數(shù)學和空間技術等學科技術交叉融合的邊緣性學科。歷史演變法；以水文要素周期分析為基礎的數(shù)值分析統(tǒng)計；以大氣環(huán)流、太陽活動等要素的前期分析為基礎的分析統(tǒng)計；回歸分析法；隨機過程的時間序列分析法；人工神經(jīng)網(wǎng)絡分析法；以流域蓄泄原理為基礎的統(tǒng)計分析法。中長期水文預報模型門限自回歸模型投影尋蹤模型人工神經(jīng)網(wǎng)絡灰色動態(tài)模型小波分析模型三、水文預報z水文預報工作開展每年汛前，對上游流域水文站網(wǎng)進行巡檢；水文氣象預報方案進行修編完善汛期，加強水文氣象的會商，可視會商的主要對象是水利部門和氣象部門領導全程參與洪水預報，對相關問題及時決策和協(xié)調，及時會簽預報成果汛后、年終時及時分析、總結，持續(xù)改進

三、水文預報提高預報準確率的舉措與氣象部門進行預報服務合作合作單位有：中國氣象局公共氣象服務中心（維艾思）、湖北省氣象局、宜昌市氣象局、重慶市氣象臺、萬州區(qū)氣象局。

成果：完成“長江流域水雨情監(jiān)測分析系統(tǒng)”的建設工作，實現(xiàn)了對長江流域內(nèi)703個國家級自動氣象站、12000多個區(qū)域級加密自動氣象站的觀測數(shù)據(jù)進行快速收集、處理和存儲的功能。三、水文預報提高預報準確率的舉措開展水文氣象聯(lián)合會商利用遠程視頻會商系統(tǒng)開展“三地四方”水文氣象聯(lián)合會商。建立共享機制

依托長江防總水庫群信息共享項目實現(xiàn)了長江上游水庫群信息共享，使預報人員進一步掌握上游來水規(guī)律，提高三峽水庫來水預報精度。加強站網(wǎng)系統(tǒng)布局和優(yōu)化

對現(xiàn)有站網(wǎng)的不斷優(yōu)化和完善，目前已經(jīng)基本實現(xiàn)對上游金沙江石鼓以下區(qū)域水雨情信息收集，并以數(shù)據(jù)庫的方式進行分類歸檔保存，滿足生產(chǎn)的各項需求。三、水文預報0102030405060708090100(%)12h24h48h72h98.9%98.0%95.4%93.2%2013年全年預報精度三、水文預報四、發(fā)電計劃制作電站運行基本實現(xiàn)標準化、自動化，而來水因其不確定性成為影響電站效益的關鍵因素。（1）增加發(fā)電生產(chǎn)的計劃性、預見性；（2）充分利用水能，少棄水，多發(fā)電；（3）統(tǒng)籌安排，綜合平衡，盡量滿足各綜合利用部門對水庫運用的要求。編制目的四、發(fā)電計劃制作（1）設計文件和調度規(guī)程；（2）國家或上級領導機關的指示、決定；（3）已發(fā)生及面臨的新情況，如水文特性的改變、電網(wǎng)及其他用水要求的改變等。編制依據(jù)四、發(fā)電計劃制作根據(jù)水文預報時段分類，發(fā)電計劃相應分為長期、中期、短期計劃。（1）長期計劃：根據(jù)歷史資料和氣候趨勢分析制作，預見期為7天以上。（2）中期計劃：預見期3～7天。（3）短期計劃：預見期為2天以內(nèi)。分類四、發(fā)電計劃制作有棄水當來水流量大于機組過水能力時，根據(jù)上下游水位計算發(fā)電凈水頭，查處機組預想出力線，計算電站總出力。無棄水當來水流量小于機組過水能力時，采用水能計算公式N=KQHQ：電站發(fā)電流量；K：電站綜合效率系數(shù)；H：發(fā)電凈水頭。發(fā)電計劃制作四、發(fā)電計劃制作以水定電以電定水水電四、發(fā)電計劃制作確定入庫流量系列機組安裝進度及檢修計劃水庫運行方式邊界條件計劃計算、上報、下達長期發(fā)電計劃流程四、發(fā)電計劃制作難點氣象預報管理要求與技術發(fā)展不平衡入庫流量預報水庫運行方式公司決策層面機組安裝進度四、發(fā)電計劃制作方法介于長期計劃和短期計劃之間，以日為時段制作。中期水文預報一般以短期流量預報等方法為主，統(tǒng)計方法為輔，并考慮降水預報。根據(jù)水文預報及來水頻率制作發(fā)電計劃，僅供參考使用。中期發(fā)電計劃四、發(fā)電計劃制作氣象預報流量預報綜合水庫運行方式、電網(wǎng)需求、檢修安排，計算未來96點負荷部門、中心領導批準后上報電網(wǎng)短期發(fā)電計劃流程四、發(fā)電計劃制作發(fā)電計劃制作電能弄得八九不離十,為什么水總弄不準???1三峽調節(jié)性能好,為什么還修改計劃??2三峽出庫一定,葛洲壩為什么做不準?3四、發(fā)電計劃制作電能弄得八九不離十,為什么水總弄不準?

入庫流量動庫容,靜庫容;出庫流量,庫容變化反算;無法測量;出庫流量棄水期,非棄水期,根據(jù)廠家曲線計算;入庫預報建立動庫容基礎上;發(fā)電計劃用的靜庫容四、發(fā)電計劃制作三峽調節(jié)性能好,為什么還修改計劃??三峽運行汛期庫水位受汛限水位限制;消落期水位降幅限制;爭取發(fā)電效益與流量預報精度矛盾;綜合運用復雜,受葛洲壩制約；四、發(fā)電計劃制作三峽調節(jié)性能好,為什么還修改計劃??三峽運行難點汛期庫水位需在144.9m-146.5m間運行。實際為了能夠有調節(jié)余地，一般控制庫水位在145.8m;若汛期三峽入庫流量在19000m3/s左右，周五三峽上報三天計劃，48h、72h預報精度控制在92%。流量誤差=19000*0.08=1520m3/s；若制作計劃時按出入庫平衡考慮，實際三峽水位變幅將達55cm，加電網(wǎng)調峰水位波動20cm左右，三峽水位將限，從而迫使需要修改三峽計劃。四、發(fā)電計劃制作三峽出庫一定,葛洲壩為什么做不準???

三峽、葛洲壩水量不平衡原因:出庫計算精度不高;原因:兩壩間動庫容;區(qū)間流量換算系數(shù)K四、發(fā)電計劃制作葛洲壩水位對流量過于敏感三峽出入庫流量差1630m3/s(145m),小時變1cm;葛洲壩出入庫流量差64m3/s(經(jīng)驗),小時變1cm；葛洲壩出庫對水頭變化敏感徑流式電站、耗水率、水頭;葛洲壩出入庫不平衡快速惡化不平衡流量、庫水位、水頭、耗水率;三峽出庫一定,葛洲壩為什么做不準???

四、發(fā)電計劃制作三峽出庫一定,葛洲壩為什么做不準???葛洲壩尾水位難以測算水位無法快速到位;

出庫變幅;漲水、落水、平水;河道下切流量大小經(jīng)驗積累四、發(fā)電計劃制作三峽出庫一定,葛洲壩為什么做不準???葛洲壩零點水位難以測算耗水率變化快,計算時段長;

機組負荷與下達計劃有偏差;1萬KW=46.6m3/s=0.1m(未考慮不平衡的連鎖影響）綜合運用,突發(fā)情況多;與電網(wǎng)聯(lián)系修改計劃困難;四、發(fā)電計劃制作五、三峽計劃修改類型消落期消落0.5m左右，上限0.6m,為什么總需改計劃?

集中消落期上報三峽計劃時，一般控制三峽水位日均消落50cm左右。集中消落期三峽多年平均入庫流量為15300m3/s，若此期間三峽48h入庫流量預報精度達到94%。流量誤差=15300*0.06=920m3/s由流量預報誤差影響的水位偏差將達到16cm，由此日均消落將超60cm，再加上調峰造成的水位波動影響，容易導致需要修改三峽計劃。五、三峽消落期計劃修改消落期消落0.5m左右，上限0.6m,為什么總需改計劃?

三峽上游水庫眾多，三峽入庫流量受電站調蓄影響較大，特別烏江上電站入庫時間在20小時左右，其變化對預報影響較大，容易造成預報誤差。三峽區(qū)間降雨直接入庫，會導致入庫流量迅速起漲，若對降雨預報沒有考慮完全，也容易造成誤差。因此消落期在提高預報精度同時，不可避免的需要修改三峽計劃。五、三峽消落期計劃修改消落期消落0.5m左右，上限0.6m,為什么總需改計劃?

實例：2014年5月8日修改計劃情況。（1）三峽入庫流量=寸灘流量+武隆流量+三峽區(qū)間流量。由于預報區(qū)間流量和實際情況存在差值，導致入庫流量存在偏差。誤差原因：三峽水庫為典型的狹長河道型水庫，來水從入庫傳播至壩前約12h左右（即動、靜庫容轉換時間）。7~8日入庫流量處于退水段，按照統(tǒng)計規(guī)律，靜庫容應大于動庫容入庫，但實際偏小。

五、三峽消落期計劃修改消落期消落0.5m左右，上限0.6m,為什么總需改計劃?

2014年5月8日修改計劃情況。（2）根據(jù)7日制作的后期流量預報計算，預計8日入庫流量10500m3/s，按水庫水位日降幅50CM控制，出庫流量為14500m3/s（機端出力1245萬千瓦，另電源電站5萬千瓦）。實際入庫流量僅為9620m3/s（靜庫容入庫約為8800左右m3/s）。若不修改計劃相應消落幅度71cm。五、三峽消落期計劃修改汛期水位控制在145.8m，為什么還需改計劃?

汛期庫水位受汛限水位限制，水位需在144.9m-146.5m間運行。實際運行過程中，為了能夠有調節(jié)余地，一般控制庫水位在145.8m;若汛期三峽入庫流量在19000m3/s左右，按周五三峽需要上報三天計劃，48h、72h預報精度控制在92%。流量誤差=19000*0.08=15