为确保水库安全，实现水库防洪要求，充分发挥水库综合效益的水库控制运用方式，称为水库防洪调度。当发生洪水时，利用水库的防洪库容，根据水库及下游防洪的设计标准，合理解决入库洪水、水库拦洪与水库泄洪的关系，进行水库防洪调度，其基本依据就是水库的防洪调度图。

1.防洪限制水位的确定

水库防洪限制水位是指汛期在洪水来到之前，水库允许兴利蓄水的上限水位，在调洪计算中，它是调洪图的起始水位，一般叫起调水位。防洪限制水位有如下几种情况：

（1）防洪限制水位与正常蓄水位重合。当洪水无定期，大洪水任何时候都可能出现时，防洪与兴利完全不结合，防洪库容全部列于兴利库容之上。

（2）设计洪水位与正常蓄水位重合。这种情况发生在洪水变化规律较为明显和稳定，或溢洪道泄流能力很大，或所需防洪库容较小的河流。其防洪库容与兴利库容完全可以结合。

（3）介于上述两者之间的情况。即正常蓄水位位于防洪限制水位和设计洪水位之间，这是防洪库容与兴利库容部分结合的情况，也是一般综合利用水库常遇到的情况。对于洪水规律明显的大河流，可以由各典型年设计洪水过程线，按具体日期逆时序反推求得蓄水段的防洪限制水位，并绘出其外包线，即可据此确定防洪限制水位。

2.水库防洪调度图

水库防洪调度图由汛期防洪限制水位、防洪高水位、设计洪水位及校核洪水位等线组成，如图9-23所示。

图9-23　水库防洪调度图

我国水库调度的实践证明，根据当地暴雨发生的规律，汛期一般可分为初汛期、主汛期和尾汛期（也可按情况分为两期或四期）。初汛期和尾汛期的洪水较小，可以适当提高一些防洪限制水位，以增加兴利蓄水量。主汛期洪水较大，防洪限制水位可降低一些，以提高水库的抗洪能力。分期抬高汛期防洪限制水位，是解决防洪与兴利矛盾的有效方法。我国绝大多数河流的洪水由暴雨形成，由水库所在流域上的暴雨和洪水发生的时间和次数，统计分析洪水出现的规律性来确定汛期洪水的分期。如某中型水库从1963～1982年日雨量超过30mm的次数，见表9-17。从表中的统计可以看出初汛期、主汛期和尾汛期出现的时期。

表9-17　某水库日降水量大于30mm的次数统计表

分析出洪水发生的规律后，推求汛期分期防洪限制水位Z限，一般有两种途径：

（1）各分期采用不同的防洪设计标准。如上述中型水库主汛期水库设计洪水标准采用P=1%，初汛期和尾汛期采用P=2%，而各分期选用同一洪水频率曲线。根据汛期中各分期的设计洪水，分别进行调洪演算得出各分期的防洪限制水位Z限。主汛期洪水标准较高，则Z限较低，而非主汛期洪水标准较低，则Z限较高。这种途径常用于缺乏资料的中小型水库。

（2）各分期采用相同的防洪设计标准。由流量资料或暴雨资料推求汛期各分期的设计洪水，如初汛期为6月10日至7月10日，将每年这个时期的最大洪峰流量选出，组成系列进行频率分析，得出初汛期的设计洪峰流量。同理，可分别求出其他时期的设计洪峰流量。虽然洪水的频率相同，但主汛期的洪水大于其他时期，故主汛期推求的Z限较低。而非主汛期同标准的设计洪水较小，推求的Z限较高。也就是抬高了汛期限制水位，可多蓄水兴利。这种途径常用于有实测资料的大中型水库。

通常泄洪建筑物都设置有闸门。只有在控制泄洪情况下，才能制定分期防洪限制水位，在非主汛期提高防洪限制水位，以增加兴利蓄水。在水库管理中，根据工程情况往往确定了水库允许的最高水位Z允，来推求防洪限制水位。Z允可能大于、等于或小于水库设计洪水位Z设。为了避免试算，可从Z允开始向下调洪计算，这种方法称为调洪逆运算。若用前述的调洪运算方法，则需假设起调水位并往上调洪计算，看所得的最高水位是否与Z允相符，如果不符则重新假设起调水位再算，直至相符为止，此时的起调水位即为Z允条件下的Z限。

为了说明不同情况下的调洪逆运算，下面分别举例说明无闸门控制自由泄流情况下的逆运算和有闸门分级控制情况下的调洪逆运算。

【例9-11】某年调节水库，百年一遇设计过程资料列入表9-18中第①、第②栏，水位—库容关系及q=f（V）关系曲线如图9-19，或点绘成Z—q关系曲线，见图9-24中的线1。水库溢洪道为无闸门控制的实用堰，堰宽70m，堰顶高程与正常蓄水位59.98m齐平。当Z允=62.52m，水库溢洪道自由泄流时，试用调洪逆运算法推求相应于Z允的防洪限制水位Z限。

解（1）计算并绘制调洪辅助曲线。如图9-24所示，图中线2为Z—（V/Δt-q/2）关系曲线，线3为Z—（V/Δt+q/2）关系曲线，计算方法同前。

图9-24　调洪逆运算辅助曲线

1—Z—q曲线；曲线；曲线

（2）由Z允开始作调洪逆运算求Z限。见表9-18，其计算步骤为：

1）若水库Z允=62.52m，相应的q允=588 m3/s。因在q允时库水位最高且入库流量等于出库流量，故应将Z允填写在表9-18第⑦栏中q允最接近的时段，即（6～7）时段。库水位（6～7）时段达到Z允，因此，从（6～7）时段末库水位为62.52m开始逆运算。(www.daowen.com)

2）逆运算的公式为水量平衡方程式：

式中各项含义同前。由Z允=62.52m，查Z—（V/Δt+q/2）曲线得（V2/Δt+q2/2）=6318（m3/s），填入表9-18第⑤栏（6～7）时段；由得时段初的（V1/Δt-q1/2）值，填入表9-18第⑥栏；由（V1/Δt-q1/2）=5744（m3/s），在Z—（V/Δt-q/2）曲线上查得时段初的库水位Z1=62.45m，填入表9-18第⑦栏。

表9-18　某水库推求防洪限制水位的调洪逆运算表（自由泄流，P＝1%）

3）重复上述步骤进行下一个时段的计算，将62.45m当成下一个时段末的库水位Z2；查Z—（V/Δt+q/2）曲线得（V2/Δt+q2/2）=6250（m3/s），填入表9-18第⑤栏（5～6）时段；由，查Z—（V/Δt-q/2）曲线得Z1=62.25m，填入表9-18第⑦栏。

4）按上述步骤计算至库水位上升为止，第⑦栏中的最低水位即为防洪限制水位Z限=59.87m，该值就是相应于Z允=62.52m在自由泄洪情况下的Z限。

【例9-12】资料同[例9-11]，若Z允=62.52m，相应于下游防洪要求的水库防洪高水位Z防=61.91m，下游防护对象要求按q安=50m3/s控制泄流，当水库溢洪道分级防洪控制时，用调洪逆运算法推求分期防洪限制水位Z限，并绘制防洪调度图。

解 本例属水库缺乏资料的情况，推求分期防洪限制水位采用不同防洪设计标准的途径。汛期划分为初汛期、主汛期、尾汛期，见表9-17，水库设计洪水标准主汛期P=1%，初汛期、尾汛期P=2%；水库下游防洪标准为P=10%。

当水库水位高于Z防时，溢洪道自由泄流；当库水位低于Z防时，溢洪道泄流控制为q安=50 m3/s。

（1）推求主汛期P=1%洪水时的Z限。调洪逆运算见表9-19，其步骤如下：

表9-19　某水库推求防洪限制水位的调洪逆运算表（分级控制泄流，P＝1%）

1）从库水位Z允=62.52m开始向下运算，溢洪道为自由泄流，计算方法同[例9-11]。

2）当库水位算至62.25m时，即将接近Z防=61.91m，则应按下游防洪要求q安=50 m3/s控制泄流。由62.25m查图9-24中Z—q曲线得q1=512m3/s，则V1/Δt=（V1/Δt-q1/2）+q1/2=5512+512/2=5768（m3/s），即下一个时段末的V/Δt值，填入表9-19第⑧栏。

3）按控制泄流的水量平衡公式填入表9-19第⑧栏。下一个时段末V/Δt值为：4915-1068+50=3987 m3/s，连续运算得出第⑧栏中的最小值V/Δt=2312 m3/s。

4）由最小库容V=2312Δt=2312×3600=832（万m3），查库容曲线得Z限=58.28m。

（2）推求初汛期、尾汛期P=2%入库洪水的Z限。用分级防洪控制，从Z允=62.52m开始向下调洪逆运算，其计算方法同表9-22，求得初、尾汛期的Z限=59.72m。

（3）绘制防洪调度图（图9-23）。设计洪水位62.52m、防洪高水位61.91m、正常蓄水位59.98m为已知，初、主、尾汛期的Z限为本例计算结果。以防洪调度图作为指导水库汛期防洪运用的基本依据，一般情况下，当库水位低于防洪限制水位时，按兴利要求供水不泄洪；当库水位在Z限与Z防之间时，按下游防洪控制点的安全泄流量泄洪；而当库水位高于Z防时，则按第二级防洪要求自由泄流。由于防洪调度图是在一定设计条件下制定的，它不能包括防洪调度中的许多细节情况和具体措施，故还需拟定各种频率洪水在不同库水位时相应的蓄水、泄水、闸门开启操作程序等调度规则。

3.水库防洪调度方式

防洪调度图虽能表示汛期内各时期水库应预留的防洪库容，但是洪水来临时，水库应考虑上下游的防洪要求、水文预报的可靠程度、洪水特性及泄洪设备使用情况等因素，并据此拟定合适的调度方式。

当下游无防洪任务时，常用的水库调度方式有两种：①溢洪道上无闸门控制的情况，汛期防洪限制水位一般与溢洪道堰顶齐平，库水位超过溢洪道堰顶高程时水库就开始自由泄洪，下泄流量的大小取决于库水位的高低；②溢洪道上有闸门控制的情况，这时的水库调度方式有闸门逐渐开启（当水库闸门开启到汛期限制水位时全部提开，自由泄流）和闸门一次性全开两种。

当水库担负有下游防洪任务时，水库就存在着两种防洪标准：水库本身的防洪标准和下游防护对象的防洪标准。这时水库常见的调度方式有：

（1）固定泄量。当水库距下游防护对象很近，区间洪水较小时，就可采用固定下泄流量的调度方式，即下泄流量不超过下游防护对象要求的安全泄量，当然这个安全泄量可根据防护对象的重要程度分为几个级别，不同时期采用不同的标准，但注意级别不要划分太多。

（2）补偿调节。当水库距下游防护对象较远，区间洪水较大不可忽略时，汛期区间洪水大时，水库少放水，区间洪水小时水库多放水。补偿调节就是控制水库泄流量与区间流量之组合流量不超过下游防护对象的允许泄量。