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水 利 学 报

2022 年 2 月 SHUILI XUEBAO 第 53 卷 第 2 期

文章编号：0559-9350（2022）02-0127-12

一种湖泊分级分期旱限水位确定与动态控制方法

周建中 ，刘志明 ，娄思静 ，黄 雯 ，效文静 ，武慧铃 1.2
1，2
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（1. 华中科技大学 土木与水利工程学院，湖北 武汉 430074；
2. 华中科技大学 数字流域科学与技术湖北省重点实验室，湖北 武汉 430074）
摘要：在抗旱领域，我国至今尚未建立起可用于抗旱应急管理工作的水位（流量）等干旱特征指标，水文报旱、旱
情预警、抗旱会商、应急响应、水量调度等抗旱应急管理工作往往缺乏科学依据。在 2011 年水利部制定的《旱限
水位（流量）确定办法》中，首次提出了旱限水位的概念，但没有具体针对湖泊制定旱限水位确定方法，且参照江
河和水库旱限水位确定方法，全年采用唯一的旱限水位作为干旱预警指标，缺少分级、分期标准，实际运用中缺
乏可操作性。为此，本文综合考虑不同时期生产、生活、生态用水需求优先级和保障等级的差异性，结合湖泊来水
特征，制定了湖泊旱限水位分级、分期标准，针对不同湖泊类型，建立了一套通用的湖泊分级分期旱限水位确定方
法，并在此基础上提出一种实用性较强、可靠性较高的湖泊旱限水位预警与动态控制方法，为旱灾防御指挥决策提
供科学依据和技术支撑。本文提出的湖泊分级分期旱限水位确定与动态控制方法在洪湖试点得到了成功应用。
关键词：湖泊旱限水位；分级分期；旱灾防御；动态控制
中图分类号：P333.3 文献标识码：A doi：10.13243/j.cnki.slxb.20210652

1 研究背景

［1］
受特定自然地理及气候条件影响，我国是世界上干旱灾害最为频繁且损失严重的国家之一 。近
年来随着全球气候变暖影响加剧，我国干旱极端事件日益增多，2000 年以来年平均干旱成灾率超过
［2］
50% ，给我国经济社会发展和生态环境保护造成了巨大损失。世界气象组织、美国气象学会在总结
［3］
各种干旱定义的基础上将干旱分为气象干旱、农业干旱、水文干旱和社会经济干旱四类 。为应对干
旱，管理部门通常制定干旱计划，主要包含监测和预警、风险评估、缓解和应对三个部分，其中预
警是启动抗旱救灾的前提。学者们提出了帕尔默干旱严重程度指数（PDSI）、地表水供应指数（SWSI）
和标准化降水指数（SPI）等干旱指标进行干旱预警 ［4-5］ 。
长期以来，我国没有建立可用于抗旱应急管理工作的水位（流量）等干旱特征指标，水文报旱、
旱情预警、抗旱会商、应急响应、水量调度等抗旱应急管理工作往往缺乏科学依据，存在抗旱减灾指
挥决策时机把握不准或应急响应过度的问题。2011 年，国家防办及水利部水文局制定《旱限水位（流量）
［7］
确定办法》 ，首次提出了旱限水位的概念，旱限水位指江河湖库水位持续偏低，流量持续偏少，影响
城镇生活、工农业生产、生态环境等用水安全，应采取抗旱措施的水位。旱限水位的确定应综合考
虑江河湖库的主要用水需求，以其最高（大）需求值作为确定依据，以便及时启动抗旱应急响应 ［6-7］ 。
［7］
目前旱限水位研究成果总体尚少，且主要集中在水库。在《旱限水位（流量）确定办法》 中，水库
旱限水位的确定主要以一月或数月（干旱预警期）滑动计算的水库应供水量（用水需求与设计来水之
差）最大值作为确定依据，全年采用唯一旱限水位值，在实际应用时忽略了水库供需水动态匹配过

收稿日期：2021-07-19；网络首发时间：2022-02-25
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网络首发地址：http：/kns.cnki.net/kcms/detail/11.1882.TV.20220223.1750.001.html
基金项目：国家自然科学基金重点项目（52039004；U1865202）；全国江河湖库旱限水位（流量）确定试点（2019-000011-76-01-00093）
作者简介：周建中（1959-），教授，博士生导师，主要从事水资源复杂系统优化理论与方法研究。E-mail：jz.zhou@hust.edu.cn
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