李纯龙[1]2016年在《长江上游大规模水库群综合运用联合优化调度研究》文中研究指明长江上游金沙江、雅砻江、大渡河、嘉陵江、乌江等干支流雨水充足,水能丰富,是我国的战略水源地和大型水电基地。为合理开发利用流域水资源,长江上游干支流兴建和规划了一大批控制性水库,以确保中下游地区防洪安全,满足发电、供水、航运、生态等用水需求。随着这些控制性水库的建成投运,长江上游干支流水库群联合运行将成为必然选择。然而,长江上游水库群联合调度具有系统规模庞大、调度目标多样、约束条件复杂、水库调节性能各异等特点,是一类典型的高维、非线性、强耦合、多目标优化问题,难以通过传统的水库调度理论与方法加以解决。为此,本文围绕长江上游大规模水库群综合运用联合优化调度面临的若干关键科学问题,以流域水资源高效利用为目标,结合水库调度、水资源配置、系统分析和优化决策理论及方法,对综合运用需求下长江上游大规模水库群联合调度建模、求解和应用开展了深入研究,取得了一些理论研究和工程应用方面的重要成果,并在长江上游金沙江调控中心和华中电网调度中获得应用,主要成果包括：(1)针对叁峡梯级汛期面临的防洪、发电、航运等调度需求,研究工作从综合效益最大化的角度,考虑梯级水库现有中小洪水运用研究成果,提出了基于运行水位-入库流量-下泄流量边界的防洪规则,推求了下泄流量-通航保证率间的映射关系,建立了基于多目标优化调度的汛期综合运用模型,进而制定了6种不同的汛期综合运用方案,并结合梯级水库设计方案和2009年优化调度方案,进行了实测径流、典型洪水和设计洪水下梯级水库汛期调度方案的模拟验证。结果表明,与已有调度方案相比,基于下游防洪>航运>发电目标次序的汛期综合运用方案,能够在不增加防洪风险的情况下,有效提高梯级水库汛期的通航保证率和总发电量。(2)围绕流域大规模水库群联合发电调度和模型求解问题,综合考虑各水库自身运行约束以及水库群间复杂水力、电力联系,建立了大规模混联水库群联合发电优化调度模型,并基于大系统分解协调和离散微分动态规划方法,利用随机策略生成水库调度初始解,提出相对水头系数确定子系统间协调因子,采用自适应廊道和偏廊道技术加快收敛速度,获得改进的LSSDC-DDDP混合优化方法,进行大规模水库群联合优化调度模型的高效求解。长江上游控制性水库群联合调度结果表明,改进的混合优化方法具有很好的收敛速度和优化效果；同时,水库群联合调度能够充分发挥流域库容补偿和水文补偿作用,从而有效提高梯级总发电量。(3)为实现长江上游干支流地区的水资源优化配置,研究工作考虑流域内已建和规划的控制性水库,合理利用水库群的兴利库容进行径流和供水调节,并结合流域内各种用水需求和水库综合运用需求,以流域供水缺额最小和水库群发电量最大为目标,建立了面向水资源优化配置的水库群联合调度模型。根据长江上游用水需求变化和水库群建设情况,分别从2015水平年和2025水平年的角度,进行了不同方案下长江上游水资源配置模拟。结果表明,流域大规模水库群联合调度能够在提高发电和生态效益的同时有效降低流域总供水缺额；此外,长江上游嘉陵江和岷沱江流域水资源供需矛盾突出,可以考虑节约用水和修建水利工程的措施加以解决。(4)为探究长江上游干支流水库群联合发电调度补偿效益及补偿规律,研究工作以雅砻江、金沙江、大渡河、乌江和长江干流大型水库为对象,考虑水库所属子流域及其调度业主,分别制定了单库优化调度、梯级水库联合调度和大规模混联水库群联合调度方案,并通过不同联合调度方案的长系列历史径流调度模拟,研究了梯级水库群联合调度中上下游水库间补偿关系,以及长江上游不同梯级联合调度方案下梯级间补偿与互补规律。在此基础上,考虑个体参与联合调度的贡献值大小,提出补偿-受益对等的改进贡献系数法和Shapley值法,进行了水库间和梯级间联合调度补偿效益分配,以充分调动水库业主参与水库群联合调度的积极性。
刘攀[2]2005年在《水库洪水资源化调度关键技术研究》文中进行了进一步梳理充分利用洪水资源是实现由控制洪水向洪水管理转变的重要途径与方法。进行水库洪水资源化调度,是洪水资源化的重要组成部分,具有重大的理论与实践意义。论文围绕水库洪水资源化调度问题从叁方面进行探讨研究:①就水库运行管理中最为关键、敏感的汛限水位设计运用问题,探讨分期汛限水位、汛限水位动态控制的理论与方法;②就水库汛末蓄水问题,探讨开始蓄水时间选定和相应的蓄水方式;③就水库防洪调度中闸门约束、气候变化和人类活动影响等带来的不确定性问题,探讨洪水资源化调度中的风险分析方法。论文以叁峡、隔河岩水库为背景进行了实例研究,主要工作和创新点如下: (1)回顾了国内外水库调度研究中,在汛期分期、分期汛限水位、汛限水位动态控制、优化模型、模拟模型、遗传算法以及神经网络应用等方面的研究现状与进展。 (2)应用变点分析理论,提出了基于日最大值取样的均值变点分期模型、基于超定量取样的概率变点分期模型以及基于年最大值取样的概率变点分期模型,通过统计试验,验证了各模型的可行性,经比较分析得出了基于超定量取样的概率变点分期模型在水库汛期分期计算中具有较好的无偏性和有效性。叁峡水库和隔河岩水库汛期分期应用计算结果表明,该法可得到合理、准确的分期,在一定程度上克服分期的主观性。 (3)探讨了不同时间长度风险的变换与估计方法;根据年防洪标准和分期防洪标准之间的关系,指出了分期汛限水位设计中存在的最优化问题。基于分期设计洪水调洪演算结果,以各分期风险之和不高于年防洪风险构造约束条件,而目标函数为兴利效益最大化,提出了基于调洪演算的分期汛限水位优化设计模型。计算结果表明,模型通过在主汛期适当降低汛限水位获取较大的防洪效益,换取在其他分期较大幅度的抬高汛限水位以大增幅增加兴利效益,可在不降低水库年防洪标准的前提下,实现洪水资源利用的最大化。 (4)以不降低水库防洪标准为前提,挖掘最大的兴利效益为目标,基于模拟实测资料,提出了另一种优化设计分期汛限水位的模型。该模型根据不同时间长度的防洪风险的变换原理,从模拟实测流量资料入手,以时段防洪风险不高于原设计的风险建立约束条件,理论上可满足防洪标准不降低的要求。采用改进的多目标遗传算法寻优计算,一次交互即可获得优化问题的非劣解集,并以叁峡水库为背景,以防洪、发电和航运等为目标,进行了分期汛限水位与汛末蓄水时间选定优化设计研究,可结合偏好,灵活的得到合理可行的决策方案。 (5)提出了基于防洪风险调度模型的汛限水位动态控制方法。该防洪风险调度模
曹永强[3]2003年在《汛限水位动态控制方法研究及其风险分析》文中研究指明我国广大的北方流域水资源十分贫乏，随着国民经济的不断发展，水资源供需矛盾日益尖锐。水资源短缺不但制约了社会经济的发展，也造成了严重的生态环境问题，解决这些矛盾的途径有两个：一是开源节流；二是对有限的水资源进行优化配置，这两个方面相辅相成，促进区域的可持续发展和水资源的可持续利用关键是如何合理地调控水资源。汛限水位静态控制造成洪水资源的大量浪费，对北方流域汛期实施动态控制汛限水位是提高洪水资源利用的关键。动态控制汛限水位决策过程中普遍存在大系统、多目标决策、风险决策、群决策等特点，研究这些特点对开展水资源优化配置决策具有十分重要的理论意义与实践价值。 在水库实时调度过程中，汛限水位是一十分重要、敏感的指标，它直接影响着合理解决水库防洪与兴利之间的矛盾。因此根据工程实际要求，科学描述水库汛期，合理确定水库汛限水位，研究汛限水位实时控制方法，建立切实可行的水库汛限水位控制模式等，是当务之急。 汛限水位动态控制方法属于水库风险调度的非工程措施范畴，通过分析流域洪水的成因和库区降雨及致洪规律，结合水库的蓄泄能力，积极慎重的利用水文气象预报信息，研究既能满足防洪要求，又可充分利用洪水资源的可操作性的调度方法，利用水文系列的连续演算方式推求汛限水位的变化范围，提出使用汛限水位上下限的原则，达到风险较小、效益较大的目的。为此，本文在水文水资源有关理论、模型与方法的基础上，研究了水库调度中动态控制汛限水位动态控制问题，其主要内容如下： (1)论述了汛限水位动态控制方法相关领域的国内外研究现状和发展趋势，提出了本文的研究背景和主要研究内容。 (2)水库汛限水位动态控制中的风险主要来自洪水预报和降雨预报的误差，其次来自决策者的决策误差。为此，客观的分析与认识流域洪水预报和短期降雨预报精度是水库汛限水位动态控制的关键问题之一。结合实例分析了水文气象预报信息和洪水预报信息在汛期限制水位动态控制中应用的可能性和水库汛限水位动态控制的条件。 (3)为改变水库汛期弃水而汛后又缺水的矛盾局面，调整现行水库固定时间固定汛限水位的调度方式，利用短期气象预报和洪水预报信息，在不改变现有防洪标准的前提下研究防洪预报调度方式，实现防洪与兴利效益的转换，提高洪水资源的利用率。 (4)利用水库的设计洪水资料和工程的现有泄流设备，在保证大坝安全的前提下，利用工程措施和非工程措施首先确定出各种方法的极限允许起调水位。然后进行分析处理，依据各方法计算出的汛限水位域值，应用包线法确定其上下限值，即所谓的汛限水位允许动态控制范围。最后对包线法确定的上限值进行风险分析，为调度人员在实际操作中提供决策依据。 水库汛阳水位动态控制方法研究及其风险分析 ⑤根据水库流域天气预报、流域前期降雨、水库蓄水、水库泄水能力和防洪兴利要求，利用水库汛限水位变动范围，结合洪水预报和短期降雨预报模型，研究水库汛限水位动态控制方法。主要研究了预蓄预泄的汛限水位控制法和模糊推理模式的汛限水位控制方法。 （6）动态控制汛限水位问题，风险越大，可能的效益益也越大，在这种情况下，往往不能以风险最小作为决策选择的依据，应在风险和效益分析和比较的基础上合理控制风险的程度，最大限度地趋利避害。为此本文首先给出了动态控制汛限水位风险的定义以及风险率的计算模型，然后从定性分析和定量计算两方面对动态控制汛限水位问题进行风险分析，最后给出决策失误后降低风险损失的措施。 门）最后对全文作了总结，并对有待进一步研究的问题进行了展望。
张瑶兰[4]2006年在《模糊数学在梯级水库防洪调度决策中的应用研究》文中研究说明针对我国目前一方面存在着水资源供需矛盾日益尖锐,另一方面又存在着汛期大量洪水资源浪费的现象。本文从叁方面考虑:科学描述汛期划分;在汛期分期的基础上,对经验隶属函数进行曲线拟合得到理论隶属度,其为防洪限制水位线提供理论支持;对主汛期的多目标梯级防洪调度有限方案进行模糊优选最优方案,以提高洪水资源利用程度率。 本文在乌江梯级水库防洪调度决策实例中,引用模糊数学进行分析。研究内容如下: (1)应用模糊集合分析、模糊聚类法进行乌江流域汛期划分,并对这两种方法划分汛期的结果进行对比,最终确定一个合理的流域汛期划分区间; (2)在经验隶属函数的基础上进行曲线拟合,得到的日理论隶属度为防洪汛限水位提供了权重; (3)针对主汛期梯级水库防洪调度多目标决策属性,建立梯级水库防洪调度多目标模糊优选模型,进行实例研究。 实例应用证明,将模糊数学引入到梯级水库防洪调度决策中研究,体现了其优越性。
周研来[5]2014年在《梯级水库群联合优化调度运行方式研究》文中研究指明水库洪水资源化可充分利用现有的水利工程条件,完善调度方案和操作规程,可达到防洪减灾、减少弃水、增加供水的目的,是实现水利发展的一条非工程措施,为加快水利发展提供“软实力”。论文以叁峡水库、溪洛渡水库、向家坝水库、清江梯级水库和丹江口水库为研究背景,开展了水库优化调度规则和洪水资源调控技术研究与应用,其中包括水库群发电优化调度不确定性分析、水库群优化调度函数研究、水库群汛限水位联合运用和动态控制、梯级水库汛末联合蓄水调度研究和水库多目标优化调度图对气候变化的自适应研究。论文的主要工作和创新点如下：(1)阐述了洪水资源化研究目的和意义,综述了水库优化调度规则提取、水库中小洪水动态调度和水库汛末提前蓄水调度的研究进展,提出了现有相关研究存在的问题。(2)探讨了水文预报误差、泄流能力、水位-库容关系不确定性、汛限水位分期控制及不确定性组合情况对水电站群长期发电优化调度的影响,采用随机模拟法模拟不确定性因素,应用逐次优化法(POA)计算各种不确定性情况下的优化调度结果。以叁峡水库与清江梯级水库为例,计算结果表明,对水库优化调度的影响较显着的为水文预报误差、水位-库容关系的不确定性和汛限水位的分期控制,影响较小的为水库泄流能力的不确定性；汛限水位分期控制对水库优化调度的影响表明,挖掘水库洪水资源化“潜力”的最佳时机为前汛期与后汛期。(3)对叁峡水库与清江梯级水库组成的混联水库群进行结构分析,其中单一水库采用水量调度函数模拟指导水库运行,梯级水库以时段末总蓄能最大为目标函数将能量调度函数的因变量总出力在各库水电站之间进行优化分配,指导梯级水库调度运行。实例应用结果表明,相比常规调度方案,双量调度函数能显着增加混联水库群的兴利效益,减少弃水,提高水资源的利用效率。(4)建立了水库群汛限水位联合运用和动态控制模型,在不降低水库群防洪标准的前提下,最大限度地发挥水库群兴利效益。以叁峡梯级和清江梯级组成的混联水库群为例,分别按照原设计方案、梯级汛限水位单独运用方案、库群汛限水位联合运用方案进行调度运行。应用结果表明,开展混联水库群汛限水位联合运用调度,可显着提高水库的综合利用效益,提高了洪水资源利用水平。进一步建立了长期与短期调度规则耦合的梯级水库汛限水位实时动态控制模型,在不降低原有防洪标准的前提下寻求综合利用效益最大的梯级水库汛限水位实时动态控制方案。以清江梯级水库为例,应用结果表明,相比未耦合长期调度规则的梯级水库汛限水位动态控制方案和原设计方案,提高了梯级水库发电量和洪水资源利用率,为研究水库群洪水资源化提供了一种新的思路和方法。(5)建立了梯级水库联合蓄水调度模型。模型主要包括叁个模块：防洪风险分析模块、蓄水效益模块和多目标评价模块。以溪洛渡-向家坝-叁峡水库为例,应用结果表明,最优同步蓄水方案和最优异步蓄水方案,均可不降低原防洪标准,提高梯级水库群的综合效益,前者的发电效益较优,而后者的蓄水效益较优。该模型可协调好防洪、发电、蓄水目标之间的矛盾,为实现梯级水库蓄水时机与蓄水进程的协同优选,提供了多目标决策方案。(6)建立了水库调度图对气候变化的自适应模型。该模型主要包括以下叁个模块：天气发生器模块；分布式可变下渗能力水文模拟模块；优化调度图模块。以丹江口水库为例,多目标优化调度方式与常规调度方式相比,在不降低防洪标准的前提下,生态供水保证率、多年平均生态供水量和多年平均发电量均得到了提高,且对下游供水量和南水北调工程调水量影响不大。
谢国琴[6]2006年在《干旱区水库防洪风险分析研究》文中认为水资源是人类生存和发展的物质基础,随着社会经济的发展,对水资源的需求也会越来越高。在干旱区水资源量不足,分布不均,河流的径流量主要集中在汛期,水库作为重要的水利工程,存在着洪水资源化的问题。但从洪水资源安全利用的角度,非常有必要对兼顾水库兴利的防洪风险进行分析评价。本文在学习和借鉴前人研究成果的基础上,结合干旱区水库的特点,以新疆玛纳斯河夹河子水库为例进行了水库防洪风险分析的实际应用研究。夹河子水库地处我国西北干旱区,主要承担防洪及灌溉任务,2003年除险加固完成后,水库的泄流能力及大坝安全都有很大程度的提高,为水库抬高汛限水位,实现洪水资源化创造了条件。本文根据洪水出现时间,将水库的汛期分为春汛和夏汛,并采用成因分析、数理统计、模糊分析等方法又夏汛细分为主汛期和后汛期。对水库春汛的防洪风险进行了定性分析。水库夏汛时间长,洪量大,是水库确保防洪安全和实现兴利效益的关键时期。通过分析水库的工程条件与安全运行情况,拟定了可能的汛限水位方案集,采用随机模拟和频率分析的方法计算出了水库在各种汛限水位方案下的防洪风险率。分析发现,水库实现分期汛限水位控制,可以在不增加水库防洪风险的同时提高水库的兴利效益,抬高水库的汛限水位,防洪风险率会增加,但由于水库的下泄能力较大,在常遇洪水情况下其防洪风险率增加幅度并不会很大。最后构造了考虑水库防洪风险和兴利效益两个目标的模糊分析模型,优选了汛限水位。本课题来源于国家十五科技攻关项目“玛纳斯河流域水资源安全与可持续利用模式研究”(2002BA901A37)以及新疆生产建设兵团防汛抗旱指挥部项目“水库汛限水位动态控制研究”的部分内容。
张弛[7]2005年在《数据挖掘技术在水文预报与水库调度中的应用研究》文中认为数据挖掘作为知识发现过程中的重要步骤,是从大型数据库及数据仓库中提取未知的、有价值的和可操作性的关系、模式和趋势用于决策支持的过程。我国目前在防洪领域存在着大量水文数据、水库调度数据和预报成果数据,如何充分有效地利用各种智能算法对这些数据进行分析与挖掘,以形成相应的水文预报、水库调度模型进行准确的预报、合理的调度,是一项具有重要的意义的工作。本文结合数据挖掘中的聚类、分类、关联分析等方法特点,着重探讨了在水文预报、水库调度、组合预报中的应用。同时为了使数据更高效地进行挖掘分析,对水文数据仓库的结构与应用进行探讨与设计,将其与各种数据挖掘应用形成一个水文数据挖掘体系。研究内容和成果概述如下: (1) 针对以数据挖掘为基础的预报与调度的特点,结合我国的防洪减灾实际,建立面向预报、调度等不同主题的水文数据仓库的结构模型,并对其结构、功能、数据存储模型和实现技术进行研究,从而对海量水文信息进行管理与分析,为以数据挖掘为基础的预报、调度体系提供数据支持和提高挖掘效率。随后建立包括数据层、组织层、挖掘层和决策层的水文数据挖掘体系,各层承担着水文数据挖掘不同阶段的任务,从数据预处理、数据挖掘到知识表达,形成了一个完整的系统体系。 (2) 以水文预报中实践性很强的河道洪水传播为例探讨基于数据挖掘的水文预报模型。利用水文数据仓库对流域河道洪水数据进行数据预处理,同时利用T-S模糊推理模型提出一种根据上游各支流条件模糊推理下游流量的方法,针对模糊推理中随着推理条件增多而形成的“维数灾”问题,利用数据挖掘的关联规则分析方法确定历史数据中频繁出现的上游条件组合(即推理规则),将洪水传播中的低流量组合和极少出现的组合规则进行合并或删减,然后利用优化模型分析历史数据确定的规则集在模糊推理中的参数,最终形成基于模糊推理与关联规则分析的洪水传播模型,提高了高流量条件下的预报精度。 (3) 不同的水文预报模型有着不同的特点,很难有适用各种情况的“全能预报模型”。针对这一问题,提出了基于多目标模糊优选的组合预报模型,将多种模型预报结果的洪峰、峰现时间、流量过程的相对误差作为模糊优选的指标,通过对历史预报数据的模式识别分析,得到各种预报模型在不同情况下的适用度,然后在实时预报中根据条件及各种模型的适用度进行组合预报,得到比单个预报模型更合理的预报结果。 (4) 针对目前水库调度技术中的分类调度、扩大调度信息源等研究热点,提出一种利用数据挖掘技术分析历史水文数据与历史调度数据,从而生成调度规则的方法:决策树水库调度模型,该模型将生成的调度结果以调度树的形式表达。作为数据挖掘的结
李伟[8]2009年在《人类活动对洪水预报影响分析及防洪调度研究》文中提出我国不仅洪涝灾害频繁,洪灾损失严重,而且缺水问题突出。充分发挥水利工程特别是水库的作用,在确保防洪安全的前提下,开发利用洪水资源,减害增利,更好地促进人与自然和谐共存,是减少洪涝灾害、缓解水资源危机的重要措施。本文结合国家自然科学基金项目“水库汛限水位动态控制及其风险分析理论与方法研究”、“吉林省丰满水库流域小水库塘坝对水库来水的影响分析研究”课题、“大连市碧流河水库下游河道防洪能力分析研究”课题,重点研究人类活动影响下的水文效应,并将其引入概率洪水预报之中,提高了洪水预报精度;将水库下游河道过流能力变化的特性引入到水库防洪预报调度方式的制定中,使防洪预报调度方式更加贴近于实际;考虑洪灾损失指标,利用可变模糊优选模型分别选出了河道防洪工程措施最优方案和水库汛限水位动态控制最优方案,为河道防洪和水库实时调度提供了决策支持。(1)人类活动对流域水循环影响不断加重,迫切需要量化人类活动对水文预报的影响程度。针对该问题,首先分析了碧流河水库流域和丰满水库流域受人类活动影响的程度,得出前者受人类活动影响较小,后者受影响较大的结论。然后通过对流域下垫面变化、水利工程建设运行情况的分析,获得人类活动对流域水循环影响的变点,并采用降雨径流趋势分析的方法对变点进行验证,利用数据挖掘方法分析变化后人类活动影响下的水文效应。以受人类活动影响显着,且多数水库运行资料短缺的丰满水库流域为研究背景,建立了基于决策树技术的场次洪水拦洪比推理模式,并利用T-S模糊推理方法对推理模式进行了验证。结果显示两种方法所建推理模式基本一致,利用决策树建立的推理模式可信度较高。应用该模式对流域场次洪水洪量预报修正的效果较好,其结果可用于指导实际洪水预报。(2)提出了考虑人类活动影响的贝叶斯概率洪水预报模型,该模型通过人类活动影响下的水文效应推理模式推求获得场次洪水拦洪比及拦洪过程,利用场次洪水拦洪过程对原预报方案预报结果进行实时校正。模型利用贝叶斯分析对原预报方案预报结果的后验分布函数进行转换,利用马尔科夫链蒙特卡洛方法对高维分布函数进行吉布斯抽样模拟,通过大量迭代得到该分布函数的特征值与期望值,期望值即为概率预报的结果。抽样过程中分别考虑了人类活动影响的下限、上限和最可能实时校正作用。以丰满水库流域为例的验证结果表明,该模型可行而且实用,预报精度相对较高。人类活动水文效应对洪水峰值预报影响较大,而对洪水峰现时间预报影响相对较小。(3)以碧流河水库下游河道及防护区城子坦镇为研究背景,针对缺乏实测流量资料的水库下游河道,利用一维河网水力计算软件MIKE11建模,模拟计算了多种工况(不同河床糙率系数、潮汐)条件下水库下游河道的过流能力,并利用HydroInfo水力计算软件进行了对比验证。分析了河床糙率系数和潮汐对河道过流能力的影响程度,得出河床糙率系数对于全河道过流能力较敏感,潮汐对于入海口河段影响较大的结论。水库下游过流能力研究成果是考虑下游河道过流能力的水库防洪调度研究的基础。利用一维、二维河网水力计算软件MIKE11、MIKE21建模,模拟分析了水库下游城镇在超标准洪水作用下的淹没状况。采用分类洪灾损失评估方法对淹没损失进行了评估,为水库汛期风险管理提供指标数据。基于B/S模式设计开发了水库下游防洪信息服务系统,为水库河道联合调度提供信息支持。(4)针对下游有防护任务且防护目标距离入海口较近的水库,由于受堤防、河床糙率、潮汐的影响,其下游河道的过流能力较设计值(设计值偏安全地考虑了河床糙率、入海口潮汐变化影响)有较大的变化,而已有的预报调度方式大多是将其概化为定值进行设计的,并没有考虑河道过流能力变化特性的实际情况,以碧流河水库为研究背景,制定了基于下游河道过流能力分级的预报调度方式。该方式以考虑预报误差的累积净雨、入库流量和下游河道的过流能力为调度判别指标,将过流能力从以往大多采用的单纯约束提升到动态变化过程,更加贴近现实。随后的实例分析阐述了分级预报调度方式的制定过程,并通过对3场不同类型洪水的调节验证了该预报调度方式的可行性与合理性。(5)以碧流河水库及其下游河道、防护区城子坦镇为研究背景,应用可变模糊优选模型分别对河道防洪工程措施方案与水库汛限水位动态控制方案进行了优选。从防护区淹没状况、社会、经济和生态多角度出发,将淹没面积、淹没最大水深、淹没经济损失、工程建设费用、社会和谐度和生态环境影响系数确定为工程措施方案优选指标。优选结果表明,加固险堤,疏浚防洪标准较低的部分河道,使下游防洪标准洪水达到18年一遇这一方案最符合当地的实际情况。在分析水库汛限水位动态控制影响因素的基础上,建立了汛限水位动态控制方案优选评价指标体系。分析计算了在水库汛限水位抬高的情况下,下游城镇发生超标准洪水时的淹没损失。结合水库防洪风险、年平均发电量、洪水资源利用率及供水保证率可靠度四项指标,确定了水库在实时调度阶段汛限水位动态控制的满意决策方案。最后,对全文进行了总结,并对有待进一步研究的问题进行了展望。
孙海洲[9]2009年在《水库汛限水位的多目标决策和风险分析》文中研究指明我国面临着水资源短缺的严重问题,随着国民经济的快速发展和人口不断增加,这一问题愈来愈突出。由于各种不确定、非线性、多变量因素致使水库优化调度问题很复杂,致使在汛期水库的防洪和兴利这一对矛盾尤为突出。本文以洪水资源化研究为背景,以水库汛期抬高汛限水位的多目标决策和风险分析为主题,在综合分析现有研究成果及其所存在问题的基础上进行如下工作:采用分期分级模糊控制水库汛限水位提高其综合经济效益;对不同汛限水位的水库调度方案进行多目标决策,科学地选择调度方案;对水库调度方案的风险效益进行分析,从而使水库在适当的防洪安全前提下发挥出最大的兴利效益,为科学合理地调度水库提供了理论依据。本文主要研究内容和研究成果分述如下:1.概述了水文预报、水库水资源优化调度、水库调度风险分析的研究现状与进展。在水库流域由于下垫面情况变化、人类大规模取、用、耗、排水资源及全球气候变化对水资源的影响,使水库的来水径流序列与设计状况发生了不同程度的变化。作为对气候变化流域下垫面情况改变及人类强烈活动的适应性对策,提出了需要在原来水文系列基础上重新统计延长流域洪水频率,使水文统计结果更真实地反映已发生变化的水库径流。2.提出了分期分级模糊控制水库汛限水位的方法。该方法对汛期水库设计洪水频率进行模糊分期,在不同分期采用不同的汛限水位,从而在不增加防洪风险的情况下提高了水库的经济和社会效益;当实际洪水频率小于水库设计洪水频率时,再进一步抬高汛限水位,即所谓分级抬高汛限水位。为了使各分期的洪水设计频率等于设计洪水频率,需校核各分期的洪水设计频率。提出了采用跨期最大洪水频率计算各分期的洪水频率的新方法,以求得主汛期以外的其它各分期洪水设计频率等于按年最大洪水频率计算的主汛期洪水设计频率。给出了水库分期分级模糊控制汛限水位的拓扑图。3.阐述了多目标决策的基本理论,多目标决策的概念、权重设置、非劣解的生成方法。给出了几种典型的多目标决策方法,包括淘汰选择法(ELECTRE法)、理想点法(TOPSIS)、排序组织法(PROMETHEE)。提出在水资源配置时应采用多种方法对比分析进行优选决策,然后结合本领域专家的积累的知识和经验,得出科学可靠的结果。建立了水库调度复杂大系统的基于水资源投入产出的多层递阶优化模型,该模型是解决水资源系统分析中”维数灾”的有效方法,把水库风险作为子系统,在经济效益方面基于宏观经济的投入产出模型,使得模型的整体经济效益最大,而非局部某些行业经济效益最大,从而提高了优化的真实性和可靠性。4.概述了水库调度风险的基本理论与方法,分析了水库大坝及水库下游的防洪风险;采用概率论方法从理论上严格推导、建立了水库下游的风险率计算方法,该方法具有简单易行、实用性强的优点。5.以张河湾水库作为运用实践给出了分期分级动态模糊控制汛限水位的具体计算步骤;分别采用淘汰选择法、理想点法、排序组织法等对水库进行了有限方案的多目标决策,对这几种方法进行综合分析,结合本领域专家的丰富知识和宝贵经验,得出了科学的优选决策结果;对叁种不同的汛限水位:478.5m、479.5m、480.5m,分别计算了水库大坝的风险率,与原来汛限水位相比提高了水库的经济和社会效益,得出了汛限水位可以提高到480.5m的结论。以上通过实例运用,验证了本文部分模型的正确性。6.论文最后进行了总结与展望。
钟平安[10]2006年在《流域实时防洪调度关键技术研究与应用》文中研究说明概述了我国洪涝灾害的特点、防洪减灾的历史进程、新时期防洪减灾新理念、非工程防洪措施的内涵与意义;从防洪减灾需求、防洪系统规模、研究方法等方面综述了流域防洪系统实时联合调度研究的现状与进展,并分析了研究过程中存在的问题,明确了流域防洪系统实时联合调度研究的前沿和热点。 筛选了近期出现的有代表性的水库调洪演算方法,并从计算速度、收敛性与稳定性、使用的简易性、计算精度、编程方便性等方面作了系统的比较研究,结果表明试算法具有显着优点,通过改进试算法迭代格式,使计算速度提高了20%以上;对防洪优化调度最大削峰和最小成灾历时目标函数的采用表达式与本原表达式之间的一致关系进行了推导,并统一了两种准则目标函数的表达式;对最大削峰准则,提出了从理想最优解出发,逐步引入约束条件的分段试算法,保证了最优解的可操作性,与动态规划法相比,大幅度提高计算速度。 提出了断面流量相关法、主值迭代法和过程迭代法等河道洪水反流向演进方法,比较表明与马斯京根法配合使用过程迭代法为最理想的方法,河道洪水反流向演进方法用于流域联合补偿调度,可以解决流域联合补偿调度模型“有后效性”问题;针对流域实时防洪调度中,洪水预报预见期、河道洪水传播时间与调度期不匹配,以及实时防洪调度群决策特点,提出了库容分配、逐级交互、均衡安全度等叁种具有交互功能的流域联合调度模型。 分析了流域实时防洪调度风险源,并筛选出重要风险分析因子;根据水库与下游河道防洪风险分析的差别,提出了水库与下游河道的风险分析方法;从预报精度分类控制,水库水位分级控制、汛限水位动态控制等方面,提出了流域实时防洪调度风险控制技术。 针对流域实时防洪调度群决策需要,研究了基于最优值模型的多方案评价技术,引进了基于AHP、GEM和模糊区间映射法等权重确定方法;提出了实时防洪调度情景会商模型,进行了会商因子的筛选与会商平台的设计。
参考文献：
[1]. 长江上游大规模水库群综合运用联合优化调度研究[D]. 李纯龙. 华中科技大学. 2016
[2]. 水库洪水资源化调度关键技术研究[D]. 刘攀. 武汉大学. 2005
[3]. 汛限水位动态控制方法研究及其风险分析[D]. 曹永强. 大连理工大学. 2003
[4]. 模糊数学在梯级水库防洪调度决策中的应用研究[D]. 张瑶兰. 河海大学. 2006
[5]. 梯级水库群联合优化调度运行方式研究[D]. 周研来. 武汉大学. 2014
[6]. 干旱区水库防洪风险分析研究[D]. 谢国琴. 石河子大学. 2006
[7]. 数据挖掘技术在水文预报与水库调度中的应用研究[D]. 张弛. 大连理工大学. 2005
[8]. 人类活动对洪水预报影响分析及防洪调度研究[D]. 李伟. 大连理工大学. 2009
[9]. 水库汛限水位的多目标决策和风险分析[D]. 孙海洲. 河北农业大学. 2009
[10]. 流域实时防洪调度关键技术研究与应用[D]. 钟平安. 河海大学. 2006