论文摘要
我国不仅洪涝灾害频繁,洪灾损失严重,而且水资源短缺和水环境恶化问题突出。面对这一系列的水问题,依赖科技进步,充分发挥水利工程体系的作用,在确保防洪安全的前提下,提高洪水资源利用率是重要的缓急之举。对水库而言,科学合理的汛限水位控制方法是提高洪水资源利用率的关键技术。本文从规划设计和实时调度两个角度出发,将优化方法、模糊优选方法、信息熵、遗传算法等理论融合入水库汛限水位控制理论与方法中,系统研究了水库(群)防洪预报调度方式的确定方法、水库防洪预报调度方式的风险分析方法、汛限水位实时动态控制方法以及水库防洪多目标决策方法。主要研究内容和成果如下:(1)研究了利用防洪预报调度方式抬高汛限水位的风险分析方法。首先,基于不同预报误差对调洪结果的影响程度,将水库洪水预报误差域划分为超设计风险误差域、不超设计风险误差域和决策不变误差域。并依托仿真模拟调度法,给出不同预报误差域的推求方法。其次,在比较分析防洪预报调度方式的防洪风险与原规划设计风险的基础上,给出不同汛限水位时采用防洪预报调度方式的超设计风险率定义。结合不同预报误差域,建立相应的计算方法。最后以白龟山水库为例验证此方法的合理性,并对风险分析方法在实际调度中的应用进行探讨。(2)针对防洪预报调度方式确定过程中忽略预报误差随机性的问题,将风险分析引入防洪预报调度方式的确定过程中,从洪水资源安全利用的角度出发,给出一种从多个可行预报调度规则中选取满意预报调度规则的方法。结合于桥水库和昭平台水库的防洪预报调度方式研究进行实例应用,并对两库采用防洪预报调度方式抬高汛限水位的关键性条件进行讨论。(3)针对库群联合防洪预报调度方式规划设计比较复杂的难点,将优化调度与规划调度方式相融合,提出一种确定梯级水库联合防洪预报调度方式的优化方法。首先,对于选定的调度目标,采用优化手段寻求梯级水库不同频率设计洪水的最优联合泄流方式,综合归纳最优泄流方式的特点。其次,对各库的防洪预报调度潜力进行分析,结合最优泄流方式的特点选择预报判别指标,在不考虑预报误差的情况下拟定理想联合防洪预报调度规则。然后对预报判别指标的误差进行分析,在理想联合防洪预报调度规则的基础上制定满意的联合防洪预报调度规则。将此方法应用到昭平台～白龟山梯级水库的联合防洪预报调度方式规划设计中,结果表明此方法有效减弱了确定库群联合调度方式的复杂性,而且使制定的调度规则更切合实际优化调度过程,增强了调度规则的实效性。(4)提出一种汛限水位实时动态控制方法,并给出相应的风险计算方法。基于汛限水位实时动态控制的新理念,利用退水预报计算入库洪量,根据上、下游面临时刻的工情、雨情、水情、灾情预测洪水预见期内的预蓄预泄能力。同时,依托短期降雨预报,在保证大坝与下游防洪不成灾的前提下估算后续起调水位。在此基础上,将实时预蓄预泄能力与后续起调水位相耦合,建立汛限水位实时动态控制模型。最后利用概率组合法对其可能产生的风险进行计算。(5)针对水库多目标评价决策中指标权重确定的难点,引入熵权法确定各指标的数学权重,将其与经验权重线性组合,建立基于熵权的水库多目标模糊综合评判模型。改进已有的由熵值推求熵权的计算式,并从数学推导和实例计算两方面验证改进式的合理性,结果显示改进式解决了当熵值处于一定区间时,其相互间的微小差别可能引起熵权成倍数变化,使熵权与熵值所传递的信息不一致的问题,增强了熵权计算式的适用性。对指标经验权重的灵敏度分析方法进行探讨,确定指标经验权重在什么范围内变化会对方案的排序结果产生影响及如何影响。最后对全文作以总结,并对有待进一步研究的问题进行了展望。
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标签：水库论文; 汛限水位论文; 防洪预报调度方式论文; 风险分析论文; 多目标决策论文;