河流水库系统枯水径流模拟及水量精细调度研究

论文摘要

在空间上以水库及各河段为对象、时间上以日为步长的精细化水库调度及河段配水是一个非常复杂的问题。论文主要研究枯水期水资源合理调度及其相关的科学问题。 (1)通过枯水期原型观测和历史实测资料分析，分析不同季节不同河段不同流量级别的水流传播时间和河道损失，探索流量演进规律。利用线性组合原理，建立考虑河段引水、加水、损失等因素影响的河道枯水流量演进的线性方程模型，初步解决了黄河下游枯水期小流量演进的难题。 (2)在河流生态需水特性分析基础上，提出生态库容概念。利用水库调节基本原理，进行生态库容的计算。分析水库的单一河流生态功能调度、与供水结合的调度、与发电结合的调度及综合利用水库调度模式等。 (3)应用模糊数学方法，建立洪水分期的模糊聚类方法；将前汛期隶属函数采用矩形分布，后汛期隶属函数采用降半正态分布，建立汛限水位渐变的计算模型—汛限水位模糊分析法。 (4)根据水量调度的特点，把调度时段划分为月、旬和日，建立三层嵌套的水量优化调度模型。以供水缺水量最小目标、以防止河道断流为基本控制条件，考虑水量传播时间、河段取水、水量损失等因素，通过水库月、旬和日调度的嵌套运行，滚动决策，实现水库水量的精细调度和河段水量的合理配置。 (5)进行枯水调度模型的初步应用。计算结果表明，枯水流量演进模型是可行的，是对流量演进理论的有益尝试和补充；建立的水量精细调度模型计算精度较高，可以为枯水条件下水量精细调度和决策工作提供有效的计算工具和技术指导。

论文目录

• 前言
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 枯水流量演进研究
• 1.2.2 河流生态环境需水研究
• 1.2.3 水量优化调度研究
• 1.3 主要研究内容
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第二章 枯水流量演进方法比较研究
• 2.1 基本情况
• 2.2 枯水流量演进的线性方程模型
• 2.2.1 线性演进基本方程
• 2.2.2 线性演进基本方程修正
• 2.2.3 参数优选方法
• 2.2.4 模型应用
• 2.3 人工神经网络方法
• 2.3.1 BP网络结构及算法
• 2.3.2 模型设计及应用
• 2.4 一维非恒定流流量演进方法
• 2.4.1 一维非恒定流的求解方法
• 2.4.2 差分格式的构造及方程离散
• 2.4.3 模型应用
• 2.5 演进方法的比较
• 2.6 本章小结
• 第三章 基于洪水资源化的动态汛限水位计算方法研究
• 3.1 洪水分期及动态汛限水位
• 3.2 分期汛限水位模糊分析方法
• 3.2.1 洪水分期
• 3.2.2 分期设计洪水
• 3.2.3 分期汛限水位
• 3.3 动态汛限水位频率组合法
• 3.3.1 频率组合法原理
• 3.3.2 动态汛限水位确定方法
• 3.3.3 频率组合法动态汛限水位分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 河流水库系统水量精细调度研究
• 4.1 水量精细调度及其尺度
• 4.1.1 水量精细调度的概念
• 4.1.2 水量精细调度尺度
• 4.2 水库生态库容及其生态调度
• 4.2.1 生态库容的定义
• 4.2.2 生态库容的计算
• 4.2.3 生态调度模式
• 4.3 水库月调度及河段配水模型
• 4.3.1 水库月调度及河段配水原则
• 4.3.2 月调度枯水流量的反演
• 4.3.3 月调度数学模型
• 4.3.4 月调度配置结果
• 4.4 水库旬调度及河段配水模型
• 4.4.1 调度与配水原则
• 4.4.2 旬调度数学模型
• 4.4.3 旬调度配置结果
• 4.5 水库日调度及河段配水模型
• 4.5.1 设计思想
• 4.5.2 模型建立与求解
• 4.5.3 防断流防凌预警的实现
• 4.5.4 日调度配置结果
• 4.6 不同时间步长之间的耦合
• 4.7 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 博士期间完成的论文及科研情况
• 致谢