水电工程运行对径流序列影响的研究 ——以三峡水电工程群为例

论文摘要

水电工程建设和运行对河川径流的影响研究是一项基础性研究课题,有着十分重要的理论与实际意义。本文在前人研究的基础上,针对水电工程运行对河川径流的影响,在方法及其应方面进行了一些研究。 全文主要内容如下: 第一章介绍选题背景和意义,阐述水电工程对河川径流影响的研究现状和进展。 第二章扼要介绍了长江三峡—葛洲坝梯级及清江梯级库群调度研究。分单独梯级优化调度和联合优化调度两种情况,分别建立优化调度模型,通过计算得到相应的径流序列。 第三章提出“等级—频度”分析法,探讨三峡水电工程群调节前后,河川径流流量数据变化特征;给出了反映水库调度对径流影响程度的量化指标:集中度影响程度。 第四章介绍了小波分析技术,并利用该方法研究三峡水电工程群调节前后河川径流变化趋势等的差异。通过研究,发现由于清江上水布垭水库和隔河岩水库调节能力较强,在水库调节作用下,高坝洲径流序列的长期趋势发生了改变。 第五章应用复杂性理论研究三峡水电工程群调节前后河川径流序列复杂性变化,并对河川径流序列复杂性的物理意义进行了探讨。从基于符号动力学的算法复杂度变化判断,由于水库调节径流,多年调节能力水库下游径流序列随机性减弱,周期性加强;不完全年调节水库下游径流序列原有的周期被弱化。Lopez-Ruiz复杂度表明径流受调节后随机性或周期性降低,混沌性增加。 第六章应用模式发现理论及方法,探讨河川径流随时间变化的模式,对三峡水电工程群调节前后河川径流变化的模式进行比较分析。状态转移结构中连续枯水趋势状态在调度后出现概率有所降低,能够反映水电工程运用对非汛期径流水量的提升作用。 第七章对全文进行了总结,并对今后的工作进行了展望。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 选题背景和意义
• 1.2 水电工程对河川径流影响的研究现状及其发展
• 1.3 论文主要研究内容
• 2 三峡水电工程群联合优化调度研究
• 2.1 三峡水电工程群概况
• 2.1.1 约束条件
• 2.1.2 基本资料
• 2.2 水库水电站群优化调度模型
• 2.2.1 子系统1——三峡梯级优化调度模型
• 2.2.2 子系统2——清江梯级优化调度模型
• 2.2.3 三峡水电工程群系统联合优化调度模型
• 2.3 解算方法
• 2.4 联合调度效益及分析
• 2.4.1 联合调度计算结果
• 2.4.2 联合优化调度方式分析
• 2.5 小结
• 3 水库调节后径流序列集中程度定量分析
• 3.1 等级一频度法
• 3.2 调节后径流过程与天然径流过程比较
• 3.3 小结
• 4 水电工程调节前后径流系列变化趋势的小波分析
• 4.1 小波变换及其在水文时间系列分析中应用
• 4.2 水文序列小波分析的步骤
• 4.3 小波分析结果
• 4.4 小结
• 5 水电工程调节前后径流序列复杂性度量探讨
• 5.1 复杂性概念的提出
• 5.2 基于符号动力学理论的径流序列复杂性研究
• 5.2.1 基于符号动力学理论的复杂性度量
• 5.2.2 基于符号动力学理论径流序列复杂度计算
• 5.3 基于统计物理概念的复杂性研究
• 5.3.1 物理系统的Lopez-Ruiz复杂度
• 5.3.2 径流序列Lopez-Ruiz复杂度计算分析
• 5.4 小结
• 6 基于模式发现理论的径流序列变化模式研究
• 6.1 模式发现理论简介
• 6.2 原因状态集算法简介
• 6.2.1 系统机制
• 6.2.2 原因状态集和ε机制相关的性质
• 6.2.3 计算流程简介
• 6.3 径流序列变化模式的计算与分析
• 6.3.1 数据和计算处理
• 6.3.2 结果分析
• 6.4 小结
• 7 结论与展望
• 7.1 本文的主要结论
• 7.2 存在问题和后续研究工作方向
• 参考文献
• 读研期间主要成果
• 致谢