基于COM的洪水调度建模组件的研制

地理信息系统(GIS)在洪水调度中的应用越来越受到重视,分析了洪水调度建模的研究现状,详细分析了洪水调度建模组件的需求,针对实际流域的复杂组成情况,组织洪水调度建模组件的数据结构,将流域元素抽象为河道、断面和汉点,并采用现在流行的组件技术,结合复杂的矢量图形算法,开发了与洪水调度模型相应的洪水调度建模组件,实现了与用户交互式的空间建模.在实际应用中,在洪水调度建模组件上,根据荆江洞庭湖区复杂的流域情况,快速建立流域洪水调度模型结构,从而能结合洪水调度模型快速建立洞庭湖洪水调度系统,为洪水调度决策提供参考信息.     

考虑水电调蓄的西江水库群应急防洪调度研究

围绕西江流域应急防洪调度的需求,建立了考虑中大水电调蓄的水库群应急防洪优化调度模型。该模型针对西江流域应急防洪的实际问题,在充分利用防洪水库防洪能力的同时,进一步发挥中大水电安全库容的调节作用,有效提升了西江流域滞洪削峰的能力。模型以各水库调洪起止时间及阶段泄量为优化变量,以控制断面最大削峰为优化目标,通过求解计算得到优化的水库群应急防洪调度方案。同时,模型实现了通用化开发,可动态选择流域控制断面及库群调洪方式,并能够适用不同的洪水类型及防洪目标。通过对不同类型洪水的调节演算及结果分析发现,库群应急优化调度比常规调度在不同防洪断面针对不同类型的洪水平均削峰效果至少提高30%,考虑中大水电调蓄的西江水库群应急防洪调度对提高西江流域应急防洪能力具有重大现实意义。     

多策略混合搜索的变时段人工蜂群算法及应用

【目的】研究非汛期洪水、中小洪水调度和发电调度模拟中时段步长和约束条件在较长系列上的融合优化,提升水库调度综合效益。【方法】建立了多策略混合搜索的变时段的人工蜂群算法,构建了长系列可变时段的多约束下发电量最大的水库优化调度模型,对万安水库进行实例应用。【结果】非汛期水量利用率提高了3%,加强了对洪水资源的利用;多策略混合搜索的人工蜂群优化算法缓解了多约束条件优化模拟计算时,时段步长选取与运算精度和收敛速度之间的矛盾,有效提升了标准人工蜂群算法的寻优效率与开发能力。【结论】研究成果可为非汛期洪水、中小洪水调度和发电调度综合效益的提升提供依据。     

基于VC和MapX的洪水调度系统的研制

针对洪水调度系统的现状,采用现在流行的组件技术,利用VC宜于集成的特点和MapX图形查询和分析、专题图等方面的优势,开发基于VC和GIS组件MapX的集数据处理、计算、图形和数据双向查询、统计分析、专题地图和动态演示等为一体的完整的洪水调度系统,并给出在洞庭湖中的应用实例。     

不可控洪水对调洪最高水位的影响研究

对于水库的防洪调度,阐述了可控洪水与不可控洪水的概念,研究水库在防洪调度中闸门全开条件下,洪水形态对最高水位的影响。通过实例计算,分析不同洪水系列对最高水位的影响。结论表明,最高水位趋于稳定,在这基础上,可根据洪水的形态给出水库所能达到的最高水位,同时在洪水预报的基础上预先快速判断一场洪水对水库防洪安全的影响程度,在此基础上采取相适宜的调度方式,从而确保防洪调度安全。     

梯级水库联合防洪调度风险计算模型

入库径流随机性的存在使得梯级水库群联合防洪调度面临一定的风险,针对梯级水库调度的各个目标建立了联合防洪调度风险评价指标体系,以洪水预报中偶然误差的正态量化为基础,提出了入库洪水过程的随机模拟方法,基于对洪水频率进行分级考虑的思想构建了梯级水库群联合防洪调度风险计算模型,并给出了基于模拟最大熵理论的求解方法。应用于溪洛渡和三峡水库的联合防洪调度算例分析表明：该方法与模型合理可行,能够给出不同预报误差时的风险大小,具有一定的适用性,为调度决策提供参考。     

基于VB和MapX的河网洪水调度系统

针对河网模型可视化的现状，采用现在流行的组件技术，利用VB宜于集成的特点和MapX图形查询和分析等方面的优势，开发基于VB和GIS组件MapX的集数据处理、图形和数据双向查询、 统计分析等为一体的完整的河网洪水调度可视化系统。     

MIKE系列模型在蓄滞洪区洪水模拟中的应用研究

基于MIKE系列模型的原理和方法,以杨庄蓄滞洪区为例,结合其调度运用预案,构建小洪河河道退洪一维MIKE11模型、杨庄蓄滞洪区洪水演进二维MIKE21模型和一二维动态耦合MIKE FLOOD模型。采用2000年"6.26"和"7.13"实测洪水验证了模型参数。模拟计算了杨庄蓄滞洪区3种运用方案,从区内洪水淹没演进情况、退洪过程、与原设计调度方案比较等3个方面进行分析,成果较为准确合理。基于MIKE构建的蓄滞洪区洪水模拟模型,能够较好地模拟蓄滞洪区的运行和区内洪水的演进过程,可为蓄滞洪区相关应用研究提供借鉴。     

龙滩水库分类洪水防洪调度规则研究

针对龙滩水库原调度规则精细程度不足的问题,结合流域洪水类型多样化的特点,推求优化了龙滩水库分类洪水防洪调度规则。该规则的优化思路主要分为3个步骤:(1)从调度可操作性和实用性出发,将不同量级的预报信息纳入调度规则中作为判别条件,构建自识别控泄方式,并拟定包含预报变量和控泄变量的分类洪水调度规则一般形式;(2)以控制断面场次洪水集加权平均削峰最大为优化目标,通过模拟调度优选预报变量和控泄变量;(3)选取不同类型的典型洪水检验分类洪水调度规则的优越性。实例研究表明,分类洪水调度规则能充分发挥龙滩水库的防洪效益,有效改善不同类型洪水的调度效果,具有较强的可操作性和实用性。     

逐次优化算法在梯级水库防洪优化调度中的应用

根据流域防洪优化调度问题,分析梯级水库来水量、下泄能力与河道防洪控制点洪峰流量之间的内在联系,提出了洪水调度模型与逐次优化算法的联合求解方法。实例结果表明,该方法成功地为洪水实时调度及防洪系统规划提供了一套简捷、高效而又符合实际的模型和解法。     

洪水潮水联合优化调度模型与应用——以深圳市布吉河流域为例

下游防洪控制点位于感潮河段的水库防洪调度,本质上是洪水与潮水的联合优化调度。以深圳市布吉河流域为背景,基于控制点水位与下泄流量和潮水位的相关关系,建立了综合考虑下泄流量与潮水位的洪水与潮水联合优化调度的动态规划模型。通过该模型与常规优化调度模型计算结果的比较表明:联合优化调度模型根据潮水位的周期性变化,在低潮位及落潮时加大泄流,充分利用下游河道泄洪能力,高潮位及涨潮时则控制泄流,防止洪潮遭遇,实现了水库最高水位和河道最高水位均较低的理想调度结果。     

白龟山水库入库洪水预报分布式模型研究

白龟山水库流域下垫面条件复杂,人类活动剧烈,洪水受上游昭平台水库影响,洪水预报难度大,采用常规的洪水预报模型无法满足水库防洪调度对洪水预报的精度要求。为了充分发挥水库在淮河流域防洪中的作用,实现水库洪水资源的最大化利用,需要高精度的水库入库洪水预报作支撑。采用国内外新一代流域洪水预报模型——流溪河模型开展了白龟山水库入库洪水预报研究。以高分辨率的DEM为依据,构建了白龟山水库入库洪水预报流溪河模型结构,并确定了初始模型参数,采用PSO优化算法,对模型参数进行了自动优选。对白龟山水库实测入库洪水过程进行了模拟,效果明显优于集总式NAM模型,可应用于白龟山水库入库洪水预报。     

多风险因素影响下的水库防洪调度风险综合评估研究

汛限水位是水库协调防洪与兴利关系的关键控制点,合理设置汛限水位,是实现洪水资源化的重要途径。在考虑多种风险因素影响下,构建风险综合评估指标体系,建立综合评估模型,对水库防洪调度风险进行综合评估;以陆浑水库为例,探讨了多种汛限水位方案的可行性;结果表明:在考虑设计洪水过程、洪水预报误差、水库调度滞时、水位-库容关系四种风险因素影响下,陆浑水库前汛期汛限水位可抬高至318.7 m,兴利库容可增加0.64 m~3;后汛期汛限水位可抬高至319.2 m,兴利库容可增加0.66 m~3。该研究为水库防洪调度风险综合评估研究提供了技术支撑,并为陆浑水库实际防洪调度风险研究了提供科学参考。     

干旱区B/S模式水库调度系统设计

利用Visual Studio．NET的优良集成开发环境、采用SQL Server 2000作为B／S计算环境数据库服务器的分布式数据管理系统。针对干旱区水库调度的实际特点，选择了适合当地实际特点的预报、调度模型，考虑到该系统维护、升级的需要，系统采用组件技术，对各子系统进行功能分区，模块化处理。系统具备基本信息接收、存储和查询，洪水预报，水位预报，水库调度，成果管理和数据库管理等主要功能。系统界面简洁、友好，功能适用，方便操作。结合实例展示了系统的在干旱区的应用情况以及在进一步推广应用前景。     

干旱区内陆河水库洪水调度系统开发与研究

针对干旱区内陆河水库防洪灌溉调度的特点,在水雨情自动测报系统建立的基础上,研制出干旱区内陆河水库洪水调度系统。主要介绍干旱区内陆河水库洪水调度系统开发与研究过程,着重阐述了水库洪水预报调度系统软件总体结构、软件功能、运行环境、规范化和标准化设计,以及系统解决的关键技术问题,以新疆玛纳斯河流域中游的夹河子水库作为系统设计开发的实例,经实际洪水检验,预报精度较高,调度方案合理,且系统运行可靠、稳定、效果良好。     

洪水预报研究与展望

洪水预报作为非工程措施是防御并减少洪涝灾害的重要手段和关键环节。水雨情自动测报系统的不断完善为洪水预报中水文信息的获取奠定了基础性工作,降水作为洪水产生的关键因素之一,降水预报技术的发展与应用为洪水预报发展提供新的动力,面向洪水预报的水文模型从降雨-产流等方面解释洪水产生的过程,丰富了洪水预报的方法,陆气耦合模型的发展为洪水预报进一步提高精度和预见期指明了新的方向。随着以上技术的不断发展与完善,洪水预报精度不断提高,从水雨情自动测报系统研究进展、洪水预报中降水预报应用进展、洪水预报水文模型研究进展、陆气耦合模型研究进展四个方面系统阐述目前洪水预报精度的研究进展,并对洪水预报今后的发展方向和研究热点做出展望,水雨情自动测报系统急需引入新的理论技术和非接触式设备等,增加信息的密度和强度,洪水预报的发展以及人工智能在洪水预报研究和实际工作中的应用实践,已经为洪水预报技术的突破提供了有力支撑,陆气耦合技术由单向耦合向基于物理概念的双向耦合发展,单站观测及模拟气象数据驱动向结合遥感和四维同化方向发展,为今后的提高洪水预报精度研究提供参考。研究成果可为水文、水库调度科技工作者提供技术参考。     

昆明城市防洪联合调度研究

以昆明城市现有防洪工程为依托,按照充分发挥流域整体调蓄功能的理念,基于洪水预报信息和下游河道水位的实时反馈信息,针对不同洪水量级和区间组合,采用水力学模型对洪水进行了调节计算分析。在此基础上,提出了松华坝水库、牛栏江-滇池补水工程、盘龙江及滇池的联合防洪调度的运行原则,制定了有效的联合调度方案。同时,对调度运行中的风险防范问题提供了相关参考建议。     

基于洪水脉冲历时的三峡水库生态调度研究

三峡工程为我国带来了巨大的经济效益,但同时水库也改变了下游天然的水文情势,造成如四大家鱼等鱼类资源急剧下降。为探究水库运行对四大家鱼产卵的影响,根据洪水脉冲理论,提出与洪水脉冲特征相关的若干个水文指标,并根据这些指标对水库下游宜昌站每年5-7月实际径流过程进行统计,经Mann-Whitney U非参数检验后找出产生显著性变化的洪水平均涨、落历时等指标。基于此建立水库多目标生态调度模型,根据历史洪水规律在模型中加入洪水脉冲历时控制方法,计算不同权重分配下的水库最优发电效益及洪水最优涨落历时,模型结果显著增加了洪水涨落历时且对发电效益影响甚微。延长洪水涨落历时为现阶段的水库生态调度提供了一种新的思路,但对四大家鱼产卵的实际促进作用仍需实践检验。     

鳌江流域洪水风险动态预警预报研究

随着防洪理念由"洪水控制"转向"洪水管理",洪水预警预报成为了水科学研究的重点问题。以鳌江流域为例,构建了水文水动力、洪水影响等无缝耦合的全要素预报调度模型,实现了流域洪水预报调度和面上社会要素的影响预报。通过对2016年"鲇鱼"台风应用验证,成果合理可信,为流域风险预警预报提供强有力的技术支撑。     

河网洪水预报的衰减二乘自回归校正应用

洪水预报是河网地区防洪排涝规划、洪水调度的重要组成部分,而水动力模型是其计算基础。由于模型受等多种因素的制约和影响,水动力模拟计算的水位有时与实测水位存在较大的误差,需要用一定的技术方法来校正。本文通过对这种误差序列分析后,利用自回归模型结合衰减记忆递推最小二乘法（衰减二乘）更新参数,并利用实测资料进行了相应的验证。对研究区的三场洪水进行模拟,计算分析表明,所采用的校正技术能有效提高计算精度,可以应用于实际河网洪水预报中。