梯级水库溃坝风险研究

随着科技进步和经济社会发展需求,为充分利用水能资源和实现流域水资源的综合调控,我国多数大江大河上均修建了多座大坝,形成流域梯级开发的状态。但目前对于梯级水库大坝群的研究相对较少。因此,面对如今普遍存在的流域梯级开发态势,对梯级水库大坝群的风险开展研究并进行管控具有重大意义。辨识梯级开发风险,分析水库群间的相互影响及互馈作用,研究梯级水库大坝群的可能溃坝机理。     

水库洪水预报调度风险的应用研究

综合考虑洪峰预报误差、峰现预报时间误差、水力因子和泄洪方案组合的随机性,建立了水库风险分析模型,并运用到LW水利枢纽中。通过选取的两场洪水运算,结果表明：在上影响因子共同作用下,按照模型推出的两场洪水泄洪方案优选的原则进行调度,LW水库即使没有预泄,起调水位取369.8m时,校核洪水的漫坝风险为0;频率为5%的洪水对应的漫坝风险及下游防护对象的防洪风险均为0。该模型为进一步挖掘已建水库的兴利效益或降低待建水库的工程造价,提供了保证。     

水库优化调度的最小弃水模型研究

针对动态规划在水库优化调度时计算效率低,当调度时段或状态变量较多时,容易陷入“维数灾”的问题,提出了以弃水量最小、高水头发电为优化目标的最小弃水法优化调度模型,该模型原理简单,易于操作。通过实例与动态规划相比较,求解精度和计算效率较高,结果表明该方法合理、可靠,为水库的优化调度提供了新的思路。     

王家厂水库洪水实时预报方法及应用研究

考虑到流域降雨时空变化和流域地形、河道特征对流域产汇流的影响，应用新安江三水源产流模型、流域分散入流非线性汇流模型以及流域洪水实时预报校正模型，对王家厂流域洪水进行模拟，取得了较为满意的计算结果。     

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。     

基于空间风险对冲思想的梯级水库蓄洪模式研究

汛期开展梯级水库联合防洪调度对保障下游和水利工程安全,实现洪水资源化利用有重要意义。为实现高效的水资源调度以兼顾水库效益和水库及下游防护对象的安全,基于空间风险对冲的思想,从等比例蓄水出发推导出了梯级水库蓄滞洪量分配规则,将梯级水库系统所需蓄滞洪量的总量按照各水库的可用防洪库容在系统总可用防洪库容中的占比进行分配。以2座虚拟水库组成的梯级水库系统为例,建立评价指标体系分析基于空间风险对冲思想的蓄洪模式与常规蓄洪模式的调洪结果差异。结果表明:新模式可降低梯级水库蓄洪过程中的系统风险,提高系统效益,调度后的水位和流量过程更加平稳,对于制定梯级水库联合调度运行方式具有参考作用。     

川渝河段梯级水库联合防洪调度风险评价

金沙江下游四座梯级水库联合调度防洪风险评价能科学地衡量其防洪风险性,为长江中下游川渝河段的防洪安全提供保障。针对防洪调度中的风险问题,基于联合防洪调度方案,通过建立以削峰幅度、防洪风险率、水位变幅和下泄流量超标风险率为指标的风险评价体系,并采用蒙特卡罗法进行风险模拟,构建了基于灾害学的防洪调度风险评价模型,评估了不同来水频率和水库起调水位下的防洪风险。研究表明：在可行起调方案集下,乌东德、白鹤滩两库的削峰幅度随两库起调水位升高呈下降趋势,溪洛渡、向家坝两库削峰幅度在7%以下,金沙江下游梯级水库的入库洪水危险性小;各水库未出现最高库水位超出相应频率防洪高水位（乌东德975 m,白鹤滩825 m,溪洛渡600 m,向家坝380 m）的情况,水库的水位变幅均未超过安全变幅范围,库区整体防洪风险低,川渝河段的防洪风险在可控范围内;当发生较小洪水时下游防护对象的承灾能力较好,保护区控制站的下泄流量低于防洪安全标准值,下游防护对象的防洪风险低,但发生干支流恶劣洪水遭遇（如2012年型1%洪水）时,其遭遇破坏的可能性大,风险超出防洪标准,保障防洪安全需要支流水库配合干流水库联合防洪。模型可有效评估川...     

设计洪水不确定性对水库极限风险的影响研究

以漳河流域岳城水库为例,选取30场实测洪水过程作为典型洪水,分别从放大方法不确定性和典型洪水不确定性角度,分析设计洪水不确定性时水库极限风险的影响.以水库校核洪水位为极限风险控制指标,在给定调度规则下对不同汛限水位方案进行调洪,得到水库调洪最高水位和防洪极限风险率.通过综合分析,认为保守情况下可将主汛期汛限水位抬升至132.50 m(提高0.50 m),冒险情况下可将汛限水位抬升至134.00 m(提高2.00 m).     

防洪保护区洪水风险动态模拟系统研究与应用

基于二维非恒定流水动力学方程,根据地形、地物特点,采用不规则网格技术,构建了大型复杂条件下的防洪保护区洪水风险动态分析模型,并选用典型年洪水实测资料分别对模型进行了率定和验证,获得了较高的模拟精度。在此模型基础上,采用面向服务的整体架构及基于SOA技术路线的多层分布式应用体系架构,研发了洪水风险动态模拟系统。结果表明该系统实现了任意条件和任意工况下实时洪水演进分析和动态模拟,且具有较好的稳健性和灵活性,可为洪水调度、防洪减灾、工程建设与规划等多个领域提供决策支持,具有较好的应用前景。     

小安门水库设计洪水方法分析

小安门水库防洪任务比较重,对维护当地国民经济的稳定持续发展,保护国家和人民生命财产的安全具有重要的作用.本文根据暴雨洪水特性、暴雨资料推求了小安门水库设计洪水成果.     

水电弃水电量跨省消纳的定价方法研究

针对水电弃水电量跨省消纳的定价问题,分析了系统增发弃水电量的效益,提出了弃水电量的消纳原则和定价原则,提出了两种对火电厂的补偿方式和3种定价方法。提出的定价方法,有利于通过价格杠杆的作用,合理分配利益,充分调动各参与方积极性,达到充分利用清洁能源、减少火电排放,实现社会效益的最大化。     

Copula-MCP洪水概率预报方法研究与应用

常用的洪水概率预报方法一般都采用了正态化变换与线性假设,可能会导致信息的丢失,也影响了其对洪水过程的适用性。鉴于此,将Copula函数与模型条件处理器MCP相结合,不需要正态-线性条件约束,直接推求以预报值为条件的流量分布函数,构建Copula-MCP的洪水概率预报模型。以淮河王家坝断面为例,在经验降雨径流模型API的确定性预报结果的基础上,采用Copula-MCP模型实现洪水概率预报。对1990-2010年共25场洪水的研究结果表明:Copula-MCP模型优于MCP模型的概率预报结果,Copula-MCP模型的期望值预报亦优于API模型结果。     

欧阳海水库入库洪水实时预报模型与应用

为了准确实时预报水库入库洪水，根据欧阳海水库流域的水文特征，利用分散型三水源新安江模型对欧阳海水入库洪水实时预报进行了研究，并得到了产流模型、汇流模型和校正模型。在汇流模型中应用分散性逆高斯分布流域地貌汇流模型进行汇流计算，在校正模型中应用了洪水预报残差自回归方程。     

湖北省小型水库设计洪水与防洪复核方法探讨

设计洪水和防洪复核成果是水库除险加固与设计的基本依据,对水库除险加固与设计有着重要影响。针对湖北省小型水库设计洪水与防洪复核的方法,从水库基本资料复核、防洪标准确定、设计洪水推求、设计暴雨推求、设计净雨过程推求、设计洪水推求、水库防洪能力复核、需要注意的几个关键问题等方面进行了探讨,为水库除险加固与设计等类似的工程提供了参考。     

赣江峡江水库洪水分期研究

研究水库流域洪水分期特性,实现水库分期控制运用,对于在确保防洪安全的前提下提高综合利用效益具有重要意义。以赣江峡江水库为研究对象,基于代表性水文站（峡江水文站）1957-2017年逐日平均流量、年最大洪峰流量资料,采用成因分析法、水文特征值统计法和变点分析法研究洪水汛期分期规律,并进行对比分析。结果表明,赣江流域暴雨洪水主要集中在4-9月,4-6月份洪水由锋面雨形成,7-9月份洪水一般由台风雨形成。从成因分析上看赣江中下游流域洪水具有明显的季节性变化规律,可将4-6月作为主汛期,7-9月作为后汛期。水文特征值统计法和变点分析法这两类定量分析方法分期结果基本一致,汛期分期结果较为合理和稳健,峡江水文站的大洪水主要集中在5月和6月,频率分别为24.59%和39.34%,7月的前半月（7月1日-7月15日）出现较大量级洪水的概率仍然较大,可将4月初-7月上中旬作为主汛期,7月中下旬-9月底作为后汛期。结合多种途径分析结果,从偏安全的角度,同时考虑管理方便和习惯,拟定峡江水库主汛期为4月1日-7月15日,后汛期为7月16日-9月30日。在划分的主汛期内年最大洪峰被内包,洪水发生次数最为频繁,而...     

洪水演进三维动态可视化方法研究与应用

将洪水演进过程三维动态可视化表达,能够为洪水灾害的预防和抢险救灾提供理论依据和决策支持.二维洪水淹没水深图能够确定需要重点防范的位置,但展示效果不够立体、直观;基于Cesium三维地形引擎,利用其动画实现语言(CZML),能够立体、动态展示洪水淹没过程,但数值模拟结果造成计算单元离散化,较大程度地影响用户观感,且淹没网...     

三峡梯级水库对长江中下游水文情势影响研究

以梯级水库下游宜昌水文站1882-2006年流量资料为研究对象,采用Mann-Kendall法对宜昌站流量变化进行了趋势性分析,并采用复Morlet小波周期性分析,在此分析基础上采用变动范围法（RVA）分析葛洲坝水库蓄水前后宜昌站水文情势变化,定量评价了水文情势改变程度,随后对三峡水库蓄水前后宜昌站水文情势变化进行了分析。结果表明,葛洲坝水库对水文情势改变程度为29%,影响程度相对较小,而三峡水库蓄水后,在较大程度上改变了河流水文情势,水文情势改变必将影响到长江中下游河流水生生物生态安全。     

动态蚁群算法在梯级水库优化调度中的应用

针对蚁群算法缺乏全局搜索与局部寻优之间的动态调整,蚁群难以保持较好的多样性,算法极易陷入局部最优的问题,以余弦递减的策略动态调整启发式因子的变化,从而平衡算法的全局搜索和局部寻优。同时,利用混沌搜索的随机性和遍历性,对蚁群每次迭代找到的路径进行混沌扰动,从而提高算法跳出局部最优的能力,避免算法早熟收敛。将改进的蚁群算法应用于梯级水库的联合优化调度,模拟计算结果表明了算法的有效性。将其结果与逐步优化法和标准蚁群算法的计算结果进行对比,体现了算法在求解速度和求解精度上的优势。     

考虑资料缺失的小型水库影响的洪水预报方法研究

流域中修建的大量小型水库会改变洪水的自然特性,而小型水库资料往往缺失或信息不全,使得在洪水预报中难以考虑其调蓄作用,给洪水预报带来困难。利用遥感RS、地理信息系统GIS和支持向量回归机SVR算法,构建地形地貌参数-水库库容关系模型,推算水库资料缺失地区的小型水库库容信息;在定量概化小型水库对洪水拦蓄影响的基础上,建立了新安江-水库模型。以淮河上游北庙集流域为对象进行应用研究,结果表明:(1)小型水库总库容与地形地貌特征有较强的相关关系,建立的地形地貌参数-水库库容模型具有较高精度,可用于资料缺失的小型水库的库容推算;(2)加入水库拦蓄模块后,新安江模型的洪水预报精度得到一定提高。研究成果可供受小型水利工程影响地区的实时洪水预报参考。