长江中下游实时洪水预报模拟

以长江中下游防洪系统为对象,概述了在大型复杂防洪系统水沙运动数值模拟基础上,成功地将面向长江中下游防洪规划论证需求的水沙数学模型转化为面向长江防洪系统防汛方案评估需求的长江中下游实时洪水预报数学模型.为适应实时预报调度快速、准确评估的要求,提出了基于水动力学的循环滚动计算模式和实时校正模式.实现了水文学实时校正方法与水动力学数学模型的耦合,建立了基于水动力学的实时校正模式和分洪溃口洪水预报模式.通过长江中下游防汛期间的试运行,较好地解决了洪水预报误差校正和分洪溃口后洪水预报等关键难题,为防汛方案的制定和实时洪水调度方案优化提供了技术支撑,主要成果已应用于长江中下游防汛调度方案中.     

水库群防洪预报调度系统设计与开发

针对以往水库群预报调度系统集成难度大、方案管理复杂的问题,采用基于图论的水库群集成思想设计并开发了水库群防洪预报调度系统,有效的解决了库群的集成和管理,具有较强的通用性和扩展性:并且为满足Client/Server模式与Browser/Server模式通用化的需要,采用分层体系结构使系统各部分组件易移植.本文主要介绍了系统的体系结构、功能模块和关键技术,该系统技术先进、功能齐全、界面友好、操作灵活、信息丰富,具有较强的实用性.     

白山、丰满水库群实时洪水联合调度系统设计与开发

利用面向对象程序设计技术,在中文窗口平台下,设计开发了功能齐全、界面友好、操作灵活、信息丰富,具有很强实用性的白山、丰满水库群实时洪水联合调度系统,可迅速完成从实时遥测降雨信息的采集到两库产、汇流预报和洪水联合调度方案的制定、评价、选择的全过程,简要介绍了系统开发策略及系统设计中的一些主要关键技术及其实现过程,对开发其它水库及水库群防洪调度系统具有重要参考价值。     

决策支持技术在潘家口、大黑汀水库实时洪水预报调度中的应用

以引滦工程为原型,进行了水库实时洪水预报调度决策支持系统的研究,开发了相应的计算机软件系统。系统主要由雨水情显示,预报,调度决策等三个部分组成。系统的开发遵循实用性原则。具有数据检错,纠错,查询及雨水情时空显示等功能,为决策者提供实时防洪决策的技术支持。针对梯级水库管理的特点,探讨了潘家口,大黑汀水库联合调度控制下游最大泄量和最高库水位的方法,同时还分析了下游地区的防洪风险问题。     

梯级水库群联合优化调度函数研究

构建了制定梯级水库群联合优化调度函数的"优化-拟合-再优化-随机仿真"框架:首先建立梯级水库群优化调度模型,通过确定性动态规划方法得到最优样本;然后对最优样本进行多元线性回归分析得到联合调度函数;并基于模拟调度结果采用非线性规划方法直接修正调度函数;最后通过水文随机模拟技术生成径流系列,进一步检验、评价所得调度函数的效率。以清江梯级水库群长期优化调度为对象进行实例研究,计算结果表明:对于1951-2005年实测径流系列,梯级水库群联合优化调度函数较常规调度方案年均增加发电量2.03亿kW·h,增幅达2.79%;对于两种随机模拟方法生成的水文径流系列,年均发电量分别提高了1.74%和2.36%,经济效益显著。     

水库群多目标联合优化调度研究

通过对国内外水库群水电站调度研究状况的分析,结合水库群工程实际,分析水库群工程调度特点和调度方式,充分考虑发电、生态环境等河道内用水以及水量传播时间、水量损失等因素,在确保水库工程安全运行的前提下,提出随径流预报和用水计划不断滚动并可应用实施的该水库群工程非汛期调度方法。     

流域水资源实时调度研究——以黑河流域为例

系统地总结了流域水资源实时调度的研究现状和调度的基本理论依据。流域水资源实时调度以显式考虑人类活动影响的二元动态水资源演化模式为其理论基础,提出了“宏观总控、长短嵌套、实时决策、滚动修正”的流域水资源实时调度的模式。并以黑河流域为例,进行了应用研究,初步应用表明,该模式能满足流域水资源实时调度管理的需要,可为我国北方干旱半干旱地区流域水资源实时调度提供借鉴。     

水库群防洪调度的逐次优化方法

针对防洪系统的具体问题,分析了并联水库群下泄流量与河道防洪控制点洪峰流量之间的内在联系,根据“先泄、后蓄、再分洪”的一般洪水调度原则,提出了水库群拱水调度模型及其逐次优化解法。该方法成功地实现了水库群之间以及水库群与区间汇流的错峰,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。     

水电站水库优化调度研究的若干进展

从单一水库优化调度、水库群优化调产时洪水预报三个方面,阐述了水电站水库优化调度研究的进展。     

三峡库区陆气耦合研究及应用

以延长洪水预见期、提高预报精度为目标,研究气象水文耦合机制,利用数值天气预报模式WRF(Weather Research and Forecasting)驱动分布式VIC(Variable Infiltration Capacity)水文模型,构建三峡库区陆气耦合洪水预报系统,并对2007~2008年期间四场暴雨洪水进行日滚动预报试验。结果表明,WRF模式在三峡库区内有着良好的短期降水预报精度,基于数值天气预报模式和分布式水文模型的陆气耦合洪水预报系统能有效延长三峡入库洪水预见期、提高洪水预报精度,具有较大的应用潜力。     

耦合长期预报的跨流域引水受水水库调度模型

为提高跨流域引水工程受水水库引水有效性,研究了耦合长期径流预报信息的跨流域引水受水水库调度模型。首先选取汛期径流预报信息,采用径流预报概率修正先验概率来描述径流的不确定性,建立了贝叶斯随机动态规划模型(BSDP-LTF)。然后将模型应用于碧流河水库,并与仅考虑径流相关的随机动态规划模型(SDP-I)、仅考虑长期预报信息的随机动态规划模型(SDP-LTF)进行比较。比较结果得出在供水保证率基本一致且不增加调度风险的情况下,BSDP-LTF模型相比SDP-I、SDP-LTF模型,可分别减少引水8.2%、4.1%。表明贝叶斯随机动态规划模型BSDP-LTF有效改进了径流描述,提高了跨流域引水的有效性。     

跨流域引水受水水库最优调度决策的理论分析

针对跨流域调水工程的实时调度决策问题,考虑受水水库的供水效益与引水成本,建立受水水库实时调度的理论分析框架,制定最优引、供水决策,分析预报不确定性对调度决策的影响,提出预报信息可利用准则。辽宁省大伙房应急入连工程的应用表明:若受水水库可用水量较少,引水后水库当前时段供水效益与时段末蓄水效益均增加,最优决策满足引水边际成本、供水边际效益与蓄水边际效益三者相等;随受水水库可用水量增多,水库按需供水,引水仅提升蓄水效益,最优决策使引水边际成本等于蓄水边际效益。若水库期望蓄水量较小,水库缺水概率较大,预报信息可利用性取决于可接受缺水风险;反之,水库弃水概率较大,预报信息可利用性取决于可接受弃水风险。     

平原水库供水水源系统可靠性及风险分析方法

本文通过建立模糊带权马尔柯夫链模型,预测径流量未来的丰枯变化情况,评价运行期供水水源系统的可靠性。以供水工程承担的供水外来负荷大于工程本身的承载能力的概率定义了平原水库供水水源系统的风险,阐述了供水水源系统风险分析及模拟方法。     

年降水量变化条件下农灌引水与开采对地下水位影响

通过分析滹沱河流域降水量对黄壁庄水库径流量及石津灌区引水量影响,及其对引水量利用效率及地下水开采量影响分析表明,降水量与水库径流量、引水量和弃水量具有一定的正相关性,与引水利用效率成负相关。渠灌区农业地下水开采受降水量影响不明显,多年地下水位在潜水强蒸发带区间波动;井灌区以开采地下水灌溉为主,并受到降水量的明显影响,地下水呈逐年下降趋势。由此不同变化趋势,提出渠灌区适度开采浅层咸水与渠水混合灌溉,扩大渠灌面积,减少井灌区面积,对缓和井灌区地下水位下降有重要意义。     

年调节平原型水库与地下水联合调蓄分析

本文以辽河石佛寺水库为例,介绍了年调节平原型水库与地下水联合调蓄的模拟分析方法,提出了为满足沈阳市城市供水,辽河应需保证的最少径流量。根据辽河石佛寺水文站的实测资料分析,辽河在枯水季节1～2月份径流量存在一定的风险,因此本文通过模糊带权马尔可夫链方法预测了未来19年1～2月份的径流量状态,并对其可靠性进行了分析,从而为水库地表水与地下水联合调蓄的供水规模及其运行方式提供了科学依据。     

基于库容分区运用的水库群生态调度模型

在不影响防洪、供水等现有利益格局的前提下,通过改善水库调度方式、发挥库群联合调控作用,提高生态供水保证率,是当前中国北方缺水地区流域水资源管理中的重大科学问题。把河流生态系统作为一个独立用水户,制订多用户分区运用水库群调度模拟规则,同时考虑调度方案对生态与发电的影响,建立水资源系统仿真模型,结合保证各用户供水保证率最大且尽可能均衡的目标函数,构建基于库容分区运用的水库群生态调度模型。将模型应用于海河流域滦河水系,提出了现状供水条件下潘家口、大黑汀和桃林口三大水库联合调度方案,绘制了水库群分区运用调度图,评价了调度方案对水力发电和下游生态系统的影响。结果表明,所提出的模型有效,水库群生态调度方案较之现行调度,可在不降低兴利和防洪效益的前提下,将河流生态系统供水保证率由46.9%提高到93.8%,生态水文改变度指标改善明显。     

千岛湖配水工程对钱塘江河口盐水入侵影响

杭州市第二水源千岛湖配水工程（简称配水工程）的实施将引起富春江水库下泄流量及过程改变,从而对钱塘江河口盐水入侵产生影响。建立考虑涌潮作用的二维盐度数值模型,在验证钱塘江河口潮位和盐度的基础上,预测配水工程实施对河口盐水入侵距离和重要取水口含氯度超标时间的影响。研究表明:配水工程实施后,上游富春江水库若按现状调度方案,对枯水年影响大,咸水上溯距离增加3.7 km,沿岸取水口的可取水时间缩短0.2~3.6 d,丰、平水年盐水入侵和引水前相当;通过水库的优化调度,可基本消除枯水年引水造成的盐水入侵影响。为减少配水工程实施的盐水入侵影响,采用水库的优化调度模式是必要的。     

基于取淡与流量控制的压咸调度方案研究

珠江三角洲素有"三江汇流、八门出海"之称,河网、河口系统之复杂在世界上首屈一指,咸潮活动也因复杂的水动力系统表现出异于世界其他河口的特点。同时,珠江三角洲人口众多、经济活动活跃,受咸潮影响人口超过1 000万人、取水规模超过1 000×104m³/d。为此,珠江防总从2005年起已连续8次实施了水量调度,提出了梧州压咸流量不低于1 800 m³/s的单一控制指标,保障了供水安全。在8次水量调度的基础上,根据咸潮与径流、潮汐的响应关系,分3个流量级提出了基于平岗泵站和联石湾水闸取淡目标的西江北江压咸补淡调度方案。     

大型复杂引水系统运行调度仿真模型研究

万家寨引黄工程运行调度系统是一个大型复杂引水系统.本文以该系统为背景,建立水资源供需分析、水库调度、地下水资源调蓄、水力瞬变输水过程、水文与工程数据采集处理等三个层次的计算机仿真模型,提出"水资源可持续利用量"的概念,研究系统的合理调度方案和特性参数以及满足未来用水需求,保证环境生态逐步恢复的管理策略,促进供水区水资源的可持续利用.     

凤滩水库降雨预报精度分析及应用研究

由于天气预报有限准确性,给水库电站调度造成不便,使水库效益难以充分发挥。分析凤滩水库流域天气降雨预报精度,研究流域对径流调节能力,探讨预报精度对水库调度决策的影响,探索运用实时降雨预报产品进行水库调度的方法。水库调度决策,暴雨以上注重降雨过程,依据提前5天的降雨预报;大雨注重降雨量值,依据提前4天的降雨预报;中、小雨注重降雨起讫时间,以实际降雨为依据,优化水库水位控制,提高洪水资源利用率,为水库创造可观的效益。