三峡工程至上游水库区间可能最大洪水估算

为分析长江三峡工程的防洪效益,本文根据三峡至上游拟建(至2030年)大中型水库区间(29万 km~2)的自然地理、水文气象和暴雨洪水特性,并结合历史洪水资料丰富的特点,采用暴雨天气组合法和1870年洪水模拟放大法,估算了该区的可能最大降水,用“差值法”推求出可能最大洪水。结果表明,区间暴雨量占三峡以上总暴雨量的61～83%;区间可能最大洪峰流量为94000～100400m~3/S;三峡以上全流域产生可能最大洪水条件下,即使上游水库的防洪库容全用于削减三峡洪水,也只能减少洪峰流量19000m~3/S,从而显示出三峡工程的防洪效益不能被上游水库群所替代的优势.     

基于地貌扩散和水动力扩散的流域瞬时单位线研究

流域汇流是地貌扩散和水动力扩散共同作用的结果。用宽度函数描述地貌扩散,用河道响应函数描述水动力扩散,从而导出了流域地貌瞬时单位线的表达式。建立了长江三峡区间沿渡河流域的数字高程模型(DEM),由此自动生成了该流域水系,并提取了流域地貌瞬时单位线公式所需的地貌信息。23场洪水的检验结果表明:所建议的流域地貌瞬时单位线公式用于流域汇流计算具有较高的精度。     

资水桃江站2016～2017年“姊妹”洪水分析

桃江站是湖南省资水流域控制站,其洪水组成较为复杂,发生较大洪水的频次高。从历年大洪水发生情况来看,大都是前后年份接连发生,如1954～1955、1995～1996、1998～1999年,即水文上习惯称其为"姊妹"洪水。主要针对桃江最近2016、2017年"姊妹"洪水,从资水流域概况、柘桃区间降雨情况、区间洪水过程及桃江洪水组成等方面做对比分析,为防御桃江"姊妹"年洪水提供参考。     

鳌江流域洪水预报调度决策支持系统

位于浙江省温州市南部的鳌江是一条洪水灾害频繁的河流.介绍了鳌江流域洪水预报调度决策支持系统的总体设计、功能模块、逻辑结构、模型组织以及应用水文学及水力学的方法对流域洪水演进过程进行模拟计算的方法等,建立了一个可以在中小流域推广应用的防洪预报调度系统.     

枯溪水电站入库洪水实时预报模型研究

从枯溪水库流域的实际出发,提出了区间流域洪不实时预报耦合模型以及实时跟踪模型的动态参数算法,并进行洪水实时预报,取得了令人较为满意的预报效果。     

黄河小花区间暴雨径流过程分布式模拟

提出了一种松散偶合型结构的分布式水文模型,模型以小时为时段,主要用于洪水模拟。模型构建在DEM的基础上,由数字流域、单元网格模型、河网汇流模型、水库调蓄模型和图形用户界面(GUI)等5部分构成。通过GUI可以实现模型的输入、参数选择和运行输出。模型适用于人类活动较少的、半湿润和半干旱地区,在黄河小浪底-花园口区间洛河卢氏以上流域得到应用。     

三峡为中心的长江防洪系统实时优化调度模型研究

主要介绍以三峡为中心的长江防洪系统联合调度运行的数学模型--洪水模拟模型和水库优化调度模型.前者包括水文学洪水演进模型,一维非恒定流模型,一维和二维组合洪水模拟模型,荆江分洪区与洪湖分洪区联合运用模型,用于反映洪水在河湖中的运动及防洪措施蓄泄效果;后者由总体控制模型与模糊决策,大系统解耦以及网络分析等模型组成,用于确定使库群起到最佳防洪效果的优化调度策略.     

月潭水库洪水预报模型研究及水库建设对黄山市中心城区的水文效应分析

洪水预报是水库科学调度的关键依据,本文利用流域水文模拟方法,分别建立月潭水库洪水预报模型、建库后水库～屯溪区问流域水文模型及水库～屯溪之间河道演算模型,并基于成果,选择历史典型洪水,分析月潭水库建设对黄山市屯溪中心城区的防洪效应.     

洮河流域岷县水文站洪水预报研究

洮河是黄河上游一条重要河流。岷县水文站是洮河中游控制站,担负着水文资料收集和为当地防汛提供水文情报预报的工作,同时对下游城市及河道水库有洪水预警预报责任。本文结合洮河上、中游流域特性,经过大量实测水文资料分析研究,根据上下游相应水位(流量)预报法建立了流量线性回归关系,由上游下巴沟水文站及区间入流得出关系式为Q岷县=Q上合+3. 91 Q多坝+41用于洮河岷县站洪水预报,经模型精度评定和实际作业预报,取得了令人满意的效果,具有较广的实用价值。     

基于DEM的三峡区间洪水淹没范围模拟

基于栅格型数字高程模型，采用VC 6．0和MapObjects进行三峡区间的洪水淹没模拟，包括数字高程模型数据的预处理、矢量与栅格数据的一体化管理、无源淹没和有源淹没分析模拟。应用结果表明：洪水淹没区范围可以准确计算，洪水淹没过程的动态可以清楚地图示，这为灾情评估和防洪决策提供了科学依据。     

基于动库容曲线的水库调洪高水位查算方法研究

河道型水库因动库容特性显著,传统的静库容调洪方法难以适用,研究动库容调洪方法是亟待解决的问题。当坝前水位爬升到最高点时,库区内的洪水演进到达一种临界状态,库区内的水文、水力条件相对稳定,在出库流量和入库流量一定的情况下,可望获得最高坝前水位与同时刻库容之间良好的对应关系。依托三峡库区水文水动力耦合预报模型,建立了一组以出库流量、入库流量为参数的动库容曲线,以供调洪时快速查算最高坝前水位。采用2009年以来三峡水库16场场次洪水资料,检验所建动库容曲线的合理性。结果表明,各场洪水的最高库水位查算值与实况平均偏差仅0.20m,证明建立的基于动库容曲线的三峡水库最高库水位查算方法具有较好的实践价值。     

三峡蓄水后库区洪水波传播规律初步分析

三峡水库蓄水后,原天然河道变成水库回水区,库区内洪水传播特性发生显著变化,且不同库段内洪水传播特性随库水位及上游来水条件而改变。针对三峡蓄水后库区水力条件变化,基于MIKE11模型模拟计算不同库水位及来水条件下洪水波在库区传播时间,以及影响洪水波传播的水流速度,运动波、动力波传播速度等因子,通过对计算结果验证与分析,初步揭示了三峡库区内不同库段在各种来水条件下的洪水波特性以及变化规律。     

三峡水库动态汛限水位洪水调度风险指标及综合评价模型研究

汛限水位是综合利用水库运行和调度的重要参数之一,也是协调防洪和兴利矛盾的焦点所在。现行的汛限水位过多地考虑了小概率洪水事件,不能充分挖掘水库汛期的兴利效益,因此,采用动态汛限水位进行调度,对综合利用水库的运行具有重要的理论意义和实用价值。根据三峡水库围堰发电期的调度规程,建立预报预泄调度模型,采用宜昌站1882-2001年汛期实测日流量资料,实现了考虑预报信息的动态汛限水位洪水调度模拟;提出了多目标风险指标体系;计算了9种动态汛限水位方案下的风险指标值,通过综合评价模型对各方案进行比较和优选,得到了相对合理的动态汛限水位方案。     

考虑综合利用要求的三峡水库提前蓄水方案

采用三峡水库汛期分期方案,将蓄水时间提前至汛末期,综合考虑上下游防洪、发电、通航和蓄满率等要求,建立了多目标蓄水调度模型,构建了"优化-模拟-检验"的算法流程,采用遗传算法进行求解。结果表明,最优方案在满足上下游防洪安全要求的前提下,蓄水期可增发电量17%,减少弃水44%,蓄满率和通航保证率显著提高。通过对汛末期防洪库容进行科学划分和对蓄水调度图进行优化,既确保防洪安全又最大限度挖掘兴利效益,为研究水库汛末蓄水调度问题提供了一种新的思路和方法。     

山丘区变动产流层分布式水文模型

基于山坡水文试验的新认识, 提出变动产流层概念, 将壤中流的描述从单一的土壤层间拓展到土壤-风化基岩界面, 通过对壤中流形成及发展过程的精细刻画, 实现了蓄满-超渗产流及其转换机制的统一描述。基于变动产流层概念, 根据运动波模型理论, 推导了单元网格的超渗/饱和地面径流、壤中流的计算公式, 利用非线性水库计算地下径流量, 采用二维扩散波进行地表汇流、一维扩散波进行河道汇流, 建立了面向山丘区的变动产流层分布式水文模型(VRGL)。对典型湿润山丘区的屯溪流域2010—2019年共24场洪水进行模拟, 结果显示: 洪峰流量和洪量的相对误差均在±20%内, 确定性系数在0.84左右, 表明VRGL具有较高的精度, 可用于山丘区洪水预报。     

三峡水库汛期控制水位及运用条件

随着长江上游梯级水库的陆续建成投运，三峡水库的水文情势和功能需求与设计条件相比发生了显著变化，仍维持固定的汛限水位运行已不能适应新形势需求。本文通过辨析三峡水库设计阶段汛限水位的设置条件，挖掘流域洪水特性和洪水遭遇规律，论证三峡水库汛期运行水位动态控制的可行性。结果表明：① 三峡水库设计推求的汛限水位145 m的适用条件是应对流域性大洪水，而流域性洪水发生概率小且特征明显，可以通过水文水情分析提前预判。② 根据流域洪水类型、洪水分期和遭遇规律，预判发生区域性大洪水时，三峡水库6月初至梅雨期结束汛限水位按145 m设置，从梅雨期结束后逐渐提高水位，8月20日后过渡到155 m。③ 在考虑上游水库群联合调度和气象水文预报的配合下，正常年份三峡水库汛期运行水位可在155 m上下浮动，并考虑提前蓄水。④ 三峡水库汛期运行水位动态控制，不会增加防洪风险和库区淤积风险，对中下游江湖关系和水文情势有利，可显著提高发电、航运、生态保护和供水等综合利用效益。     

水库调洪演算的随机数学模型

以介于微分方程和概率论之间的边缘数学分支随机微分方程的数学模型,对水库调洪过程中的随机现象和规律进行数学描述和分析,试图全面正确地综合各种不确定性因素对库水位随机过程的影响.根据水库蓄洪量具有Wiener过程特性的分析,推导了带有随机输入项和随机初始条件的调洪演算Ito方程.在此基础上,运用Fokker-Planck向前方程,求介了调洪过程库水位的概率密度分布.计算成果表明,运用随机微分方程进行水库的调洪演算,有利于正确分析水库调洪的随机过程和进一步开展水库泄洪风险分析.     

三峡水库中期水文气象耦合预报应用试验及探讨

长江三峡河道因水库建设已成为水库库区,三峡河道原有产汇流规律的改变,造成水情预报有效预见期大幅缩短。随着近年来降雨预报水平逐渐提高,利用定量降水预报增长有效预见期已成为可能。因此,以探讨如何更好开展中期水文气象耦合应用为目的,以三峡入库日平均流量预报为对象,利用中期降雨预报信息,提出一种开展中期水文气象预报耦合试验方案及影响中期耦合预报试验的主要因素及改进方向。试验结果表明该耦合方法的应用是可接受的,具有一定的应用推广价值,可供大中型水库开展中期预报时参考。     

考虑水文预报误差的三峡水库防洪调度图

分析三峡水库入库流量短期预报结果,采用非参数方法估算预报相对误差的概率密度函数。以防洪为目标,同时兼顾发电、通航等要求,建立了防洪调度模型,采用差分进化算法求解,得到了汛期防洪优化调度图。通过比较不考虑预报、现有预报方案、准确预报3种情况的调度结果,分析了水文预报误差对防洪调度的影响。结果表明,无论考虑预报与否,与现有设计方案相比,汛期防洪优化调度图的发电量都增加,弃水减少,削峰率有所提高;而考虑预报信息有助于调控洪水,提高预报精度有助于增加水库抵御大洪水风险的能力;基于模拟现行作业预报方案,汛期防洪优化调度图比设计调度方案发电量增加5.3%,弃水减少5.9%,削峰率提高1.7个百分点,防御1000年一遇设计洪水的能力大大提高。