北京市防洪洪水系统输水预测与调度模型研究

本文通过对北京市防洪供水系统的分析与研究，提出了子系统划分与子系统内单元划分的方法；对圣维南方程组采用隐式差分格式代替微商，建立了渠道非恒定流实时预测模型，并有和牛顿－拉夫逊法迭代求解；将单元出流断面水位作为控制变量，单元放水流量作为决策变量，建立了防洪洪水系统实时调度模型，并用二分法的优化方法，对实时调度模型进行求解，应用本模型，编制了北京市防洪供水系统实时调度应用软件。     

集约型灌溉农业区供水系统优化调度技术研究

本文针对干旱地区集约型灌溉农业的供水特点，基于大系统分解协调技术中的目标规划法，用模拟技术生成子系统非劣解集，提出目标规划模拟方法，建立多水库供水系统目标规划模拟模型．在优化调度的基础上研究实时调度方法，并编制出操作性强的交互式实时调度软件．     

水库汛限水位实时动态控制模型研究

现行的汛限水位方法一般未能考虑预报信息，因而严重制约了水库汛期兴利效益的发挥。通过对实时调度中的可接受风险的研究，在调度期内控制防洪风险在可接受水平内；讨论实时调度与传统汛限水位之间的关系．由调度末水位耦合汛限水位，由此建立了带有机遇约束的水库汛限水位实时动态控制模型。结合三峡水库围堰发电期的汛期调度，进行了实例研究，结果表明，在不同的预报来水以及预报精度情况下，水库汛限水位实时动态控制模型能在不降低防洪标准的前提下，显著提高水库的兴利效益。     

关于水库防洪调度若干问题的探讨

笔者在分析了水库实时防洪调度与设计阶段防洪调度的差别后，对在实时调度可以较大幅度地提高水库效益的两种主要措施──分期防洪调度，预报调度，在实施中应注意的问题作了探讨，分期防洪调度应注意摸清分期洪水的规律；正确划分分期时段，按规范的规定和方法计算分期设计洪水；依分期设计洪水拟定分期汛限水位。预报调度必须细致地编制预报调度方案，尽快建设自动测报系统。挖掘水库潜力关键是对来水尽早，尽准确的预知，由于不要     

黑河流域水资源实时调度系统

本文结合黑河流域实际情况和流域发展的现实需求，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，并应用自适应控制方法，建立了流域水资源的实时调度系统，包括相互嵌套的实时调度预报子系统、实时调度决策子系统和实时修正子系统。实时调度预报子系统主要包括长期和短期径流预报、土壤墒情预报和需水预报；实时调度决策子系统包括长期和短期调度决策；实时修正子系统是根据采集的实时信息，进行长期和短期调度的修正。     

三峡水库动态汛限水位与蓄水时机选定的优化设计

阐述了三峡水库运行初期的调度规则，建立了实时调度模型。提出了防洪、发电和航运等指标体系，在此基础上，建立了用于动态汛限水位和蓄水时机优化的混合规划数学模型，并设计了一种混合编码方式，运用遗传算法对该模型进行优化求解。利用宜昌站1882～2001年实测日流量资料进行模拟优化，生成了一系列非劣解；然后运用模糊决策的方法，得到了相对合理的动态汛限水位与蓄水时机方案。结果表明，优化设计能权衡防洪与兴利之间的关系，充分挖掘汛初与汛末的潜力，提高三峡水库运行初期的综合效益。     

北京段南水北调实时水量调度系统设计与开发

南水北调中线全线通水后,北京市将形成复杂的供水系统。为适应新的供水系统,基于J2EE分层架构,开发了北京市实时水量调度系统。针对中线实际水量调度的情况,阐述了实时水量调度系统的设计思想、关键技术以及对水动力学模型接口的封装,展示了实时水量调度系统结合GIS平台与Flash的实现方案。该系统技术先进、实用可靠、界面友好,集地理信息系统、计算、显示、查询为一体,将为实时水量调度提供有效的技术支撑。     

水库(群)实时防洪调度进展

本文系统地回顾与总结了国内外实时防洪调度理论和模型研究的进展,着重分析了防洪系统的特性,认为实时防洪调度理论与模型的发展趋势是:①应用大系统理论来有效地克服库群防洪调度中的维数灾;②应用多目标风险决策理论来分析和评判防洪与兴利的矛盾及防洪系统内部的冲突;③利用群决策理论来协调大流域防洪调度中各地区、各子系统之间的矛盾。     

水库优化调度在大渡河流域洪灾中的实践与思考

防洪优化调度是流域梯级水库联合调度的一种模型。四川省防办将建立的防洪优化调度模型运用于大渡河＂2010.7.17＂洪灾流域梯级水库防洪调度实际中,并用遗传算法进行优化求解,优化调度共累计滞洪约2亿m3,占此次洪水24小时洪量的42%,取得了显著的效益。     

感潮河段洪潮补偿调度模型及其应用研究

基于洪水波运动规律及潮水周期性变化规律，建立了感潮河段洪潮补偿调度模型，并将模型应用于深圳市布吉河流域的防洪调度中。与常规调度方式相比，洪潮补偿调度方式在不影响下游防洪安全的情况下，能根据潮水周期性变化规律动态调整河道实际泄洪流量，以充分利用河道泄洪能力；减少洪灾风险。因此，洪潮补偿调度泄流决策比常规调度固定泄流决策更灵活，调度更合理，值得进一步研究和应用。     

不同运用方式下北京市多水源联合调度的泵水成本分析

应用北京市多水源联合调度模型,以弃水量和泵水成本为切入点,研究南水北调来水调入密云水库调蓄工程对供水系统的影响,以及考虑大宁水库防洪后系统调度结果的变化。研究发现,在南水北调多年来水条件下,若不启用南水北调来水调入密云水库调蓄工程,供水系统会发生大量弃水;启用该工程后,调蓄能力充足,系统不发生缺水或弃水事件,但会产生最高约每年5 000~7 000万元的泵水成本。考虑大宁水库防洪调度后,供水系统会产生每年几百到几千万方的弃水,反向调蓄成本和大宁补水成本也将增加,建议综合防洪和供水效益考虑大宁水库的调度运用方式。     

Basin/Reservoir System Integration for Real Time Reservoir Operation

This paper demonstrates the basin/reservoir system integration as a decision support system for short term operation policy of a multipurpose dam. It is desired to re-evaluate and improve the current operational regulation of the reservoir with respect to water supply and flood control especially for real time operation. The most innovative part of this paper is the development of a decision support system (DSS) by the integration of a hydrological (HEC-HMS) and reservoir simulation model (HEC-ResSim) to guide the professional practitioners during the real time operation of a reservoir to meet water elevation and flood protection objectives. In this context, a hybrid operating strategy to retain maximum water elevation is built by shifting between daily and hourly decisions depending on real time runoff forecasts. First, a daily hydro-meteorological rule based reservoir simulation model (HRM) is developed for both water supply and flood control risk. Then, for the possibility of a flood occurrence, hourly flood control rule based reservoir simulation model (FRM) is used. The DSS is applied on Yuvac?k Dam Basin which has a flood potential due to its steep topography, snow potential, mild and rainy climate in Turkey. Numerical weather prediction based runoff forecasts computed by a hydrological model together with developed reservoir operation policy are put into actual practice for real time operation of the reservoir for March – June, 2012. According to the evaluations, proposed DSS is found to be practical and valuable to overcome subjective decisions about reservoir storage.     

基于广义联系度函数的城市防洪标准方案优选模型

城市防洪标准方案优选是城市洪水灾害风险管理系统的重要组成部分,可为城市适应环境变化和应对洪水带来的自然灾害等方面提供科学的决策依据。城市防洪标准方案优选的本质是复杂系统多因素评价问题,其研究难点是如何有效地将多属性指标综合成一维单指标形式,由此实现一维单指标的方案优选。为此,针对标准集对分析方法(SPA)联系度计算时如何确定差异度系数i的难点,从投票模型原理出发,进一步分解差异度,再次分解为同一度、差异度和对立度,提出了基于集对分析广义联系度函数的复杂系统方案优选模型。将上述模型进行应用,计算结果表明:该模型物理概念清晰、计算过程直观、易于理解,能较好地表征不同方案不同指标之间的差异情况。     

水库防洪与补源优化调度及其风险分析

本文从洪水资源化与水资源可持续开发利用的角度建立水库防洪与补源优化调度的数学模型。利用流域产汇流模型计算入库洪水，并考虑短期降雨预报信息，将交互式生成技术与动态规划模型相结合来优化水库的调度方案，给出考虑洪水预报和降雨预报误差的水库防洪与补源优化调度风险率的定义与计算方法。将此模型和风险分析方法应用于大连市碧流河水库的防洪与补源联合优化调度中，对其风险值和补源效益进行了分析与计算。结果表明与常规调度相比，引洪补源优化调度能提高洪水资源利用率，补源效益十分显著。     

面向金泽水库取水安全的太浦河多目标联合调度研究

为强化上海市黄浦江供水系统的重要组成部分金泽水源地取水安全,又兼顾太湖流域及太浦河沿线区域防洪、供水需求,开展了太浦河太浦闸与沿线88个闸控口门的多目标联合调度研究。在分析太浦闸及两岸河道现有调度方式的基础上,拟定了两类共10个联合调度方案。采用细化后的太湖流域水量水质模型,对各调度方案进行了模拟。然后,构建了反映防洪、供水、水环境需求的多目标函数,采用蚁群优选算法对所有调度方案进行了优选。结果表明:与现状调度方案相比,太浦闸同时根据太湖水位和金泽断面水质情况加大下泄流量,同时太浦河沿线河道闸门有序控制,可显著提高金泽水源地关键水质指标达标率、抬升金泽水源地最低水位,又基本不影响流域及区域其他调度需求。     

A Triple-stage Operation Method for Deriving Operation Rules for Cascade Reservoirs during Catastrophic Flood Events

Alleviating flood stress and reducing flood disaster losses are vital issues when operating flood control systems. To address catastrophic floods, this study establishes an optimal flood control operation model for minimizing the excess flood volume of downstream flood control points. A triple-stage operation method (TSOM) is proposed to solve the model by dividing flood control operation processes into three stages. The constructed model is applied to the operation of a flood control system located in the middle and lower reaches of the Ganjiang River, China. The results demonstrate that the TSOM has superiority in solving efficiency, reducing excess flood volume by more than 30–230 million cubic meters compared with the progressive optimality algorithm (POA) for most designed floods with 500-year return periods. Furthermore, the discharge and water level processes created by the TSOM fluctuate less than those created by the POA, which meets the requirements of practical flood control operations.

     

尼尔基水利枢纽汛期洪水分期分析研究

本文根据嫩江流域暴雨洪水成因、洪水统计规律以及尼尔基水库的特性论述了尼尔基水利枢纽汛期洪水的进一步分期,为充分发挥尼尔基水库的防洪和兴利作用,解决好防洪与兴利矛盾,合理进行水资源的优化配置,为水库安全运行提供基本条件和保障。     

丹江口水库汛期水位动态控制方案研究

丹江口水库加高完成后,为保障汉江中下游防洪安全和南水北调供水的顺利进行,防洪和蓄水的矛盾更加突出,根据目前的蓄水方案,蓄满率可能进一步降低。以62 a实测洪水资料为输入,对丹江口水库的运行方式进行了模拟调度和预泄能力分析,并根据汉江流域洪水特性,提出了不同时期丹江口水库的运行水位动态控制方案。根据提出的运行方案,丹江口水库在保证各项设计功能正常发挥的前提下,可进一步挖掘水库的防洪效益,并做到风险可控,供水保证率可提高10%左右,发电效益可增加5%左右。     

面向多区域防洪的长江上游水库群协同调度模型

长江上游水库群是长江流域防洪工程体系的重要组成部分,承担着水库所在河流、川渝河段以及长江中下游的防洪任务。长江流域面积广大,水系众多,洪水地区组成与遭遇十分复杂,防洪需求众多,防洪对象分散,且要兼顾发电、航运、供水、生态、库区安全等多种因素,水库群防洪调度面临大规模、多区域、多层次等协同调度技术难题。以长江上游25座控制性水库为研究对象,基于防洪格局和防洪任务将水库群防洪调度划分为核心、骨干和群组水库,阐明了水库群多区域协调防洪的调度节点和角色定位,提出了兼顾"时-空-量-序-效"多维属性的模型功能结构,构建了长江上游水库群多区域协同防洪调度模型,并在长江流域防洪调度形成示范应用,以挖掘长江上游水库群防洪调度潜力,进而提升长江流域防洪调度管理水平。     

城市供水实时调度模型研究

依据北京市供水系统明渠输水的3种工况,建立了渠道有水状态和无水状态的供水调度模型。在对供水系统进行概化的基础上,选取京密引水系统为研究对象进行供水调度计算。从京密供水系统的特点和实际运行的角度出发,重点对京密引水渠道有水状态下的水位、流量及渠段水位传播时间进行了模拟。结果显示,模型计算合理,可为京密供水系统调度运行提供决策支持。