基于小量级降雨预报的水库汛限水位动态控制风险分析

建立基于降雨预报的汛限水位动态控制风险模型,以定量评估动态控制给水库防洪管理带来的风险。统计分析了"无雨"或"小雨"预报的精准性,建立了考虑"无雨"或"小雨"漏报、校核洪水发生的频率、汛限水位控制值域、洪水调度方式等条件下的汛限水位动态控制风险模型,并以近似的频率分布曲线族替代概率分布函数进行模型求解。以汉中市石门水库为例,分析了石门水库的蓄泄能力,提出了流域24小时预报"无雨"时抬高汛限水位至617.5m,预报"小雨"时抬高至617.0m,且"无雨"或"小雨"漏报时采用动态控制的调度方式,其最高洪水位超过水库设计洪水位的理论风险均在可接受范围内。汛限水位动态控制可有效提高雨洪资源的利用率,建立基于降雨概率的调度风险分析模型可定量估计可能发生的风险,为决策者提供参考依据。     

实时预蓄预泄法汛限水位动态控制与应用

在总结已有研究成果的基础上,指出研究实时汛限水位动态控制方法与应用的必要性,并阐述了水库实时预蓄预泄动态控制汛限水位的基本思想和数学表达,介绍了该方法在碧流河水库2005年"8.8"洪水实际调度中的应用.分析结果表明,"8.8"洪水预蓄预泄调度过程,在不增加水库及上下游防护对象风险的前提下,能抬高汛限水位,增加水库蓄水,比常规的调度方式多拦蓄洪水0.4亿m3,经济效益较为显著.     

基于随机微分方程的防洪调度风险分析

汛限水位动态控制能在不降低水库防洪标准的条件下提高水库兴利效益和水资源利用率,该文以万家寨水库为研究背景,建立了汛限水位动态控制下的防洪调度风险分析模型。水库后汛期洪水样本较少,基于典型洪水过程,通过随机微分方程引入水文不确定因素,采用基于随机微分方程的调洪演算分析防洪调度风险。实例结果表明:水文因素的随机性是万家寨水库后汛期防洪风险的主要影响因素,得出了各汛限水位方案下的调洪最高水位。后汛期汛限水位动态控制,可不降低大坝的防洪安全标准显著增加水库的兴利效益。     

汛限水位动态控制方案优选方法及指标体系研究

基于汛限水位实时动态控制的新理念,提出汛限水位实时动态控制方案的决策方法及其实施步骤.引入洪水与兴利连续长系列调节方法并采用PowerBuilder 8.0开发相应的系统软件计算水库的兴利效益,给出汛限水位动态控制风险率和风险损失的定义与计算方法.在此基础上,选取部分兴利效益指标和风险控制指标构建汛限水位实时动态控制决策方案优选的多指标评价体系.最后以大连市碧流河水库为例,采用多目标模糊模式识别理论模型对汛限水位动态控制方案进行优选计算,进而确定了水库实时调度过程中汛限水位动态控制的满意决策方案.     

水库洪水资源化调度初探

洪水资源化具有鲜明的时代特征,其利用矛盾的对立统一性原理,可有效地实现由控制洪水向洪水管理的转变.水库具有洪水资源化能力,优化水库防洪参数和规则,进行水库洪水资源化调度是一种直接、经济的非工程措施,可高效地利用雨洪资源、变汛期水为非汛期水.本文提出,水库洪水资源化调度的主要内容包括汛限水位设计和汛末蓄水研究,其中汛限水位研究包括分期汛限水位和汛限水位动态控制方法,汛末蓄水研究包括蓄水时间选定和相应的蓄水方式,并指出水库洪水资源化调度中尚存在设计洪水的不确定性、设计洪水过程线的频率意义不明晰、设计洪水与设计暴雨的频率不一致、气候变化和人类活动影响条件下的水文频率分析、分期设计洪水与年设计洪水关系、分期防洪标准的确定、预报误差规律分析以及动态控制的安全性、水库洪水资源化调度的管理机制等理论问题,并指出了研究方向.     

水库群联合防洪预报调度方式及汛限水位研究

根据太子河流域库群特点,进行了观音阁、汤河水库仍按原调度方式．葠窝水库采用预报调度方式的库群联合预报调度及葠窝水库汛限水位研究．结合葠窝水库的具体情况,以实际入库流量作为主要判别指标,并以观-葠区间累积净雨作为辅助指标,运用预报调度理论,将葠窝水库的汛限水位抬高了1．40m．效益、风险分析结果表明：太子河流域实施库群联合预报调度,在不增加上下游防洪风险的前提下,能显著提高发电和供水效益．     

提高水库汛限水位动态研究

针对龙河口水库除险加固后主汛期汛限水位偏低,使相当一部分雨洪资源不能得到很好利用的局面,在分析工程运行情况的基础上,考虑大坝安全和下游防洪标准的前提下,分析各种强度暴雨下形成的洪水对动态提高水库汛限水位的风险进行分析。     

基于混合智能算法的三峡水库汛限水位动态控制研究

为充分发挥三峡水库的防洪兴利效益,利用水文、气象预报,实施动态汛限水位控制运行具有重要的意义.考虑调度期实时防洪风险约束,建立实时调度与汛限水位动态控制模型,设计混合智能算法,对模型进行优化求解.利用宜昌站汛期实测日流量资料进行模拟调度,得到汛限水位动态控制结果.结果表明,汛限水位动态控制能权衡防洪风险与兴利关系,在一定条件下,适当提高水库运行水位,可以在保证防洪标准不变的前提下较大幅度提高水库的兴利效益.     

浅谈水电站提高水能利用率“分期抬高汛限水位”的方法

我国大部分地区属季风气候区,多数河流的洪水由暴雨所致,暴雨特性和量级大小在整个汛期内的不同时候有所不同。为提高水库综合利用效益,我国学者对如何利用暴雨洪水的季节性变化特征确定汛期分期,利用水库分期汛限水位调控洪水资源,缓解水库防洪与兴利的矛盾进行了有益的探索。传统的汛限水位确定方法是通过设计洪水调洪演算途径得出的。“分期抬高汛限水位“充分利用天然径流量的有效措施,同时起到减少水头损失的效果。     

肯斯瓦特水库极限防洪的风险分析

本文采用Pettitt非参数检验法和基于可变模糊集的变异点检测法对肯斯瓦特水库1955—2014年入库融雪洪水年最大洪量序列进行非一致性检验,结果表明:年最大一日洪量序列在1993年发生变异,年最大三日、七日和十五日洪量序列在1995年发生变异;利用"分解-合成"理论对其进行一致性修正,得到现状条件下年最大洪量序列,通过同频率放大法得到不同频率下设计洪水,将其作为水库入库融雪洪水过程,按水库防洪调度规则进行调洪演算,通过频率分析法对现状条件下水库极限防洪风险率进行分析,得到现状条件下极限防洪风险率为0. 123 7%,同时采用三角模糊数风险分析法给出不同置信程度对应的极限防洪风险的模糊区间。本文研究结果可为肯斯瓦特水库实施动态汛限水位控制、充分利用汛期洪水资源和提高水库防洪效益提供科学的理论指导。     

高陂水利枢纽超蓄淹没动态模拟及实景三维可视化

为研究水库洪水调度情况下的超蓄淹没风险,以韩江高陂水利枢纽为研究对象,基于二维浅水波方程和Villemonte堰流公式构建了库区超蓄淹没模型,模型合理可靠。考虑实际来水和调度方案的不确定性,模型中引入来水、调度方案等动态因子,实现了高陂水利枢纽超蓄淹没风险动态分析模型,并基于三维实景建模技术,实现了任意来水、调度方案下的超蓄淹没三维可视化模拟展示。研究成果可为高陂库区超蓄淹没风险预警预报、水库调度运行、避洪转移、防洪措施制定完善等工作提供决策支撑,也可为其它水库提供借鉴作用。     

沮漳河堤防加固前后洪水过洪能力分析

沮漳河干流一直是宜昌市防洪重难点,防洪矛盾突出．1996年7月和2007年7月（9607、0707）沮漳河出现两次较大洪水．水文监测表明：9607沮漳河河溶站洪峰流量为2380m3／s,洪峰水位50．15m,在进行防洪加固后,0707河溶站洪峰流量为1950m3／s,对应洪峰水位却达到50．07m,不合常规．通过多因素对比分析,结果表明：洪水涨落率、糙率与水面比降影响因子、水库调度是导致该异常的主要原因,借此为汛期防洪安全及工程设计提供科学依据．     

雪野水库洪水风险管理研究

随着经济的发展和社会的进步,城市水资源缺乏的问题日益严重.运用漫坝风险分析理论,综合考虑影响漫坝的洪水、风浪、库容、泄水能力四方面的不确定性,建立了雪野水库大坝对抗洪水系列与风浪系列联合作用下的漫坝风险模型,对雪野水库漫坝安全做出评价.结合下游河道的泄洪能力、淹没范围等具体情况,通过风险计算及分析比较,提出了相应的水库优化调度方案,使水库在不增加工程投资的情况下,调蓄能力增加了1988万m3,提高了水库的经济效益和社会效益.     

基于滞后效应和防洪调度的大坝渗流预测模型研究

降雨和库水位对大坝渗流表现出一定的滞后性和非线性,且降雨和库水位之间本身又存在一定的耦合关系,渗流的机理比较复杂.汛期降雨多,管理部门需要对水库库容进行防洪调度,水位变化比较频繁,导致汛期渗流波动较大.分析了水位和降雨对大坝渗流的滞后效应,简要介绍了汛期水库的洪水预报和防洪调度,建立了基于滞后效应和防洪调度下的大坝渗流监控模型.以某拱坝为例,对汛期内的大坝渗流进行了预报,预报精度较好.     

基于时变可靠度的水工建筑物防洪风险估算

根据时变可靠度原理,充分利用已有年内所有的洪水信息,建立了水工建筑物在不同使用期、遭遇不同标准洪水下的防洪风险估算模型．结合南水北调中线总干渠的滏阳河渡槽进行了实际应用,给出了其在不同使用期内、不同的设计标准下水工建筑物的防洪风险概率结果表明,水工建筑的防洪风险与使用期和设计标准有着密切的关系,使用期越长,采用设计标准越低的水工建筑的防洪风险越大,相反,使用期越短,采用设计标准越高的水工建筑的防洪风险越小,这个规律符合水工建筑的实际情况．     

龙羊峡近坝库岸滑坡群稳定性分析及预警技术研究

通过对龙羊峡水库蓄水前后边坡地质环境的长期监测,将库岸变形破坏分为完整地层岸坡和滑坡堆积体岸坡的破坏形式,对高库水位条件下的库岸稳定性进行了计算.在计算分析的基础上,对汛限水位抬高至2594m后岸坡的可能的失稳方式、下滑量和潜在失稳边坡涌浪高度进行了评价.结果表明:在2594 m库水位时,可能失稳的为龙西边坡;在2600 m库水位时,可能失稳的为龙西和农场边坡;可以龙西和农场边坡300万m3下滑量作为坝库岸滑坡涌浪高度的评价标准,在此期间确定汛期运行水位时可预留3~4 m的涌浪高度.     

基于风险分析的防洪研究

考虑到只要是以现今的资源去换取未来的期货,失败的风险总是不可避免的,而传统水库设计程序仅考虑抵御或防止相当设计标准的洪水,依据现代防洪的理念,基于风险分析的规划设计防洪减灾体系程序,全面考虑所有可能发生的事件引发的灾害后果,既包括低于设计标准的常遇事件,也包括超标标准的稀遇事件。     

桓仁水库汛限水位动态控制决策支持表研制

针对水库汛限水位动态控制方案的具体化和可操作性问题,依据水库调洪计算原理和流域水量平衡原理,研制了桓仁水库汛限水位动态控制决策支持表.由此套表,即可根据实时和预报的水雨工情信息,确定面临时刻允许控制的库水位值及控泄流量等,方便水库调度技术人员和决策人快速查算、决策.该研究方法可供我国调节性能较高的大型水库(水电站)汛期洪水退水段库水位实时控制借鉴参考.     

太湖流域超标特大洪水风险预警系统建设及应用

为做好超标洪水调度、保障流域防洪安全,开发建设了由基于水文水动力学耦合的超警超保风险区域预警模型与基于水文学法的洪水淹涝风险快速评估模型共同组成的超标特大洪水风险预警系统,该系统在太湖流域预报调度一体化系统中通过智能交互方式进行模型与系统的紧密集成,实现了预报调度成果的可视化。基于水利一张图的超警超保与淹涝动态展示,实现了预报产品从点到面、从常规预报到影响预测的突破,以及洪水风险由静态评估向实时快速动态分析的转变。应用结果表明：系统在2020年太湖流域性大洪水中累计发布超警超保风险提示39期、洪水淹涝风险评估4期,预测结果与实际基本一致,为科学调度防御超标洪水提供了技术支撑,避免了江苏省苏州市3万多的人员转移,有力保障了太湖流域防洪安全。