基于自优化模拟技术的水库供水风险分析方法及应用

针对来水与用水的不确定性,采用随机模拟技术生成供水水库来水、用水序列,并以此为基础应用自优化模拟技术建立了以供水量最大、弃水量最小为目标的供水水库调度模拟模型.根据风险分析基本理论,对水库调度结果进行供水风险分析.以南水北调中线水源地丹江口水库为例说明模型的应用.结果表明,采用随机模拟技术与自优化模拟调度相结合的方法能为水库提供最优调度方式,保证了各时段所需的供水量,也有利于降低供水风险.     

自优化模拟及其在南水北调东线工程中的应用

本文在常规的模拟技术基础上,增加在线辨识、控制等环节、对模拟过程施行自适应目标控制,提出了一种多水库联合最优调度的自优化模拟模型。并针对南水北调东线一期工程五湖泊大型复杂系统,研究了时、空顺序不同的模拟过程的功能特点,采用顺、逆时序和顺、逆流向结合的模拟控制技术以及交替放松约束并随后收紧的措施,处理决策控制的后效性,提出了“逐次收紧约束自适应目标控制模拟技术”,在实践中成功地实现了模拟模型自行优化的目的。在实例计算中,解决了五个湖泊联合运行的优化调度问题,证明了自优化模拟模型具有仿真性好、收敛速度快、计算时间仅随水库数目线性增加的优点,开辟了一条多水库系统最优调度的新途径。     

潇湘水库入库径流随机模拟

针对潇湘水库的实测入库径流资料，采用了数学模型与模拟模型相结合的随机动态规划模拟模型，对萧湘水库的年径流的模拟采用了一阶自回归模型，对于月径流的模拟，则采用了相关解集模型来模拟，通过对水库入库径流的模拟，得到水库的入库径流过程。     

龙羊峡水库初始水位和出库流量的相关影响分析

本文结合黄河上游梯级水库联合调度的特点和龙羊峡、刘家峡水库防凌运行方式,综合考虑黄河上游梯级发电量和青海电网电量平衡,建立了黄河干流上游梯级水库防凌优化调度模型,对龙羊峡水库初始水位和出库流量的控制策略相关问题进行了定量影响分析,并采用自优化模拟技术对模型求解。通过实例验算,证明该模型是可行的,分析结果对龙羊峡水库调度...     

综合利用水库水量水质统一调度模型

水库水量水质统一调度是水资源可持续管理的一项重要内容。本文以河北省洋河水库为例，建立了引水、供水、灌溉、防洪等综合利用的水库水量水质统一调度大系统多目标分解聚合模型，给出了变动惩罚系数多维多目标离散微分动态规划与自优化模拟技术相结合的兴利调度方法、变罚系数离散微分动态规划防洪调度模型和水库富营养化模拟算法。     

黄河干流骨干水库综合利用调度模型研究

基于黄河干流骨干水库统一调度的思想,建立了满足黄河干流骨干水库综合利用调度模拟的模型框架,对龙刘(龙羊峡、刘家峡)水库综合利用调度模拟模型、宁蒙河段冲淤计算模型、中游水库调度和泥沙冲淤计算模型、黄河下游河道泥沙冲淤计算模型和水资源供需平衡模型等5个模型进行整合,构建了黄河干流骨干水库综合利用模拟模型,为评价已建水库的综合效益和进一步完善水库优化调度方案提供了技术支撑。     

考虑分级防洪目标的梯级水库汛控水位调度模型及应用

围绕中小洪水减压、大洪水保安和特大洪水降损等防洪目标，构建了面向分级防洪目标的梯级水库汛控水位优化调度模型，针对不同频率设计洪水，基于“模拟-优化”框架，采用仿生进化算法对调度模型进行了高效求解，并利用熵权法对调度方案进行了多目标评价，比选了梯级水库汛控水位方案。以金沙江中下游6个梯级水库和三峡水库组成的梯级水库为研究对象，研究结果表明：相比原汛限水位方案，在不降低原防洪标准的前提下，选定的方案可使梯级水库水位抬高0.36～6.22 m,发电量增加6.28亿～19.26亿kW·h,增幅为1.18%～4.27%,经济效益显著，可为梯级水库汛控水位的规划设计提供技术支撑。     

雅砻江下游梯级水库综合调度规则优化方法

以综合运行水位控制线、防弃水线、防破坏线、防洪限制水位和死水位作为水库调度指导线,并构成水库调度图,围绕该调度图制定水库综合调度规则,进而建立了调度图模拟-优化模型。选取雅砻江下游梯级水库作为研究对象,采用模拟-优化技术对调度图进行优化。采用优化后的调度图指导水库群模拟运行,模拟运行结果验证了该调度图具有良好的可操作性和实用价值。     

西江骨干水库群抑咸调度的自优化模拟模型

随着近年来珠江河口地区咸潮上溯,西江流域骨干水库群作为一复杂的混联系统,如何在满足水库综合利用需求下实现抑咸调度是亟需解决的重要科技问题。为此,以控制节点抑咸流量为目标,将模拟与优化方法相结合,利用自优化技术,建立了西江流域骨干水库群抑咸调度的自优化模拟模型。并以特枯年份实测流量进行算例分析,研究成果表明,所建模型仿真程度高,计算速度快。     

沟水坡水库溢洪道弯道水流数值模拟

溢洪道是确保水库安全的“太平门”,水库工程的关键组成部分，其设计和布置合理与否，直接影响到水工建筑物的安全。为了验证沟水坡水库溢洪道除险加固方案设计合理性和优化的可能性，基于沟水坡水库溢洪道模型试验水面线实测数据，采用CFD数值仿真方法，结合VOF水气两相流模型和RNG湍流模型，对不同工况洪水下沟水坡水库溢洪道水面线进行模拟，模拟结果与沟水坡水库溢洪道模型试验实测数据吻合较好，验证了数值仿真具有较高的精度。在此基础上，对不同工况下沟水坡水库两级跌水消能段的水位流量关系、水流流态等水力特性进行模拟，分析原设计方案存在的问题，进一步提出优化方案，为后期工程除险加固提供了重要参考。     

雷州青年运河工程水库群优化调度研究

本文在充分利用、合理分配水资源的目标下，以鹤地水库以及赤坎、合流、湖光岩、甘村、西湖和土乐等７座青年运河结瓜水库为对象，建立了数学优化技术与模拟技术相结合的双状态动态规划模拟模型推求在现状水平年工程运用条件下，水库群管理运用的优化策略和最优供水量。     

围坝型水库工程的系统优化与设计

应用现代系统工程优化理论，结合围坝型水库工程特性及其设计工作的特点，建立起围坝型水库工程整体优化的数学模型和优化方法，以此使围坝型水库工程供水成本最低。提出的优化模型和优化方法，思路清晰，技术合理可行，成果准确可靠，其通用性，适用性较好。     

黄河干流水库联合调度径流预报模型研究

在简述线性水文系统中总径流线性响应模型ＴＬＲ与线性扰动模型ＬＰＭ以及时间序列的自回归ＡＲ模型、滑动平均ＭＡ模型和自回归滑动平均ＡＲＭＡ模型基础上，结合黄河干流水库联合调度研究阐明了黄河干流径流预报的构想及组合模型、并讨论了径流预报模型实时校正方法，同时分析了各模型的特点及其对水库优化调度的影响，这对黄河干流水库联合调度研究以及水库优化调度在实际中的应用具有重要意义．     

黄河干流水库联合调度模拟优化模型及人机对话算法

本文针对黄河干流水库联合调度建立了模拟优化模型，考虑到模型特点及求解困难，文中提出了基于等出力试算，考虑库群补偿调节的人机对话算法，以实现对复杂水库群系统的模拟仿真，寻求水库联合调度的“满意策略”     

水库洪水实时优化校正预报模型的探究与应用

以经典流域水文模型——新安江模型为基础,耦合SCE-UA全局自动优化算法和AR自回归误差校正模型构建出适用于水库流域的洪水实时优化校正预报模型。根据实测的降雨径流过程对水文模型参数和流域状态变量参数进行全局优化实时校正计算,并依据预报降雨对未来一定时期内水库洪水过程进行高精度预报。选取亭下水库流域为实验对象,对亭下水库流域洪水分别进行初步预报和实时优化校正预报,两种预报结果比较分析显示,实时优化校正预报结果能更好地模拟实测洪水过程,其预报精度更高。     

供水水库优化模拟风险调度模式的研究

针对水库调度过程中的风险问题,引入了供水水库调度的优化模拟风险管理模式.首先建立了供水水库群的优化调度模型,然后对度量风险的可靠性、脆弱性、回弹性、事故周期等指标作了论述.在此基础上,模拟水库调度过程中存在的风险,并通过模拟与优化的反馈机制,建立了供水水库优化模拟风险调度的总体模式.     

基于HEC-HMS模型的大水峪水库洪水预报研究

为有效解决潮白河流域中小水库洪水监测、预报调度的实际问题，本研究选取潮白河流域内暴雨频发、山洪沟道密集、防洪库容偏小的大水峪水库为研究对象，基于HEC-HMS水文模型，构建大水峪水库洪水预报模型，为水库科学优化洪水调度提供依据。HEC-HMS模型是一个具有物理概念的分布式降雨径流模型，在洪水预报中具有广泛的应用。通过大水峪水库上游4场降雨洪水过程，对该模型进行了率定验证，洪峰流量场次模拟合格率为75%，满足乙级预报精度要求。分析表明该模型在大水峪水库洪水预报模拟上有很好的应用。     

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．     

多库多目标最优控制运用的模型与方法

“维数灾”是多库优化调度的严重技术障碍。本文运用自优化模拟技术，求解多库多目标优化运行问题，通过模拟本身的功能，实现目标自优化。实践证明，本文提出的模型与方法，是克服“维数灾”、解决高维系统最优控制运用的有效途径。     

跨流域引水后受水水库引水与供水联合调度研究

针对跨流域引水工程中受水水库引水与供水联合调度问题，建立了供水量最大与引水效率最高的多目标联合调度模型，并将其分解成两个单目标调度模型，应用长系列模拟优化的方法， 求解受水水库引水与供水联合调度图及其调度规则。以大伙房水库输水应急入连工程规划为基础，采用本文建立的模型方法对其受水水库碧流河水库进行实例研究，先后求解引水后水库最大可供水量以及如何高效引水的问题。结果表明，进行联合优化调度后，可提高跨流域引水的有效性，从而增加受水水库的综合效益。