基于数值解析法的水库动库容调洪计算

针对传统调洪演算方法的不足,以某水库为研究对象,采用数值解析法进行调洪演算,对比考虑和不考虑动库容影响的计算结果,以及对比考虑动库容影响下分段推算和不分段推算的计算结果,验证了数值解析法的有效性和精确性。研究成果可为类似工程提供参考。     

基于Copula函数和Monte Carlo法的防洪调度风险分析

以黄河万家寨水库为例,采用Copula函数构建洪峰和洪量的联合分布模型,随机抽样模拟洪峰和洪量系列并转化为洪水过程线,同时考虑泥沙淤积和泄流能力不确定性影响,在给定汛限水位和调洪规则下调洪演算模拟洪水.结果表明,水文因素的随机性、库容与水位关系的不确定性是万家寨水库防洪风险的主要影响因素,泄流能力不确定性对水库泄洪影响不明显,并获得了各汛限水位方案下水库的防洪风险率,为万家寨水库前汛期汛限水位选择提供了参考依据.     

三峡水库动库容研究及防洪能力分析

针对三峡水库为长江中下游防洪体系的重要组成部分,基于动库容调洪的基本原理,编制了瞬时水面线法、普来士曼隐式差分法和三级河网算法三种不同的动库容调洪计算模型,采用三峡水库建成后的实测洪水对模型进行了验证;并以此为基础,考虑了泥沙淤积对三峡水库防洪能力的影响.结果表明,三峡水库建成后能发挥应有的防洪作用,亦能实现设计拟定的防洪目标.     

基于预报偏差的新安江水库短期优化调度模型研究

新安江水库作为多年调节水库有较大的调洪库容,在保证防洪安全前提下短期洪水调度追求发电效益最佳为调度的目标函数,从而有效地实现了洪水资源化.在分析新安江水库洪水预报误差前提下,利用随机动态规划法求解水库短期优化调度问题.计算表明,在考虑短期洪水预报偏差条件下调度的结果更加合理.     

云峰水库防洪预报调度研究

针对云峰水库无防洪库容与下游防洪需求之间的矛盾,以防御常规洪水及100年一遇以下设计洪水为目标,基于现有的洪水预报方案,采用分步试算的调洪计算方法,将预报累积净雨、库水位及入库流量作为改变水库出流的判别指标,研究制定了云峰水库预报调度方案。结果表明,采用预报调度方案指导水库防洪调度能有效提高下游防洪能力,水库可在短时间内完成预泄,并有充足的退水余量确保水库回蓄,对水库兴利影响甚小,调度方案合理可行。分步试算的调洪计算方法能适应复杂的调度规则,有效解决了水位出流关系在控制水位处存在跳跃间断点的问题。     

距离度量学习法在水库静库容调洪演算中的应用

静库容法和动库容法是水库调洪演算最常用的方法,与动库容法相比静库容法简单快速,所需资料较少,在水库蓄水期和消落期可直接用于水库调洪。但由于未考虑入库向出库转换的时间延迟,在汛期易造成较大的库水位计算误差。对此,设计了距离度量学习算法,对当前的预报样本,先使用静库容法计算库水位;然后根据学习的距离度量,从历史样本中寻找若干个与当前水情相似的样本,用这些相似样本的库水位计算误差的线性组合对当前样本的计算库水位进行修正,改善其精度。以三峡水库2009～2017年的数据作为训练集,以2018年的数据作为测试集,试验结果表明距离度量学习算法能够显著改善汛期库水位的计算精度。     

洪水不可控特性对水库防洪安全的影响

针对洪水进入不可控阶段给水库防洪安全水平带来的影响,主要探讨了水库洪水调度中反映安全水平的调洪最高水位、最快下泄时间两个参数,重点分析了起调水位、入库洪水量级和洪水是否可控的相互关系,提出判别洪水是否可控的条件,在此基础上提炼了最快下泄时间这个影响防洪安全的综合参数,并分析起调水位、洪水量级、调度方式对其影响的变化情况。实例应用结果表明,起调水位较洪水量级对最快下泄时间的影响大,且预泄对其影响也较为显著,为进一步构建水库洪水调度安全度量化评价系统提供了依据。     

考虑动库容与非线性的一个入库洪水模型

现行采用的由暴雨推求入库洪水和由流量资料反推入库洪水的方法中,都只考虑了静库容与线性汇流特点。而实际水库则应属于动库容和非线性情况。为了提高入库洪水分析水平,由坝址洪水就可求得入库洪水,并计算简便,特提出考虑动库容与非线性的入库洪水模型。     

中小洪水调度对三峡水库泥沙淤积的长期影响

当前中小洪水调度对三峡水库淤积的影响尚局限在短期过程,且年内各种调度方式影响叠加,很难单独区分中小洪水调度的影响。为了解长期实行中小洪水调度对三峡库区泥沙淤积的影响,基于一维水沙数学模型,计算分析了有、无中小洪水调度情况下三峡库区泥沙淤积过程、分布特征及防洪库容保留状况。结果表明,长期实施中小洪水调度情况下,三峡水库泥沙淤积增加,影响集中在变动回水区下段及常年回水区,淤积三角洲向坝前推进较无中小洪水调度情况慢;水库达到初步淤积平衡的时间推迟约50年,平衡淤积量增加约19%,防洪库容损失约3%。     

石梁河水库分期汛限水位研究

洪水资源利用是缓解缺水地区水资源紧张的一个有效途径,大中型水库在利用洪水资源时,一般需要对汛期限制水位进行调整。以江苏省连云港市石梁河水库为例,根据其防洪调度方式及判别条件,结合水库的具体情况统筹考虑与水库调洪有关的各种因素,基于水库现状汛期分期,推求水库各分期的设计洪水,然后通过调洪演算确定石梁河水库各分期的汛限水位,并对水库实施分期汛限水位后的效益进行了分析计算。结果表明,石梁河水库采取分期汛限水位后,在几乎不增加额外成本的情况下,年均增加蓄水量11 125×104 m3,水库的洪水资源利用效益得到了显著提高。     

佛子岭水库群汛限水位调整及风险分析

为提高水库群防洪和兴利效益,以佛子岭水库群为例,针对单库调洪演算的局限性,考虑水库间水力联系,建立了联合调洪演算模型,通过确定联合运用时的起调水位和止调水位,研究了汛限水位调整后的运行效果。同时,采用安全度作为风险分析指标,计算了各汛限水位组合下水库群的安全度,定量分析了汛限水位调整对防洪安全的影响。结果表明,佛子岭水库群汛限水位可恢复至设计值,且白莲崖水库的兴建能大幅提高水库群的整体防洪能力。     

水库下游洪水风险分析研究

以大隆水库下游为例,综合研究了水库下游洪水风险分析技术,采用溃坝模型计算了溃坝洪水流量过程,在其他设计标准洪水下通过水库调度模型计算了相应水库下泄流量过程,通过洪水演进模型模拟洪水淹没过程,计算了淹没水深、范围、流速等多种洪水淹没要素,采用GIS叠置分析方法并结合洪水演进计算结果计算了淹没损失。获得了可信的洪水风险分析结果,为水库下游洪水风险分析提供了技术支持。     

防洪减灾中的多目标风险决策优化模型

讨论洪水预报、警报系统与防洪工程措施结合时,不同洪水预见期、预报精度、人们对警报的反应等情况下洪泛区内的洪灾损失计算。建立了防洪减灾中的多目标风险决策优化模型,该模型的目标函数选用投资费用最小化,防洪经济效益最大化及风险最小,其目的是充分利用水库防洪库容及其所有的防洪工程和非工程措施,尽可能地减轻洪泛区的洪灾损失。     

一种基于DEM的入库洪水及坝址洪水计算方法

针对现行水库洪水预报方法存在的问题,提出了一种基于DEM的入库洪水及建库后坝址洪水计算方法,计算了进入库面边界的区间入库单位线、均匀进入库面边界的1个单位水量在坝址处形成的无因子单位线、考虑汇流时间的库面降雨在坝址处形成的单位线及区间入库单位线与无因子单位线卷积后得到的区间净雨在坝址处形成的单位线,确定了入库洪水流量过程和坝址处总洪水流量过程,并以燕山水库为例,利用HEC-HMS模型系统模拟了其入库及坝址洪水过程,计算结果与实际情况相吻合。     

基于马斯京根法推求入库洪水计算方法的改进

为解决采用马斯京根法计算入库洪水产生的不合理现象,根据入库洪水的基本概念探讨了入库洪水与坝址洪水的关系,基于马斯京根法分析了反推入库洪水过程产生的不合理现象,提出采用区间半分法进行迭代计算,并对初始流量的假定进行了分析,较为客观地还原了入库洪水过程、加快了迭代收敛速度、提高了计算精度。通过编制计算机程序,结合柘林水库实测坝址资料,对该方法进行了验证,实例表明该方法可应用于入库洪水计算。     

基于MIKE软件的溃坝洪水数值模拟

为模拟水库溃坝,以金牛山水库为例,在分析设计洪水和水库水位多种组合下利用MIKE软件模拟了主坝溃决后洪水在下游的演进过程,获得了淹没水深、淹没范围及流速等洪水风险信息,为金牛山水库下游防洪决策提供了依据。     

面向对象技术在水库防洪调度系统中的应用

采用面向对象程序思想，借助于Ｃ＋＋语言在中文Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下，利用已成熟和最新的水库防洪调度系统的理论成果，以大量的工程应用为背景，抽象提取水库防洪调度系统的基本特征，建立了水库防洪调度系统常用模型和方法库，设计开发可高度反央水库防洪调度系统特征的一系列类，形成了面向对象的水库防洪调度系统的软件开发工具，采用此项成果，设计者可方便地对系统软件进行维护，扩展和移植。     

岷江老木孔库区防洪堤方案选择及其定床清水试验

为研究岷江老木孔防洪堤对库区河段河床演变、行洪能力及上下游和左右岸的影响,采用河工定床清水试验对4种堤线布置方案进行了比选,并通过对方案的水位、比降、流速、流态等系统观测,分析了各频率洪水位对乐山大佛、乐山城、库区河道的行洪能力、通航条件和建港条件等影响,初步拟定了优选方案。