耦合中期、长期径流预报的跨流域引水受水水库调度图研究

针对跨流域引水工程受水水库如何提高引水有效性的问题,本文基于参数-模拟-优化模型(PSO),研究耦合中期、长期径流预报信息的跨流域引水受水水库调度图。结合碧流河水库实例研究,提出利用长期径流预报修正调度图引水上下限及采用"库容+中期径流预报"制定引水决策的方法。通过比较多种预报调度图的模拟结果及调度风险分析,论证耦合中期、长期径流预报调度图的合理性。结果表明:应用耦合长期、中期径流预报信息的调度图可有效减少跨流域引水量,提高水资源利用率,且相比仅考虑长期径流预报的调度图降低了缺水风险。     

流域水资源实时调控方法和模型研究

本文采用控制论和临界调控理论，提出流域水资源实时多维临界调控的概念和方法。以黄河下游为例，通过对水资源实时调控过程和不同调控结构的特征分析，建立了黄河小浪底以下河段枯水实时调度模型，并提出了求解方法。该模型以水库调度、河段配水和流量预警控制相结合的调控方式，采用多时间步长嵌套和滚动修正，实现黄河下游水资源实时调控。应用结果表明，该模型技术可靠，具有可操作性。     

灌区水资源实时优化调度

根据实时调度原理及农业水资源配置特点，建立了分层耦合的水资源实时优化调度模型，该模型包括供需水中长期预测、中长期优化配置、供需水实时预报、短期渠系配水和基于模糊识别的实时修正5个模块，应用该模型可实现对预报、决策、实施、修正的滚动向前调度。在中长期优化调度模块中提出了利用模糊聚类和马尔科夫时间序列的预测方法对有效降水量进行预测，并根据预测的年型计算作物需水量和地下水可开采量。实例计算表明，应用该模型实行的实时优化调度与各种供水已知情况下的理想最优调度方案偏差较小。     

水库群实时供水优化调度研究

在充分考虑水库群供水调度的实时性、不确定性的基础上,建立了实时供水优化调度模型,该模型包括中长期供需水预测、中长期水库供水优化调度、实时供需水预测、短期优化调度和实时调度修正5个模块,实现了宏观总控、长短嵌套、实时决策、滚动修正的水库群供水调度。实例计算结果表明,该模型能满足水库供水实时调度运行的需要,调度结果合理、可靠。     

水电站长中短期嵌套预报调度耦合实时来水系统动力学建模方法研究及应用

水电站优化调度是水电能源系统优化运行与管理研究领域的关键科学问题,已有水电站优化调度研究较少考虑不同尺度调度模型间的衔接,长、中、短期优化调度相互孤立,彼此之间缺乏耦合机制,在指导水电站实际运行中存在不足。为此,研究建立了水电站长中短期嵌套预报调度模型,并引入系统动力学反馈机制,提出了一种水电站长中短期嵌套耦合实时来水系统动力学预报调度模型。长、中、短期调度模型分层嵌套,中长期预报调度结果作为短期调度的"期望指导过程线",根据水电站预报来水和面临日实时来水存在误差所导致的水位偏差进行实时反馈、动态修正调度决策,从而指导水电站做出更为合理的调度决策。为检验本文模型方法的有效性,研究选取了三峡水电站作为研究对象进行实例验证。实验结果表明:研究所提出的模型方法指导水电站运行相比随机动态规划和常规调度图方法全年发电量提升效果明显,在2018年来水条件下模拟调度结果发电量分别提高了2.73%和2.31%,显著提高了来水不确定性条件下水电站运行发电效益,为解决水电站随机来水条件下长中短期嵌套预报调度实际工程技术难题提供了一种可行的实践理论方法工具,具有十分重要的理论研究意义和工程应用价值。     

黑河流域土壤墒情预报模型

针对黑河流域水资源匮乏问题,考虑了流域下垫面因素、气象因素以及实时灌溉的空间分布对土壤墒情的影响,为满足流域水资源实时调度模型系统的需求,建立了适合于该流域的土壤墒情预报模型;利用该模型对黑河流域2001年研究区内各计算单元不同作物的净灌溉定额和需水量进行计算,并与传统方法计算的需水量比较来检验模型的可行性。在黑河流域水资源实时调度需水计算中进行了初步应用,结果表明该模型能满足流域水资源实时调度的需要。     

流域水资源管理信息决策支持系统研究

简要介绍了一个集流域信息、数据库管理、优化决策、系统在线帮助等多功能为一体的流域水资源管理信息决策支持系统的总体开发设计思路，研究的目的主要是针对水资源管理的需要，解决目前管理效率低、水市场机制不完善等问题。建设高效可靠的、实用先进的综合查询信息系统。认为流域水资源管理信息决策支持系统的逻辑结构应包括4部分：①信息综合查询子系统；②水政管理子系统；③地理信息系统子系统；④水资源管理子系统。该系统对流域供水、防洪、排沙、节水灌溉、水资源统一管理等具有参考和实用价值。     

GFS降雨预报在大伙房水库实时跨流域调水决策的应用研究

分析了跨流域调水工程与水库控制运用规划成果存在的问题,阐述了实时调度中考虑预报信息的可行性。以辽宁省东水西调工程为例,通过对浑河流域"05813"洪水的模拟调度来分析规划与实时调度两种方式的差异,结果表明:考虑GFS预报信息的实时预报调度方式可以获得降低防洪安全和增加洪水资源利用率的双重效益,从工程的实时调度中优化了地区水资源的配置。本文的研究思路可以为其他跨流域调水工程的实时运行提供参考。     

黑河流域水资源调配研究

黑河流域目前面临水资源、经济和生态三方面问题,进行水资源调配研究是实现流域可持续发展的根本出路.流域水资源调配层次化结构体系以"模拟-配置-评价-调度"为基本环节,实现流域水资源的基础模拟、宏观规划与日常调度,以及各环节之间的耦合和嵌套,进而通过流域水资源调配管理信息系统的构建,为黑河流域水资源的规划配置和管理调度提供了较为全面的技术支持.目前多项研究成果已经应用于黑河流域水量调度和张掖市节水型社会建设等实践.     

大数据驱动的流域洪涝灾害智能决策引擎关键技术研发

为减少流域洪涝灾害造成的生命财产损失，围绕水利、生态环境、应急管理、住建等行业流域洪涝灾害治理需求，依托大数据技术解决流域洪涝灾害治理过程中存在的感知监测、预测预报、调度优选、决策预演难题，形成一套完整的流域洪涝灾害智能化决策引擎，包括流域水位识别引擎、流域洪水预报产流引擎、流域工程智能调度引擎、流域数字孪生决策引擎，实现智能感知、智能预报、智能调度、智能决策，从而助力增强流域数字治理能力，为数字防灾、数字兴利、数字强国提供有力支撑。     

淮河流域防汛自动化系统建设与发展方向

淮河流域防汛自动化系统包括水文信息测报系统、实时水情信息处理和预报系统、气象自动化系统、通讯系统和防汛信息大屏幕显示系统等．水文信息测报系统有微机译电系统、实时水情信息网络系统和遥测系统．实时水情信息处理和预报系统有水情检索系统和洪水预报系统．气象自动化系统有天气图的填绘系统、数字云图自动接收系统和数字天气雷达图象终端系统．通讯系统有淮河微波干线网和沂沭泗水系一点多址通信系统．防汛信息大屏幕显示系统是由1989年购置的大屏幕ECP－3500显示机建成的．完善淮河防汛自动化系统的进一步措施有：（1）建立淮委计算机局域网；（2）建设防汛调度决策支持系统．     

水资源调度中蓄水工程下游区间入流预报效益计算模型

本文通过分析有、无水文预报的水资源调度误差的概率分布函数和分布函数参数的确定，从概率的角度出发，建立了水资源调度中水文预报效益计算模型。该模型以区间径流估计误差值的方差、水资源调度供水保证率和调水过程的水库放水历时等数据为基础，定量地描述了水资源调度中水文预报效益的计算方法。实例应用结果表明：水文预报效益与有、无水文预报时的径流估计误差的均方差的差值成正比；并随供水保证率的提高而增大，即供水保证率越高水文预报效益越大，且水文预报效益的增长率也越高。     

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。     

长江流域防洪调度决策支持系统设计初探

为了提高长江流域防洪调度决策的时效性和可靠性,需构建一套服务于多层级用户的防汛管理智能决策支持体系。通过建立长江流域河网及控制性节点的拓扑关系,对核心业务功能进行了模块化设计,实现水情预报、洪水演进、防洪调度以及洪水风险分析的预报调度一体化。基于核心业务模型和信息扩展接口,利用GIS可视化技术及WebService交互技术的集成,研制了长江流域防洪调度决策支持系统,可实现流域水雨情的实时查询和防洪调度方案的快速模拟,为流域防汛管理决策提供专业、科学、准确的技术支持。     

GECA Proposed Ensemble–KNN Method for Improved Monthly Runoff Forecasting

Water Resources Management - Medium- to long-term runoff forecasting on monthly timescales is an important aspect of formulating long-term water resource dispatch plans, making it of great...     

基于PSO-BP神经网络的西洞庭湖南咀站径流预测

为建立因子少、预报周期短、预报精度高的西洞庭湖控制性水文站南咀站的月平均径流量预报模型,通过对松滋-太平水系控制性水文站安乡、澧水控制性水文站石龟山站月平均水位、流量以及沙湾站月平均水位进行相关性、因子贡献率分析,确定输入因子,借助PSO-BP神经网络对南咀站1956年1月至2005年12月各月平均径流量进行训练,获取网络结构及参数进而预测2006年1月至 2008年12月各月径流量。结果表明：① 石龟山、安乡站水位对南咀站月平均径流量影响最显著;② 汛期、非汛期的划分一定程度上可提高南咀站月平均径流量预报精度;③ 以安乡、石龟山站月平均水位、流量以及沙湾站月平均水位作为输入因子,PSO-BP神经网络预报效果最好,合格率77.8 %,预报等级为乙级;④ 基于相关性、因子贡献率分析,将安乡、石龟山站作为输入因子,预报合格率降为61.1 %,预报等级降为丙级,但仍满足预报要求。     

基于数值预报模式的柘溪水库流域径流预报系统

水库的优化调度运行需要依赖预报准确率高、预见期长的径流预报结果。现有的柘溪水库流域径流预报系统由于未考虑水库流域未来时段的降水过程,径流预报的预见期和准确率无法满足汛期优化调度的要求。为此,在分析柘溪水库流域的水文和气候特征基础上,提出了数值预报模式和水文模型的耦合预报框架,设计了基于数值预报模式的柘溪水库流域径流预报系统架构,阐述了系统的主要功能与逻辑结构。通过系统的应用,可为提高汛期洪水的利用率、减少弃水、提高发电和防洪效益提供重要决策支撑。     

考虑玉石水库影响的碧流河水库洪水预报方式

水库上游兴建水利工程会降低水库洪水预报信息的可利用性。以碧流河水库为例,分析上游水利工程的修建对碧流河水库的洪水过程产生的影响,结合流域的前期土壤含水量等资料,从产流和汇流两个方面对水库的洪水预报模型改进,并对流域的场次洪水进行模拟,验证改进模型的可行性。结果表明,改进模型能够有效地概化玉石水库的截留与调蓄作用,水库洪水预报信息的可利用性得到了有效的提升。     

灰色系统GM(1,1)模型在尼尔基水库年来水量预测中的应用

文中介绍了灰色系统理论、建模原理及其检验方法,以及利用尼尔基水库20年的年来水量资料建立灰色预测GM(1,1)模型,对尼尔基水库年来水量进行预测.经残差、关联度等检验分析,并对实测资料进行检验,模型精度较高,效果较理想,可以考虑应用于尼尔基水库径流中长期预报,为水库发电、供水提供必要的预测信息.     

城市水资源实时调度与管理理论框架研究

本文建立了城市水资源实时调度与管理理论框架，根据实时调度与管理的内涵以及水资源信息的获取、存储、分析、决策与实施的过程将框架分为数据获取、数据管理、评价、预报管理、调度及实施与控制7个层次，以及实时评价、实时预报、实时管理和实时调度4个主要决策部分。并在所建立的城市水质、水量模拟模型的基础上，构建了集城市水资源实时评价、预报、管理与调度等功能于一体的面向用水户的城市水资源实时调度与管理整体模型，给出了水资源实时预警(报警)指标、等级、审批权限与发布流程，为城市水资源科学管理和优化调度提供了重要依据。