水库汛限水位动态控制的风险评估

水库汛限水位的动态控制实质上是一种风险调度.在对短期水文预报不确定性分析的基础上,提出了将洪水预报精度等级评定指标转化为人库洪水过程的随机特征值的方法,利用水库调洪演算的随机微分方程,分析了不同预报精度等级和不同预见期条件下水文预报误差的传递与演化过程,并建立了水库汛限水位动态控制的风险率计算模型,以定量评估抬高汛限水位对水库大坝和下游河道防洪安全的影响.算例分析表明,汛限水位的抬高将使水库和下游河道的防洪风险率增大,通过提高预报精度和延长预见期可以降低由汛限水位拾高所增加的风险率.     

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。     

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。     

基于人工智能技术的洪水预报调度模型关键技术与应用

文章基于人工智能技术中的神经网络算法构建适宜本地区的洪水预报模型,利用遗传算法进行资源优化配置,科学合理开发水库预报调度系统,以完成流域内雨量、水位、流量等水文、气象参数的实时收集、处理和联机预报,实现防洪排涝、发电、航运、灌溉等优化调度。     

水库洪水预报的简捷方法

应用水文预报进行水库洪水调度,能提高水库的防洪效益。而一般的水库洪水预报方法,由于工序繁多,操作费时,不利于水库及时预泄。本方案从流域洪水规律出发,制作一套相关图,用水量平衡方程式推算最高水位,大大地缩短了预报操作时间,增长了有效预见期。本方法适用于控制泄流情况如陆水水库,不进行汇流和调洪演算,故对于实测水文资料不足的水库亦可应用。     

闽江流域水库洪水预报调度对策

本文论述闽江流域天然水源分布、流域水库洪水预报模型、河道相应水位(流量)预报技术、流域水库防洪错峰调度、流域天然动态蓄水量与水库防洪兴利的重要关系和发展水文预报调度的自动化系统等方面,目的在于进一步加强防汛决策和水资源开发利用与管理保护的科学化。     

基于混合线性回归预测降水的汛限水位动态控制——以杭州市余杭区四岭水库为例

提出基于混合线性回归预测降水的汛限水位动态控制方法,并以杭州市余杭区四岭水库为例进行具体运用分析,在台汛期实行汛限水位动态调度,在满足水库防洪安全的同时,有效增加水库日常蓄水量,提升水库水资源保障能力及发电效益,取得显著成效。实例表明,基于混合线性回归预测降水的汛限水位动态控制方法,对于流域产汇流时间较短、洪水预报预见期较短的水库开展汛限水位动态控制有一定的借鉴意义。     

概念性流域水文模型实时预报校正方法探讨及枫树坝水库应用实例

本文基于概念性流域水文模型洪水预报误差信息，探讨了多种洪水实时预报校正模型与计算方法，经枫树坝水库实际洪水模拟计算，表明针对该水库ＡＲ（２）模型的自适应实时校正方法和卡尔曼滤波方法的预报校正效果较好。     

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。     

水库适应性调度初探

变化环境下的水库适应性调度是国际水库调度领域的前沿课题。针对"水库适应性调度",在实时调度方面需重点研究变化环境下的水文预报技术,提高预报精度;在规划和调度规则方面需构建全新的调度规则再编制技术,涉及水文频率分析、非一致性条件下评价指标体系以及水库调度规则的自适应跟踪控制等。为此,从水文时变预报预测、调度指标的动态评价、调度规则的跟踪控制以及柔性调度规则等4个方面提出研究思路与方法,为水库适应性调度理论和方法提供参考。     

基于水文学与水力学方法的雅砻江水情预报模型

以雅砻江官地水库至河口为对象,建立一个基于水文学与水力学方法相耦合的水情预报模型。其中,官地水库出流作为模型入流边界,官地水库至二滩水库河道汇流采用马斯京根河道演算法模拟;官地水库至二滩水库区间入流采用基于栅格的新安江模型模拟,以使模拟结果具有一定的预见期;二滩水库按水库调度规则计算水库出流;二滩水库至河口对完全圣维南方程组采用一维非恒定流隐式差分求解,模拟出沿河道任意断面水情过程,从而使具有预见期的水文预报成果沿河道方向得到了延伸,实现了对二滩水库至河口段水情的精准预报和过程控制。采用2007—2009年日系列资料对模型进行严格的率定与验证后发现,小得石站最高水位的绝对误差均小于0.3 m,桐子林站最大流量的相对误差均小于10%,日模拟的确定性系数均高于0.989,高精度的模拟结果证实了模型的合理性和有效性。     

三水源模型在滦河流域的应用分析

流域洪水预报模型大致可分蓄满产流和超渗产流2种方式,针对滦河流域的地形、地貌及雨洪特性,采用三水源模型,属于蓄满产流方式。介绍三水源模型实时洪水预报系统在滦河流域的应用。利用模型,根据计算误差来实时修正估计结果、模型参数等,使得实时洪水预报系统具有较好的实时修正和动态跟踪能力。实际应用过程中,由于流域实际产流过程是复杂、多样的,蓄满与超渗2种产流方式在同一区域可能同时存在,预报结果与实测数据存在一定误差,但通过实例分析,多数误差在规定的范围内,正常情况下的预报精度较高,基本上满足了水库防汛要求。     

基于水文相似性的预报误差修正

如何进一步提高水文预报精度,降低预报误差,更好的服务于防洪抢险、水资源调度是水文学重要研究方向。基于水文预报误差主要影响因素在相似流域具有相似性,致预报误差具有相似性的特性,以相似流域各预报站预见期不同为切入点,优选误差修正因子,基于二次正交回归设计,构建了预报误差模拟模型以修正预报结果,提高精度。经怒江道街坝水文站模拟预报检验,修正后模拟确定性系数由0.933提高至0.998,洪峰流量平均绝对误差由693m3/s降低至116m3/s,洪峰流量平均相对误差由16%降低至3%,洪峰出现时间预报误差由平均5.4h降低至0.9h,方案精度由乙级提升至甲级。提出的基于水文相似洪水预报修正方法结构简单、计算方便、修正效果明显,是一种高效提高洪水预报精度的方法,适用于相似流域不同预报站洪水过程无明显差异的情形。     

基于Sobol方法的新安江模型参数敏感性分析

采用敏感性分析方法对复杂模型和系统的输入和输出进行定性和定量的分析,有利于模型结构的诊断、模型参数的识别和模型的应用。现以桓仁水库流域为例,使用Sobol方法,以确定性系数、总水量误差系数、低水误差系数和高水误差系数作为敏感性分析模型的目标函数,分别对模型单参数和多参数的敏感性进行了评价。结果表明不同目标函数下参数的敏感性不同;Sobol能定量地给出参数的总敏感度和参数间相互作用的敏感度,适合于分析水文模型的参数敏感性。     

分布式水文模型结合气象预报方法初步探讨

为了尽量消除因流域空间非均一性引起的水文模拟不确定性,采用基于GBHM分布式水文模型以及具有明确物理意义的模型参数,利用三峡区间2011年5~6月期间的气象预报信息,探讨该区域实时洪水预报方法,以及不同预见期的洪水预报精度。结果表明,分布式水文模型与气象预报数据结合,能够较好地模拟该区间的洪水过程。该方法在一定预见期内能够对实时洪水过程进行预报,预报精度很大程度上取决于降水预报的准确性。     

孤山电站对库区鱼类产卵场水文情势的影响研究

汉江孤山水电站建成后,库区水文情势将发生变化,对库区的鱼类资源产生一定影响。采用一维水动力模型模拟了孤山水电站建库前后库区河段水文情势,并根据模拟结果分析了白河、将军河河口产漂流性卵鱼类产卵场的水文情势变化情况。结果表明,孤山电站建成运行后,库区河段日均水位、水面宽均有不同程度的增加,流速总体由库尾至坝前逐渐减小;白河、将军河河口断面水位分别抬高7,15 m,流速分别降低至0.11~0.14,0.08~0.09 m/s,水面宽分别增加33~49,104~150 m,鱼类产卵场水文情势变化明显。根据当地鱼类的产卵条件分析可知,鱼类产卵场生态环境将受到较大影响,鱼类产卵规模和效果将大幅降低。因此,水库建成后,应采取相应的措施保护当地的鱼类资源。     

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。     

三峡水库实时调度水文气象预报应用风险及控制

为量化水文气象预报误差对水库实时预报调度的影响,以三峡水库为例,基于其历年水文气象预报信息的误差分析成果,假定入库过程,并叠加对应不同概率的预报误差,以此作为水库调洪演算模型的输入。分析了不同预见期、不同保证率水文气象误差条件下,不超过风险控制点的库水位指标,提出了三峡水库实时预报调度风险控制策略,可为水库科学调度提供参考。     

基于数值天气预报模式的流域中期径流预报

研究耦合天气预报模式的径流预报对提高预报预见期及流域防洪减灾具有重要意义。以金溪池潭水库流域为例,通过尺度转换和气象要素联结实现GEM和GFS两种数值天气模式与新安江模型的单向耦合,进行流域水文模拟以及中期径流预报。日径流过程和次洪过程模拟结果发现耦合数值天气预报模式的流域中期径流预报能够较好地预估一段时间内的径流总量,而对洪峰以及洪水过程预报能力稍有不足。预报误差来源有水文模型误差和降水预报误差两种,且降水预报的误差在水文模型中会有放大的效应,这增加了中期径流预报的不确定性。