基于多尺度天气预报技术的水库流量预报平台应用研究

本文基于黄龙带水库防洪发电的实际需求,将多尺度的实时天气预报及其不确定性与洪水预报和水库调度相结合,通过机器学习等技术建立基于多尺度天气预报的洪水预报模型和水库优化调度模型,在此基础上构建一套集降雨预报、洪水预报到调度为一体的洪水预报和水库调度平台,为相关地区和部门开展水库调度决策和风险评估提供理论支撑。     

考虑洪水过程预报误差的水库防洪调度风险分析

根据洪水预报确定性系数的定义,推导了洪水过程相对预报误差的标准差与确定性系数的关系,分析了洪水过程预报误差的分布规律;采用水库调洪演算的随机微分方程,解析了方差率与预报误差分布规律的关系,从而将洪水过程预报误差的不确定性转化为库水位过程的不确定性,借以分析水库防洪预报调度的风险水平。以隔河岩水库为例,计算了不同洪水预报精度下水库防洪调度的极限风险率和漫坝风险率,为隔河岩水库开展洪水预报调度提供了科学依据。     

汾河下游新绛断面洪水预报系统研究

收集汾河下游柴庄水文站与新绛水文站之间的实测洪水资料与区间降雨资料,采用一维非恒定流Saint-Venant方程组,建立汾河柴庄—新绛段洪水演进模型.编制新绛断面的洪水预报方案,开发汾河下游新绛断面洪水预报系统,提高洪水预报精度和管理水平,增长有效洪水预见期,提高防汛抗旱指挥决策的科学性,为运城市经济发展提供防汛调度决...     

基于Transformer的智能洪水预报模型及其应用研究

万安水库是赣江流域以发电为主的大型控制型水库,其洪水预报准确性将影响赣江流域的防洪以及发电调度决策。基于Transformer网络建立入库洪水预报模型,对万安流域不同区域分区设计三种预报方案,经实际洪水预测结果表明,输入降雨和径流数据越完整,Transformer模型可以较好模拟入库洪水过程,达到较好的水文预报准确度,是大型流域洪水实时预报的有效工具。     

基于Web的水库洪水预报调度系统的关键技术

在重大洪水预报、洪水调度决策过程中,如何有效地获取分布的遥远水库、水文站点的动态水雨情信息,让相关利益部门和防洪专家积极主动地参与决策过程中的模型分析计算和重要决策过程讨论,迅速形成正确结论,实现科学、高效的防洪调度决策,是Web环境下水库洪水预报调度系统需要解决的重大关键技术问题.文中简要介绍了Web应用环境下该系统的体系结构,重点阐述了支持多用户多方案的洪水预报模型、洪水调度模型抽象设计技术及数据库表设计方法,给出了多库联调交互方案生成设计的解决方案.上述思想已经体现在所开发的基于Web的洪水预报调度系统中,在实际应用中取得了很好的效果.     

清河水库洪水预报与防洪调度技术研究

对清河水库的实际情况与目前洪水预报调度技术的现状进行分析，水文预报模型采用蓄满产流模型和单位线法进行产汇流计算，采用试算法进行水库调度，利用水库历史数据对模型进行验证。总结归纳了洪水预报技术在水库入库径流预报中的重要地位，并对水库洪水预报将来的发展趋势进行了系统的分析。     

辽河流域洪水河库联合调度实践探析

文中依据精准的降雨数值预报和完善的河库洪水预报方案,在洪水预报系统中,结合河道的行洪能力和水库调度运用计划,兼顾水库蓄水兴利等因素,分析研究辽河流域河库预报调度一体化模型,有效制定了辽河、浑河、太子河河库联合调度预案.该方案使洪水灾害损失最低,洪水资源化利用率最高,为防洪减灾决策提供支撑.     

基于随机模拟和并行计算的水库防洪调度风险分析

由于洪水预报、洪水类型、工程状态、管理决策等诸方面不确定性因素,水库实际防洪调度不可避免地存在各种风险,水库防洪调度风险分析研究显得尤为重要。为确保防洪安全,降低大坝及下游综合洪灾损失,对水库防洪调度风险分析进行了全面梳理,分析和识别了水库防洪调度风险的关键影响因素,探明了洪水预报误差、不同典型洪水、初始起调水位和防洪调度滞时等不确定性因素。研究了基于蒙特卡罗随机模拟的不确定性因素模拟手段,建立了并行计算模式下水库防洪调度风险分析模型及其计算流程,并定量分析了不确定条件下的水库防洪调度风险。相关成果可为快速方便、科学合理的水库防洪调度运行方式和安全管理提供技术支持。     

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。     

分布式洪水预报模型在汾河流域的应用

为提高汾河流域的洪水预报水平,选取了该流域DEM、土壤、土地利用及水文气象资料,基于EasyDHM建立了汾河流域分布式洪水预报模型,并进行参数率定。通过场次洪水对模型验证表明,该模型可以很好地应用于流域水情形势分析,从而为流域防洪调度工作的数字化提供技术支持。     

水库模拟预报调度方法探索

水库模拟预报调度主要依据当前的天气形势、气象预报信息、水库现实运行状态、上游河道水情情报,在一定的假设前提下,提前做出的预报分析和水库防洪调度方式指引,使水库提前做好洪水防御做好准备,并为防汛指挥决策提供前期的依据。文中针对三道岭水库实际情况,在洪水预报方法方面进行了分析探索。     

基于混合深度学习模型的洪水过程概率预报研究

传统的人工神经网络模型无法量化洪水预报的不确定性,而且在多时段连续预报中未考虑输出的时间相关性。本文通过融合新安江(XAJ)模型、基于外源输入编码-解码(EDE)结构的长短期记忆(LSTM)神经网络和混合密度网络(MDN),构建了XAJ-LSTM-EDE-MDN混合深度学习模型,以实现洪水过程概率预报。该模型在考虑预报洪水时间相关性的前提下,将解码过程产生的点估计转化为条件概率分布的估计;进一步采用最大似然估计法建立了损失函数,通过自适应矩估计(Adam)算法优选模型参数。在陆水和建溪两个流域的研究结果表明：该模型在不降低XAJ-LSTM-EDE模型预报精度的前提下,可有效反映预报洪水过程的不确定性,获得合理可靠的置信区间和优良的概率预报性能,为水库防洪调度等决策提供更多的风险信息,同时为研究深度学习在洪水概率预报中的应用提供参考。     

大藤峡水利枢纽“22·6”洪水防洪调度与效果分析

2022年6月珠江流域西江、北江同时发生编号洪水,其中北江洪水超100年一遇。根据水情预报西江、北江洪峰将在下游遭遇,流域面临严峻复杂防洪形势。在建的大藤峡水利枢纽作为珠江流域防洪控制性工程,目前处于初期运行阶段,已能发挥一定的防洪作用,结合水情预报动态调整大藤峡水库调度方式、调度时机和控泄流量,对于保障流域防洪安全具有重要意义。回顾了大藤峡洪水期间调度决策过程,通过构建大藤峡动库调洪模型及珠江三角洲一维水动力学模型分析了大藤峡防洪调度效果。结果表明,大藤峡水库根据洪水变化动态调整调度方式,有效削减了西江洪水流量,避免西江、北江洪峰遭遇。最后形成几点思考,为今后大洪水期间水库防洪调度提供参考。     

水库通用洪水预报与调度系统平台研究

辽宁省现有大型水库30座,中型水库77座,小型水库800多座。水库的洪水调度和决策支持系统对于防洪安全至关重要。针对目前辽宁省中小型水库洪水预报调度情况,本系统的开发就是建设一个平台,在现代互联网数据采集传输的基础上,实时采集降雨、流量、水位等水文资料,根据相对应的预报系统模型进行洪水预报,并与水库洪水调度结合,快速给出水库调度决策的优化方案,供决策者选择。目标是在汛期防汛调度中,水库上下游洪涝灾害损失最小化,流域范围内水库综合效益最大化。本平台具有通用性,在乌金塘水库调度中已经成功运用2年,对于其他同类水库,只需根据水库具体条件再做些针对性的修改,即可快速地投入运行。     

门楼水库洪水预报及修正方法

由于流域下垫面条件、人类活动和水利工程影响,使得概念性流域水文模型更加难于全面地描述流域的产汇流特性,导致预报结果误差较大。研究以门楼水库为背景,分析流域入库洪水组成、水利工程分布、气候及下垫面等水文特点,采用大伙房模型(DHF)进行门楼水库以上流域的洪水预报方案研究,进而修正水库的入库洪水过程。研究结果表明,修正后的洪水预报结果精度比修正前有较大提高,可以为水库防洪调度决策提供依据。     

基于短、中期径流预报信息套接的水库群发电优化调度模型研究

在水库发电调度决策中，考虑径流预报信息是提高水库群发电效益减少弃水的有效措施。目前通过数值气象预报信息已可获得流域未来10天预报降雨量，但降雨预报信息和径流预报模型随预见期延长不确定性增加，即直接采用10天径流预报信息将会给水库发电调度决策带来较大的不确定性，而只采用预报较准确的短期预报信息又会缩短调度的预见期。因此本文首先以美国全球预报系统（GFS）发布的浑江流域未来10天预报降雨信息来预测未来前5天和后5天径流量，并将前5天预报径流视为较准确的部分，而后5天预报径流视为不确定性较大部分，然后采用聚合分解贝叶斯随机动态规划模型为浑江梯级水库群制定前5天和10天的预报调度图，最后以5天为调度时段向后滚动决策未来5天发电和10天发电计划。模拟调度结果表明该模型充分利用了预报信息，并有效提高了发电效益。     

分布式系统结构及信息资源共享在洪水预报调度中的应用研究

该文针对流域洪水预报和水库调度中需由多个不同的部门做洪水预报和水库调度方案的实际情况,从工作经验和工作实际出发,研究分布式计算机网络结构、分布式数据库、分布式数据通信及数据库复制技术,构建分布式洪水预报和水库调度体系,解决洪水预报和水库调度系统的分布操作、信息资源共享问题,通过信息资源的共享和先进会商系统,实现各级防汛、水文部门对流域洪水预报和水库群进行异地联合会商调度。     

水库洪水概率预报和汛期运行水位动态控制

降水和洪水预报对水库防洪兴利综合调度至关重要。开展中长期降雨预报和洪水概率预报,不仅可延长预见期,还可考虑不确定性并提高预报精度。介绍了水库洪水概率预报和水库汛期运行水位动态控制,显著地提高了洪水资源利用率。建议进一步开展降雨洪水概率预报、水库汛限水位专题研究和应用,提高我国水库的科学管理水平。     

基于降雨指数法的水库实时洪水预报方案研究

流域水量预报是防洪调度决策的主要依据,是防洪减灾工作中的一项重要的非工程措施,由于紫坪铺水库在受"5·12"大地震以及由地震引起的次生灾害影响,流域内产、汇流条件发生巨大改变,很多高端水文预报模型的计算结果和实际来水存在较大误差。为了更好地做好水库优化运行管理工作,利用基于降雨指数法的水库实时洪水预报方案快速可靠得对降水过后的来水做出预报方案就显得非常有必要。本文以对2013、2014和2017年汛期的来水预测为例,采用实时洪水预报方案,对降雨情势进行分析,根据强降雨过后的土壤墒情、蒸发等因素进行分析计算,辅以经验修正,为系统研究水量预报技术打基础。本研究可使洪水预报工作更加准确,对编制调度方案和运行计划有直接效果。     

闽江水口水库“2010·6”洪水防洪调度

2010年6月中下旬,闽江流域发生特大洪水。该文对该场洪水实时调度过程进行分析、总结。本次防洪调度利用水情测报系统的雨情信息和洪水预报成果,对洪水的不确定性和上下游的防洪问题进行分析研究。通过实时调度,水口水库削峰3 200 m3/s,减轻了下游防洪压力,水口水库坝前洪水位低于原设计水位,实现了科学调度和优化调度,取得很好的效果。