汛限水位动态控制风险评估研究综述

对国内外汛限水位动态控制风险分析研究的进展情况进行了回顾与总结:在水库洪水调度中实施适度的汛限水位动态控制,可以尽最大可能地将洪水变害为利;在开展汛限水位动态控制实践工作的同时,应对汛限水位动态控制的风险分析加以足够重视。建议在以下方面开展深入研究:①汛限水位动态控制的风险分析理论;②汛限水位动态控制的风险分析方法;③水库群联合调度下的汛限水位动态控制的风险分析;④汛限水位动态控制的风险管理;⑤编制可操作的、决策者能参与的、界面友好的水库汛限水位动态控制风险评估的系统软件。     

短期降雨预报在桓仁水库汛限水位动态控制中的应用

以桓仁水库为例,分析短期降雨预报应用于汛限水位动态控制的可行性,研究了利用短期降雨预报信息进行水库汛限水位动态控制的调度方式,计算了利用降雨预报信息进行汛限水位动态控制后水库的发电效益。结果表明：利用降雨预报信息进行汛限水位动态控制后,在不增加桓仁水库防洪风险的前提下,为水库带来较大的经济效益。     

实时汛限水位动态控制方法研究

很多研究表明,汛限水位动态控制是协调水库调度中防洪和兴利间关系的有效方法,但大多集中于研究汛限水位控制域的确定,很少有文献针对汛限水位动态控制的核心—实时汛限水位动态控制进行研究。本文提出了一种实时汛限水位动态控制的方法,该方法首先利用24 h分类降雨预报作为判别指标,然后依据水文预报结果和水库的泄流能力计算控制水位、泄流量等具体指标。文中将该方法用于碧流河水库“19960810”场次洪水的调度中,结果表明,该方法能保证汛限水位动态控制的有效性,可以用做实时汛限水位动态控制的实施方法。     

水库汛限水位动态控制研究进展与发展趋势

回顾国内外水库汛限水位动态控制研究的最新进展,从汛限水位动态控制理论研究和库群研究两方面进行综述。水库汛限水位动态控制理论研究主要针对预蓄过程汛限水位实时动态控制值和预泄过程汛限水位实时动态控制值、预报信息可利用准则3个方面,从理论上定量地给出汛限水位实时动态控制值以及预报信息可利用范围。阐述水库群汛限水位动态控制4个研究内容的研究进展,并系统评述了汛限水位动态控制域的确定方法和实时动态控制的方法,介绍了各方法的主要思想及其适用条件。针对水库汛限水位动态控制的研究现状及存在的问题,提出未来应重点研究的3个方面:(1)水库群预报信息可利用分析理论;(2)水库群汛限水位动态控制全过程风险分析理论与方法体系;(3)复杂水库群系统汛限水位动态控制理论。     

基于改进预泄能力约束法的水库汛限水位分期动态控制域确定及应用

汛限水位动态控制域是水库汛限水位动态控制研究的关键内容,亦是动态控制方案实施的基础。预泄能力约束法是确定汛限水位动态控制域的主要方法,但该方法主要考虑洪水预报信息进行预蓄预泄,并不适用于洪水汇流速度快、依据洪水预报信息决策时效短的水库,因此,本文提出了考虑未来48 h降雨预报信息的改进预泄能力约束法,并结合水库分期汛限水位,研究了水库汛限水位分期动态控制域确定方法。以山西省漳泽水库为例,结合现有分期汛限水位,采用改进预泄能力约束法确定了水库汛限水位分期动态控制域,成果在2013—2016年的水库调度实践中取得了较好的应用效果。     

大伙房水库汛限水位动态控制研究

为了充分利用汛期洪水资源,以大伙房水库为例进行了水库汛限水位动态控制研究。采用预蓄预泄法初步确定汛限水位动态控制范围的方案,然后计算各方案相应的风险和效益指标,最后采用模糊优选模型确定合理的汛限水位控制范围。结果表明:大伙房水库汛限水位动态控制的上限值为126.8 m,下限值为原设计汛限水位126.4 m,汛限水位动态控制的中值为126.6 m。     

黄河流域实施水库汛限水位动态控制的思考

通过分析黄河流域水资源状况及存在问题,提出了实施汛限水位动态控制的必要性和可行性。介绍了故县、万家寨等重点水库汛限水位动态控制研究工作开展情况及主要研究成果,对黄河流域实施汛限水位控制运用的有关问题提出了黄河上游实施汛限水位动态控制其兴利效益、多泥沙河流实施汛限水位动态控制需兼顾排沙等工作建议。     

某水库实行汛限水位动态控制的探讨

为充分利用水资源,发挥防洪兴利效益,提出了某水库实行汛限水位动态控制的建议。从水库防洪安全泄量出发,基于预蓄预泄原理,推求汛限水位动态控制约束域,拟定符合实际情况的实施措施。实例计算和分析表明,水库实施汛限水位动态控制,可以解决兴利与防洪的矛盾,提高综合效益,为防汛调度决策者提供了参考依据。     

水库汛限水位动态控制域确定方法研究发展动态综述

水库汛限水位动态控制域确定方法是动态控制研究的关键内容,亦是动态控制方案实施的基础。通过系统总结(改进)预泄能力约束法、防洪预报调度方式及规则设计方法、库容补偿法、考虑年内洪水时序变化规律的统计分析法、分级预泄法、综合信息决策支持表法等水库汛限水位动态控制域确定的主要方法,评述各方法的主要特点及适用条件,提出了汛限水位动态控制域确定方法尚需深入研究的关键性问题,以期推动水库汛限水位动态控制域确定方法的全面应用,扩大其研究应用范围。     

建立水库汛限水位动态控制推进机制的建议

开展水库汛限水位动态控制实践，可在不降低水库防洪标准的前提下，显著提高洪水资源利用效率。分析了汛限水位动态控制中的各种附加风险源．指出动态控制中洪灾风险不可避免。提出成立专项洪水保险基金的基本构想：对开展汛限水位动态控制的水库实行强制性保险，利用动态控制获取的部分效益成立专项洪水保险基金．用于动态控制所造成事故的经济赔偿；利用法律和经济的双重杠杆，建立水库汛限水位动态控制的推进机制。     

江河堤防防洪能力的风险分析

江河堤防防洪能力可靠度,反映了堤防最高防洪水位与来流洪水位之间的数量关系。采 用随机变量的分析方法,对河道堤防的防洪能力进行风险分析,给出了河道防洪能力的可 靠度和风险度的定义、风险计算模式和计算方法。并以实例计算了某河段防洪能力的风险度 。     

基于随机模拟法的水库防洪风险分析

塔尔水库是博尔博松流域规划的一项非常重要的水利设施,有巨大的防洪灌溉的功能和作用。以塔尔水库为例．基于该水库1970～2010年夏汛共40a相关模拟洪水资料,运用随机模拟法,模拟出3000场夏汛洪水过程,进而计算分析水库防洪风险。结果表明,实行分期汛限水位控制可以有效降低水库的防洪风险;分时段提高汛限水位可以有效提高汛末水位,增加水库汛末蓄满率;后汛期水位不是变化很大时水库的风险不会发生大变化,但不宜将水位提的过高。希望研究结果能为今后塔尔水库的建设或类似水利设施的防洪工作提供科学指导。     

洪水实时调度水库防洪能力确定

北方干旱半干旱地区大中型水库采用动态汛限水位控制可以大大提高汛期洪水资源的利用水平,但带来的风险也相应增加。根据水库洪水调度的实际操作过程,制定高效、快速的水库洪水实时调度模式是十分必要的。本文根据水库洪水调度决策的实际操作过程,提出了通过水库实时水位对水库实时防洪能力进行判别决定调度方案的实时洪水调度模式,定义了实时水位和实时防洪能力,构造了实时防洪能力计算模式,克服了传统调度的局限性,使得调度决策方案、调度会商时间大大减小,减少了水库洪水调度的风险。     

汛限水位变幅控制风险研究

以洪水风险调度理论为研究基础,针对汛限水位变幅前后导致水库防洪系统风险变化,构建一套较完善的汛限水位变幅控制风险分析体系,体系包括水库系统风险分析方法、风险计算模型及实施原则。笔者通过实例运用,分析具体水库汛限水位变幅前后的防洪目标风险率增量,为水库风险分析提供了可靠的参考依据。     

丹江口水库汛限水位分期控制初步探讨

从提高水库洪水资源利用的角度,运用相对频率法对丹江口水库的汛期流量资料进行统计分析,获悉汛期不同时段的入库洪水分布规律和发生概率,并结合水库调洪演算,初步确定以旬为控制时段的水库分期汛限水位,能够在不增加防洪风险的前提下充分发挥水库在汛期和汛末的兴利效率。     

基于汛限水位选择的水库防洪调度风险分析

以实例为背景，系统分析了水库运行过程中常遇的洪水风险事件、大坝安全风险事件及沓库防洪调度的主要风险因素，提出了水库防洪调度多因素组合风险估计的蒙特卡罗(Monte—Cdo)模拟技术．研究表明，研究建立的水库防洪调度风险模型是合理可行的，适当抬高水库汛限水位增加的系统风险是可以接受的．     

利用防洪预报调度调整汛限水位的风险分析

通过分析洪水预报误差对调度风险的影响,建立了遭遇不同设计频率洪水时防洪预报调度的调洪结果超过原规划结果的风险率的计算方法,即通过确定超设计与不超设计风险误差域及其发生的概率,将遭遇洪水的发生概率与相应超设计风险误差域的发生概率相结合作为防洪预报调度调整汛限水位的超设计风险率。以白龟山水库为例计算遭遇频率5%、2%、1%和0.05%设计洪水的超设计风险率分别为0、0、0.001 4%和0,其结果介于相应的期望风险率超设计值和最大风险率超设计值之间,表明该方法合理可行。     

基于Copula函数的桃林口水库防洪风险分析

为了对桃林口水库进行防洪风险分析,采用阿基米德Gumbel-Hougaard Copula连接函数,构建了入库洪峰与洪量的两变量联合分布模型,由随机抽样模拟洪峰和洪量系列,然后基于洪水类别生成洪水过程线。同时综合考虑了水库泄洪能力与水位库容关系水力不确定性因素,采用Monte Carlo法计算桃林口水库在现行常规调度条件下不同风险因子组合对应的水库调度风险定量关系。结果表明,桃林口水库防洪风险系统最主要的控制因素是水文风险,水力风险影响次之。降低汛限水位及采取合理的控泄方式可极大地减轻下游的防洪压力,而该调度方式下水库本身的风险率很小。研究成果为当地水库管理与防汛部门制定科学、合理的防洪规划,为未来合理利用洪水资源探索汛限水位动态化管理提供一定的参考。     

三峡水库动态汛限水位控制范围探讨

为了充分发挥三峡水库的防洪兴利效益,将当前单一汛限水位控制的运行方式改为动态汛限水位控制是必要的,也是可行的.在满足水库下游防洪标准和允许水库下泄安全流量要求的前提下,对主汛期和汛末期分别采用预泄方式和预蓄方式进行调洪演算,研究不同动态汛限水位控制范围的影响,得到了符合水库实际调度的动态汛限水位控制范围.结果表明,三峡水库实施动态汛限水位控制的运行方式,既可以避免抬高汛限水位引起的防洪风险,又能增加水库兴利效益.     

基于同频率地区组成法的梯级水库联合防洪预报调度

在水库实际防洪预报调度过程中,洪水的自然特性直接影响其调度风险。为降低此风险,本文提出了基于同频率地区组成法的联合防洪预报调度模型。以最大防洪库容之和最小为目标,通过调洪演算得到由m种洪水组合与n个设计频率相结合的m×n种组合方案下的联合防洪预报调度和常规调度的调度风险指标。计算结果表明联合防洪预报调度相比常规调度降低了最高坝前水位与最大下泄流量,从而降低了调度风险,进一步针对联合防洪预报调度模型,应用动态规划法求得整个调度周期内的联合泄流调度方式。