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。     

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。     

安康水电站入库洪水预报方案的研究

水库防洪调度的依据是洪水预报 ,因此洪水预报方案的好坏将直接关系到水库调度的成败 ,尤其是安康水库 ,防洪项目和防洪要求特别繁多 ,且洪水暴涨暴落 ,汇流时间极短 ,对洪水预报的精度要求更高。为此 ,将研究确定的流域蓄满产流模型、单位线模型产、汇流方案用近几年安康水库所发生的较大洪水进行检验 ,其洪峰、洪量均在允许的误差范围内 ,证明方案是合理可行的。     

水库汛限水位动态控制方法研究及其应用

在对水库汛限水位动态控制管理运用中涉及到的几个关键问题进行研究分析的基础上,提出在不降低水库原防洪标准的前提下,考虑短时气象降雨和洪水实时预报信息的汛限水位动态控制方法。该方法考虑了预报误差的规律,能在降雨和洪水发生、发展及消退的演进过程中,按预报信息种类和精度分阶段、分层次地判断洪水量级,并及时作出合理调度决策,既利用了不同预报信息,又考虑了各自的误差风险率,具有可操作性强、洪水资源利用率高的特点,可用于汛期全过程实时调度,运用于隔河岩水库,每年平均增加发电量3900万kW·h。     

洪水预报误差对预泄控制法汛限水位动态控制的风险分析

以清江大龙潭水库为例,利用误差及统计学理论,进行洪水预报误差对预泄控制法汛限水位动态控制的防洪调度风险分析,结果表明,利用洪水预报进行大龙潭水库汛限水位动态控制存在一定的防洪调度风险,但风险较小,可通过提高预报精度、结合气象预报信息决策调度,实现风险可控。     

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GFS短期降雨预报信息的实时防洪预报调度研究

本文以英那河水库防洪调度为例,对考虑GFS短期降雨预报信息的实时防洪预报调度进行了研究。针对前3天累积雨量水库调度模式的不足之处,分别考虑24h和48h降雨预报信息,运用净雨控制调度方式进行调度,得到相应的调度方案。最后通过对不同预见期长度和不同预报净雨比重的调度方案进行进一步分析对比,得出了最合理的应用方式。     

水库防洪预报调度关键问题研究及其应用

为使水库防洪功能与兴利功能尽可能结合起来，更好地提高洪水资源利用率，本文探讨了利用水文和气象等预报信息来指导水库实时调度。研究了实施防洪预报调度方法的内涵、机理、需要满足的基本条件等几个关键问题，结合碧流河水库的应用实例来说明该方法的实用性和可行性。实例证明，碧流河水库采用以累积净雨总量控制的防洪预报调度运用方式，可提高洪水资源可利用量约4000万m3。     

水电厂气象水文综合预报调度模型的建立与应用

水电厂气象水文综合预报调度模型整合了降雨预报方案、中长期水文预报方案:洪水预报方案、水库优化调度方案等现有模型系统.降雨数值预报接入水库预报调度系统后,延长了来水预报预见期,结合文中研究的优化调度模型,使水电厂能够提前调整发电计划、调度方案,增加了水电厂的发电效益和水库的防洪减灾社会效益.     

英那河水库防洪预报调度方案制定与分析

英那河水库不仅承担着水库上下游的防洪任务,同时作为大连市重要的水源地,其水资源利用效率对于大连市的社会经济发展极其重要,因此水库防洪调度方案的研究具有重要意义。针对英那河水库改扩建后没有适用于目前水库汛期防洪调度的方案问题,通过分析水库产流预报和退水预报的可利用性,并在此基础上,以累积净雨、入库流量和水库水位作为改变水库出库流量的判别指标,研究制定了考虑预报信息的英那河水库防洪调度方案。结果表明:考虑预报信息的英那河水库预报调度方案不仅满足水库调度原则,合理可行,而且便于操作。方案利用退水余量作为水库预泄后回蓄水量,在保证水库兴利效益,提高洪水资源利用效率的同时,还提高了水库的防洪能力。     

水库防洪预报调度的风险分析

本文从水文预报误差的不确定性分析出发，将短期洪水预报精度评定指标转化为入库洪水过程的随机特征值，并引入水库调洪演算随机数学模型，从而实现水文预报风险向预报调度风险的转化，为定量考察预报调度风险率、合理选择动态的汛限水位提供了科学的依据。通过这一方法论证了水文预报精度对水库防洪预报调度风险率的影响，表明提高水文预报精度将有利于降低水库调洪风险率。     

短期降雨预报在汛限水位动态控制中的应用

以丹江口水库为例，根据考虑降雨预报的水库汛期限制水位控制的新理念，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；同时分析了在发生降雨预报误差时，汛限水位动态控制的风险率以及大坝所能抗御洪水标准的变化，概化计算了抬高汛限水位增加的发电效益。结果表明，在不增加丹江口水库及其上下游防护对象风险的前提下，抬高汛限水位可以为丹江口水库带来较大的经济效益。     

基于防汛需求的降雨预报精度评估方法

针对现有研究对降雨预报精度评价大多着眼于测站或流域的总量误差,很少考虑降雨预报的空间分布、时程分配误差这一问题,提出一种综合时程、空间、总量等3个维度的降雨预报精度评价方法。在量级上,建立以相对误差为基础的量级评价指标;在空间上,引入容差区间,考虑全流域网格后得出空间分布评价指标;在时程上,采用确定性系数评价时程的匹配度,得到时程分配评价指标。选取甬江流域近年的预报和实测数据为例,采用上述方法对多种数值预报模式的进行了综合评价。结果表明:提出的评价方法能够挖掘出传统评价方法未充分关注的时程分配等要素。因此,该方法能够较好地基于防汛场景需求评价流域降雨预报精度,也可为多种预报模式的融合应用提供依据。     

飞来峡水利枢纽洪水预报模型研究

飞来峡水库的洪水预报和调度在北江流域的江河水库联合调度中十分重要，因此研究其洪水预报模型具有重要的意义。该模型设计分为上游干流及支流的流域降雨径流模型、区间的降雨径流模型和一维干流河网洪水演算动力学模型，其参数率定达到《水文情报预报规范》的甲级标准。     

Correction of Reservoir Runoff Forecast Based on Multi-scenario Division and Multi Models

Accurate runoff forecast is very important for reservoir operation. In view of the shortcomings of the existing correction models for runoff forecast, including the influence of the difference of external factors on the forecast results is not considered, and the optimal situation adaptation of different forecast models is not considered, three models, i.e., long and short-term memory neural network model (LSTM), gaussian process regression model (GPR) and support vector machine regression model (SVR), are used to forecast the relative errors of runoff forecast under different scenarios in this paper. The classification of forecast scenarios is determined based on factors such as rainfall, inflow, and foresight period, and two scenario sets are given, i.e., 12 forecast scenarios and 24 forecast scenarios. Then, a multi-model coupled runoff forecast correction method considering forecast error and forecast scenario is proposed. Through the case study of the Three Gorges Reservoir (TGR), it is found that, when the analysis is carried out based on the forecast period, the SVR model should be used for forecast correction when the foresight period is 1–5 days, and the LSTM model should be used for forecast correction when the foresight period is 6 days. The application effect of SVR and LSTM is better than GPR in the scenario set of 12 forecast scenarios. LSTM model has the highest accuracy of forecast correction in the scenario set of 24 forecast scenarios, and the mean value of the coefficient of certainty (R²) changes from 0.919 of 12 forecast scenarios to 0.931 of 24 forecast scenarios, increasing by 1.31%. The mean value of mean relative error (MRE) changes from 6.80% of 12 forecast scenarios to 5.64% of 24 forecast scenarios, a decrease of 17.06%. Finally, the best model adaptation table corresponding to different forecast scenarios of TGR is established, which has an important guiding role in the actual runoff forecast of TGR.

     

分布式水文模型结合雷达测雨用于三峡区间的洪水预报

长江三峡区间因暴雨形成的洪水峰高量大, 对三峡水库防洪安全和运行调度的影响不容忽视。依据三峡地区的地形地貌特征,采用基于 GIS的分布式水文模型来模拟区间洪水过程,以尽量减小洪水预报中的不确定性。研究表明 ,降雨信息缺失是洪水预报不确定性的主要来源,尤其是在雨量站稀疏的山区,雨量站观测 的降雨信息难以充分表征降雨空间变化。为此,进一步尝试利用雷达测雨数据作为分布式水 文模型的输入,通过对2个小流域的示例研究,结果表明雷达测雨能捕获降雨的空间分布, 它与分布式水文模型相结合,是提高洪水预报精度的有效途径之一。     

洪水预报误差对防洪预报调度的影响

本文从洪水总量与洪水过程两个角度研究了洪水预报误差对碧流河水库防洪预报调度的影响,其中对洪量的研究采用基于规范的洪水预报误差和基于预报误差的分布规律两种方法,得出一些初步的结论,并对研究洪水预报误差提出了一些建议。     

基于预报调度规则的云峰水库特大洪水调度研究

针对当前极端天气频发的形势,对极端暴雨洪水进行准确预报、合理调度是水库调度管理不可回避的问题。以应对云峰水库流域特大暴雨洪水、提前建立预报及调度预案为目标,基于现有的预报方案及精度,将云峰水库防洪调度规则中引入累积净雨量判别指标,提前预报入库洪水,采取预泄手段提前腾空库容,消纳入库洪水,使整个泄洪的流量过程比较平缓,并对典型年及各频率设计洪水过程线的洪峰值与对应的累积净雨量进行了相关分析。研究表明:洪峰滞后于净雨量峰值约18 h,同时累积净雨量与洪峰流量呈较好的线性相关性;采用累积净雨量作为防洪调度的判别指标可以延长调度的预见期,并提高防洪与兴利互相结合的程度。研究成果为优化云峰水库特大洪水调度方案创造条件。     

基于ECMWF和WRF的嘉陵江流域面雨量预报精度评估

将降雨数值预报产品运用到水文预报中已经逐渐成为提高洪水作业预报的预见期的重要手段。为充分了解ECMWF(European Centre for Medium Range Weather Forecasts)和WRF(Weather Research and Forecasting model)2种数值天气预报产品对嘉陵江研究区面雨量预报的预报精度和误差分布,且为增强洪水预报精度的稳健性提供科学支持,采用TS评分、空报率、漏报率、正确率等指标,对嘉陵江地区7个气象分区内的2016年汛期面雨量预报结果进行了检验,分析了不同分区内各检验指标与预报时效的关系。结果表明:ECMWF数值预报产品和WRF数值预报产品均可用于该地区晴雨预报,且2种产品的预报精度随降水等级的增大呈增大趋势,随预报时效的增加呈减小趋势。综合而言,ECMWF数值预报产品对嘉陵江研究区的预报效果更好。