设计洪水不确定性下的水库防洪风险调度

水库防洪调度中,设计洪水的推求对于水库防洪安全至关重要,而在其实际的推求过程中存在着诸多不确定性因素影响。本文针对设计洪水洪峰、洪量以及洪水过程线多重不确定性,提出了一种水库防洪风险调度模型并进行求解,探求设计洪水不确定性下的水库防洪调度过程。应用Copula函数建立洪峰与最大三日洪量的联合分布模型,采用蒙特卡洛重抽样方法,获取一系列峰量联合设计值;针对传统设计洪水过程线选择的单一性问题,对水库实测洪水过程进行了分类,并对不同类型的洪水过程线进行随机模拟,生成多维不确定性下的设计洪水过程;引入经济学指标条件风险值CVaR(Conditional Value at Risk)来衡量水库防洪调度过程中超过调洪最高洪水位的风险,建立了考虑CVaR的水库防洪调度模型,通过不同的风险系数取值获得不同的水库防洪调度过程。以安康水库洪水过程为例,二次重现期标准下百年一遇设计洪水联合设计值存在着较大的不确定性;采用K-means聚类法把洪水过程分成了三类,并应用蒙特卡洛法对不同类型洪水过程进行随机模拟,获取了考虑不确定性的大量水库设计洪水过程,推求了安康水库不同风险系数下水库防洪调度规则。本文所建立的考虑设计洪水不确定性的水库防洪风险调度模型可为不确定性条件下水库调度规则的制定提供指导。     

对东苕溪“6·19”洪水防御案例的思考

基于余杭区东苕溪2011年成功防御"6.19"洪水实例,从洪水防御部署、科学调度、基层防汛体系等方面介绍防洪调度情况,并通过对洪水成因分析和洪水过程分析,总结洪水预报、洪水调度、水利工程和基层防汛队伍在防洪中起到的作用,提出进一步巩固东苕溪洪水防御工作和进一步,提高东苕溪流域防洪防台抗旱能力的思路.     

中国和荷兰防洪标准比较

前言 洪水安全标准是指防洪对象（一个地区或者工程等）抵御洪水能力相应的洪水标准,也是防洪工程的技术目标。荷兰与中国都面临着海潮和河流洪水的威胁,且两国都积累了丰富的抵御洪水的经验,但两国在经济社会发展水平、土地利用、人口以及防洪形势等方面存在差异,对防洪标准的理解会有所不同。比较两国对防洪标准的理解、计算、确定程序和应用,具有实用价值。     

考虑洪水地区组成不确定性的水库下游防洪风险率计算

随着水库群的调节对下游洪水过程的影响越来越突出,科学评价下游控制点的防洪风险率对复核流域防洪标准、优化水库群防洪调度规则具有重要意义.传统计算方法对洪水地区组成不确定性考虑不足,影响了评价成果的可靠性.针对单库防洪系统,提出了计算水库下游防洪风险率的离散求和-均值一次二阶矩法,该方法不仅能考虑洪水地区组成的不确定性,还...     

西江归槽洪水研究展望

西江流域由于大量兴建堤防工程导致洪水归槽,改变了原天然河道的洪水槽蓄关系,使得用于防洪规划和洪水灾害风险评估的洪水序列失去了一致性。目前洪水归槽问题研究主要集中在出槽洪水的归槽还原计算方面,对于干支流洪水与区间洪水的遭遇考虑不足,对洪水发生变异的成因及非一致性洪水的频率计算方法也缺乏系统性的研究。建议采用水文变异诊断系统对西江流域的水文要素进行变异分析,以识别其时空变异规律;研制西江中下游干支流洪水及区间暴雨洪水的多输入单输出概念性水文模型,以模拟其洪水形成过程;提出基于MISOCHM模型的非一致性洪水频率计算方法、基于HHT变换的非一致性洪水频率计算方法,以推求变化环境下河道断面的洪水频率分布,并结合西江流域防洪规划评价西江堤防现状和未来的防洪能力。其研究成果不仅对变化环境下的水循环和水安全研究具有重要的理论意义,而且对于流域防洪规划和洪水灾害风险评估具有重要的实际应用价值。     

数字长江流域高性能洪水预报系统框架

针对长江流域河流健康发展涉及的水资源配置、洪水致灾、灾害分析与评估、洪水预测预报等难题,结合长江流域自身特性,构建数字长江流域高性能洪水预报系统的总体框架,分析预报系统需要解决的关键科学技术问题,阐述预报系统的技术路线,介绍预报系统的结构、重要的数学模型以及运行流程.依据这一基本框架构筑的长江流域洪水预报系统,能够为制订适应长江防洪新形势的防洪战略、防洪规划及有效的防洪减灾对策提供科学依据和技术保障.     

基于Copula函数法推求分期设计洪水和汛限水位

采用3-维非对称型Frank Copula函数结构,构建汛期分期为三分期、边缘分布为P-Ⅲ型分布的分期洪水联合分布.在假定分期设计洪水值的联合重现期等于防洪标准T的前提下,推导基于Frank Copula函数的分期设计洪水频率和防洪标准的关系,解决了分期设计洪水达不到防洪标准和分期频率与年频率不一致的问题,为分期设计洪水、分期汛限水位优化设计提供了一条新思路.     

大藤峡水库的防洪能力

首先分析了龙滩水库的防洪效果,然后综合考虑各方面因素制定了防洪效果最优的大藤峡水库防洪调度方式,并通过调洪演算分析了大藤峡水利枢纽15亿m3防洪库容所能达到的最大防洪能力.结果表明,大藤峡15亿m3防洪库容基本可以满足"将梧州100年一遇洪水削减为50年一遇,兼顾削减梧州其他类型100年一遇以上洪水"的核心防洪目标,同时对于桂平、平南和藤县县城的防洪作用可以做到将30～50年一遇洪水基本削减到30年一遇,大部分削减到20年一遇以下.     

水库防洪错峰调度风险分析方法及应用

水库防洪错峰调度是一种利用下游区间洪水预报信息的防洪预报调度方式,能有效减小水库防洪库容,提高洪水资源利用率,但受区间洪水预报、水库下泄洪水传播时间、调度滞时等不确定因素的影响,水库下游防洪风险的可能性将增加。综合考虑多个不确定因子,采用蒙特卡洛法、风险标准法等,提出了基于错峰调度规则的拟定、风险的定义、风险因子的识别与量化、风险率计算、方案决策过程的水库防洪错峰调度风险分析的流程与方法,并将上述方法应用于海河流域的密云水库。研究结果表明:通过采用提出的防洪错峰调度方案,密云水库能抬高汛限水位2.0 m,减小防洪库容3.09亿m3;而承担的水库防洪错峰调度风险率仅为11%;延长错峰时间能显著降低防洪错峰调度的风险。     

考虑入库洪水随机过程的梯级水库防洪优化调度

针对梯级水库防洪优化调度求解过程中存在的入库洪水过程的随机性,以及优化调度模型求解的复杂性这两方面的问题,建立了基于Copula函数的梯级各地区洪水的联合分布函数,通过随机模拟方法得到梯级水库的入库洪水过程;建立了梯级水库防洪优化调度模型,并提出了基于并行搜索思想的PDP算法进行求解。清江梯级水库实例研究结果表明,基于Copula函数的随机模拟方法,能充分考虑洪水地区组成方式的多样性和随机性,从而能模拟对梯级防洪调度最不利的情况;PDP算法比文中其他算法更容易收敛到全局最优解;较常规调度,梯级水库防洪优化调度可进一步降低下游地区的防洪风险。     

飞云江流域"泰利"台风暴雨洪水分析及珊溪水库调度

对飞云江流域珊溪水库坝址以上"泰利"台风暴雨洪水及水库洪水调度和防洪效益进行了分析.     

洞庭湖分蓄洪区实时洪水调度系统的研制

论述了洞庭湖分蓄洪区实时洪水调度系统的开发目标、系统的结构和组成及洪水调度主模块的建立.采用现代软件工程理论,嵌入组件化的洪水调度模型,并与地理信息系统相集成,建立了功能强大的洞庭湖洪水实时调度系统.该系统界面友好,操作简单,易于扩展和集成到其他系统中,能根据不断更新的短期来水预报,进行洪水"预报—分析—计算—决策—实施—校正"的前向卷动实时调度,从而为防洪实时调度决策提供技术支持.     

杭州市防洪体系现状及规划

根据杭州市城市防洪的现状和水系特点,认为要彻底解决主城区（建成区）的防洪排涝问题,必须采用提高杭州市城市防洪能力的有关工程措施：主城区各区块的涝水应就近向钱塘江外排,地势较低的运河两岸地区,应要取“北控,中疏,南排”的排涝原则。     

欧根河"2003·8"洪水成因、特点及防汛经验

对欧根河2003年洪水成因、特点及灾害进行了分析，总结了防讯经验。     

红枫水库前期防洪限制水位论证研究

根据红枫水库的具体情况,依据1994年国家颁布的《防洪标准》(GB50201-94)和2000年中华人民共和国水利部颁布的《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000),基于现有的工程条件和技术资料,从设计洪水推求、水库自身防洪调度和安全运行、蓄满率变化、电站发电效益分析等方面,科学合理地分析论证红枫水库汛期前期(5~7月)限制水位抬高的可行性和必要性。研究结果表明:按照水库的现行调洪原则,库水位从1236.8m起调,其相应调洪成果满足要求,且有一定的安全余度。从发电效益来看,最大年均增发电量为0.044亿kW.h,提高幅度为6.8%左右,其经济效益显著。     

无资料地区中小河流洪水调查与评价研究——以大沙河“20100821”暴雨为例

洪水调查与评价能有效弥补当代遥感技术和传统统计插值技术获取资料的不足。以大沙河"20100821"暴雨为例,利用比降面积法监测水面比降为8‰,计算洪峰流量为1 830m3/s,平均流速2.47 m/s。分析1958年实测多峰洪水过程线,各峰涨落过程线基本平行,平行移动过程线拟化单峰过程线,根据拟化单峰过程线并五点概化,计算洪峰总量为1.09亿m3,径流系数0.84。文章根据本流域实测多峰洪水过程线拟化单峰过程线并五点概化,计算洪量结果合理,附近流域实测数据也证明径流系数大,说明该方法可用,具有推广价值。     

平原地区洪水资源利用系统研究

面对严重的水资源短缺问题,许多平原地区只有利用丰水期的河流洪水才能缓解缺水状况,然而由于洪水灾害属性的存在,如何降低甚至避免洪水灾害风险便成为现阶段洪水资源利用过程中的一项重要内容.从水资源开发与风险事件发生的一般过程:洪水资源开发的规划、事前预案及实时操控3个阶段出发,基于平原地区洪水资源利用的方式与特点,对其洪水资源利用的风险因子进行了识别,建立了洪水资源利用风险评价指标体系,并提出了"长期规划回避、事前预案降低、实施过程控制"的河流洪水资源利用风险控制策略.     

水资源实时监控与"3S"技术

结合国内黄河、太湖、海河等五试点的水资源实时监测与管理系统的建设情况,及国内已建成的大部分防汛减灾系统运行情况,归纳总结了“3S”技术在水资源管理中的重要性及其运用,为提高“3S”技术在水资源实时监测与管理系统中的应用提供参考.     

中都河流域“8·16”山洪致灾机理分析

我国西南地区地形地貌条件复杂，极端暴雨山洪灾害频发，显著制约地区社会经济发展。为科学认识暴雨山洪形成过程，揭示受灾地区致灾机制，构建符合区域特征的山洪灾害预警体系，以四川省屏山县中都河流域“8.16”山洪灾害为例，结合实地调查及基础资料，从地区降雨特性、洪水陡涨过程及人类活动三方面入手，系统分析了此次暴雨山洪的灾变响应过程，以及采用水位流量反推法和洪水上涨率判定法计算山洪灾害预警指标阈值。结果表明：此次山洪灾害成因主要在于上游马边县地区短时强降雨导致下游屏山县中都镇河水陡涨，极大缩短了沿河居民转移时间；当地居民围滩造地侵占河道，减少了行洪面积，属于典型的地区强降雨与人类活动综合影响下的突发性暴雨山洪灾害；对比上述两种预警方法的结果，发现水位流量反推法预警精度稍差且多次出现漏警，洪水上涨率法预警期显著延长，预警效果更为可靠。因此，建议中都河流域山洪灾害防御采用洪水上涨率法和传统预警相结合，以流域划分模式构建马边屏山两县行政联合的山洪预警体系，可为该区域乃至其他类似山洪灾害频发地区的防治提供科学依据。     

河北省运东区"2005.07"暴雨及其"四水"转化分析

2005年7月23~24日,沧州市南运河以东的沧县、黄骅等区域普降暴雨,日降雨量达293.7 mm,较为罕见,流域内沥涝面积1.08万hm2(16.2万亩)。文中通过实测资料对本次暴雨、径流进行了分析,给出了在现状条件下运东区次暴雨“四水”转化特征,对以后该流域的水资源规划、洪水资源利用等具有重要的参考价值。