考虑入库洪水不确定性的三峡水库汛限水位动态控制域研究

汛限水位动态控制域是水库实施汛限水位动态控制的基础与关键.考虑影响防洪调度风险的最重要风险源,即入库洪水预报误差及洪水过程线形状的不确定性,提出风险约束条件及其量化分析方法.将入库洪水不确定性、风险分析与汛限水位动态控制域的确定过程有机结合起来,利用预泄能力约束法和Monte-Carlo模拟方法推求三峡水库汛限水位动态控制域.在不增加防洪风险的前提下,三峡水库实施汛限水位动态控制可有效地提高中小洪水资源的利用效率,利用1～3 d的洪水预报信息,三峡水库汛期可增发电量6.99×108～14.45×108kW·h.研究方法对其他水库实施汛限水位动态控制也有借鉴意义.     

考虑梯级水库库容补偿和设计洪水不确定性的汛限水位动态控制域研究

汛限水位动态控制本质上是风险调度的范畴,其最主要的风险源来自于入库洪水的不确定性。不仅包括由于预报误差带来的实时调度风险,还包括由于设计阶段对于设计洪水不确定性考虑不周而存在的潜在防洪风险。本文针对梯级水库,提出了一种考虑库容补偿和设计洪水不确性的汛限水位动态控制域求解新方法。通过分析梯级水库库容补偿调度原理,定义了水库极限汛限水位上限值,并给出了考虑设计洪水不确定性的防洪风险定量表达式。以Copula函数为工具建立上游和区间天然来水的联合概率密度函数,求出下游遭遇某一设计洪水时,上游可能出现的洪水范围,从而得到考虑梯级水库调蓄作用的不确定性设计洪水。通过反复迭代计算最终得到兼顾防洪风险与兴利效益的汛限水位动态控制域。将该方法运用在考虑潘口库容补偿作用的黄龙滩汛限水位动态控制域计算中,并与同频率法和典型年法比较,得到以下结论：1）所提方法能通过挖掘历史洪水信息,为模拟梯级水库设计洪水不确定性提供参考信息;2）相对于同频率法和典型年法,所提方法推求的汛限水位动态控制域更加的安全;3）黄龙滩水库汛期运行水位可以从[240,247]m变为[240,248.21]m。可使汛期来水较多的2000年和来水较少的1994年分别增加发电量0.13和0.11×10⁸ kW·h。所提方法能充分考虑梯级水库库容补偿和设计洪水的不确定性,能得到不增加防洪风险的水库汛限水位动态控制域。     

基于Copula函数的设计洪水过程线方法

采用Copula函数构造边缘分布为PIII分布的联合分布,用以描述年最大洪峰和年最大时段洪量,并介绍两变量情形下的重现期定义,根据建立的联合分布和两变量的重现期提出基于两变量联合分布的设计洪水过程线推求方法.研究有助于进一步认识设计洪水过程线的推求方法,并为设计洪水过程线推求提供了一种新思路.     

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。     

设计洪水峰量最可能组合法的计算通式

针对传统的多变量分析方法在联合重现期水平下选取设计值存在较大的任意性和不确定性,本文利用Copula函数建立洪峰与不同时段洪量的多变量联合分布,采用联合概率密度函数值作为洪水发生相对可能性的度量指标;以满足防洪标准为约束条件,构建了峰量最可能组合的通用模型,并提出采用拉格朗日乘数法进行求解。采用该方法计算汉江流域丹江口水库的最可能设计洪水,并与单变量同频率、多变量同频率估计值对比,结果表明：单变量同频率估计值达不到防洪标准;最可能组合法与多变量同频率法相比,洪峰偏小、长历时洪量偏大,其估计值更符合丹江口水库的应用要求,说明所提方法具有较强的统计基础,更加符合水文现象的内在规律,可用于水库设计洪水计算。     

一种新的洪水过程随机模拟方法研究

洪水随机模拟是防洪安全设计的新途径。利用Gumbel-Hougaard Copula构造边缘分布为PⅢ型分布的两变量联合分布,用以描述洪峰和洪量。根据该联合分布进行随机抽样同时模拟洪峰和洪量系列并转化成洪水过程线,从而建立一种新的洪水过程随机模拟方法。该方法用峰量联合分布代替单独的洪峰和洪量的分布,能够考虑洪峰和洪量之间的相关性,克服了分离处理峰、量的缺点。与现有的洪水随机模拟模型相比,如季节性一阶自回归模型和典型解集模型,文中提出的模型所模拟的洪峰和洪量统计特征的相对平均偏差和相对均方误差等指标均较优,能够更好地保持实测系列洪峰和洪量的统计特征。     

分期设计洪水的估计区间

基于两变量分析方法推求分期设计洪水,对于给定的联合重现期水平,存在着多种洪水组合均可满足规定的防洪标准,现有方法无法评价不同组合发生的可能性和合理性.采用归一化的联合概率密度函数值作为洪水发生的相对可能性指标,提出了分期设计洪水组合的可行区间,并基于条件概率原理推导了3种具有统计意义的联合重现期水平下的计算公式,即最可能组合、条件最可能组合和条件期望组合.丹江口水库应用结果表明:以7日洪量为例,最可能组合和条件最可能组合的估计值均位于可行区间内,条件期望组合的估计值在可行区间外.建议采用条件最可能组合方法计算丹江口水库7日洪量分期洪水设计值,该法不仅具有较强的统计理论基础,而且能够较好地描述汛期洪水特征;在满足防洪标准的前提下,通过适当抬高(降低)夏(秋)汛期的洪水设计值,有利于水库汛末蓄水和提高综合利用效益.     

黄河下游分滞洪区运用方式对防洪的影响

分滞洪区的存在可以临时分滞超额洪量并有效降低下游洪峰水位,从而减轻下游防洪压力,而分滞洪区的调度方式对防洪效果有不同程度的影响.基于MIKE21软件建立黄河下游典型河段洪水演进数学模型,通过对比黄河下游滩区作为分滞洪区运用时在调度方式以及口门位置不同情况下的洪水发展过程、河段下游洪水位、洪峰流量的变化以及分滞洪区的进洪量,研究分滞洪区调度方式和口门位置对河段的防洪影响.结果表明,根据上游洪水过程合理运用分滞洪区对减轻下游防洪压力更为有利,分滞洪区口门位置对河段防洪也有很大的影响.     

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...     

水库洪水传播问题初步探讨

一、前言根据我国许多水库多年运行调度的实际资料和经验表明:洪水在进入水库库区后会发生变形,一般表现为洪峰增大,洪量集中;传播方式也由原来天然河道的洪水传播改变为水库库区的洪水传播。考虑到这两种洪水传播的方式、传播速度和时间的计算均有所不同,如何正确估计水库建成后对洪水传播时间的影响,迄今有不同的看法。为此本着毛主席关于实践认识再实践再认识的教导,我们先后对上犹江水库和松涛水库的实际观测资料进行了初步摸索。认为不仅在实际水库的防洪调度中应考虑到这一影响,而且在设计水库时也应注意到水库洪水变形的问题,以便正确、合理地拟定入库设计洪水及防洪调节计算,为确保大坝安全,合理的利用水利资源创造条件。     

基于两阶段风险分析的水库群汛期运行水位动态控制模型

水库(群)实时调度能结合有效的水文预报信息对水库在实时运行层面权衡防洪与兴利效益具有指导意义。然而,水文预报信息的利用面临着不可规避的不确定性问题,故水库(群)实时调度运行需要考虑风险控制方法的研究。针对耦合水文预报的水库群汛期运行水位动态控制问题,提出了可考虑各水库不同预见期长度、不同预报精度的两阶段风险率计算方法,并将其应用于构建水库群汛期运行水位动态控制模型。首先,两阶段风险率思想是将未来调度时段按预见期节点分为预见期以内和预见期以外两个阶段,预见期以内考虑径流预报不确定性带来的风险,采用集合预报思想统计多组预报径流情景在预见期以内的失事概率,预见期以外考虑因预见期末水位过高难于应对后续洪水的潜在风险,根据历史设计洪水的调洪演算试算风险率。其次,基于所提出的两阶段风险率方法构建以发电量最大为目标函数的水库群汛期运行水位动态控制模型。研究结果表明：提出的两阶段风险率计算方法可兼顾考虑实时调度阶段由径流不确定性引起的预见期以内、预见期以外的潜在风险;基于两阶段风险分析构建的水库群优化调度模型,可求解得出的水库群系统库容动态最优决策过程,且该优化调度模型可在不增加汛期防洪风险的基础上提高水库群系统的发电效益,即2010年汉江流域五库系统在夏汛期可提高总发电量2.30亿kWh。     

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。     

Market Risk Evaluation on Single Futures Contract：SV-CVaR Model and Its Application on Cu00 Data

A new stochastic volatility (SV) method to estimate the conditional value at risk (CVaR) is put forward. Firstly, it makes use of SV model to forecast the volatility of return. Secondly, the Markov chain Monte Carlo (MCMC) simulation and Gibbs sampling have been used to estimate the parameters in the SV model. Thirdly, in this model, CVaR calculation is immediate. In this way, the SV-CVaR model overcomes the drawbacks of the generalized autoregressive conditional heteroscedasticity value at risk (GARCH-VaR) model. Empirical study suggests that this model is better than GARCH-VaR model in this field.     

水库防洪调度问题探讨

阐明了水库防洪调度的基本任务,揭示了水库调洪过程涉及的若干基本问题,分析了防洪补偿调节及错峰调度方式的应用条件,提出拦蓄洪尾运用方式的风险分析方法,并探讨防洪优化调度与实时调度相联系的途径．     

东武仕水库防洪调度优化

根据东武仕水库上下游的设计洪水,结合水库的防洪标准和防洪调度原则,采用动态规划的方法,建立东武仕水库防洪调度模型,得出适合东武仕水库及其下游防护对象的防洪调度方案.     

基于区间优势可能势的模糊折衷型防洪多目标多属性决策方法

通过综合考虑防洪多目标调度中的各种风险因素,提取了影响水库群防洪需求的若干风险指标,针对防洪多目标方案集的决策优选问题,提出了一种基于区间优势可能势的模糊折衷型多属性决策方法,建立了多属性目标的决策矩阵,避免了备选方案的模糊性和不准确性。并根据区间数的可能度对各方案进行优属度排序,分别选取各属性下的正、负理想方案。另外,还提出了一种描述备选方案与理想方案差异度的优势可能势,更加精确地度量不同方案之间的优劣程度。并在此基础上,采用模糊折衷型多属性决策方法,结合不同属性的主观权重,对备选方案进行优选和排序,得到了满足实际需求的多属性决策最佳优选方案。     

长潭水库防洪风险分析与决策

长潭水库流域在台汛期频遭台风或热带风暴影响,带来强降雨,形成较大的洪水。即便除险加固工程结束,水库所面临的防洪压力也非常大,并且矛盾主要集中在次洪调度决策过程中。从洪水资源化的角度出发,长潭水库的次洪调度方案应进行风险识别、评估、评价分析,然后根据防洪损益值及风险度进行洪水调度决策。     

水库防洪全面风险率模型研究

较全面地分析了水库防洪风险计算中存在的各种不确定性量，探讨了这些不确定性量的分布及其参数的确定方法，着重研究了水力风险计算问题；并针对一个实际水库，考虑防洪库容的滞洪削峰作用，初步研究了水库防洪全面风险率模型应用问题．