凤滩水库降雨预报精度分析及应用研究

由于天气预报有限准确性,给水库电站调度造成不便,使水库效益难以充分发挥。分析凤滩水库流域天气降雨预报精度,研究流域对径流调节能力,探讨预报精度对水库调度决策的影响,探索运用实时降雨预报产品进行水库调度的方法。水库调度决策,暴雨以上注重降雨过程,依据提前5天的降雨预报;大雨注重降雨量值,依据提前4天的降雨预报;中、小雨注重降雨起讫时间,以实际降雨为依据,优化水库水位控制,提高洪水资源利用率,为水库创造可观的效益。     

长江中下游实时洪水预报模拟

以长江中下游防洪系统为对象,概述了在大型复杂防洪系统水沙运动数值模拟基础上,成功地将面向长江中下游防洪规划论证需求的水沙数学模型转化为面向长江防洪系统防汛方案评估需求的长江中下游实时洪水预报数学模型.为适应实时预报调度快速、准确评估的要求,提出了基于水动力学的循环滚动计算模式和实时校正模式.实现了水文学实时校正方法与水动力学数学模型的耦合,建立了基于水动力学的实时校正模式和分洪溃口洪水预报模式.通过长江中下游防汛期间的试运行,较好地解决了洪水预报误差校正和分洪溃口后洪水预报等关键难题,为防汛方案的制定和实时洪水调度方案优化提供了技术支撑,主要成果已应用于长江中下游防汛调度方案中.     

基于水库防洪预报调度图的洪水资源化方法

为有效调节利用洪水资源,探讨以水库防洪预报调度为途径的洪水资源化方法,在分析水库调洪过程和洪水过程特性的基础上,拟定了基于3 h预报信息的水库防洪预报调度图,并以安康水库为例,采用模拟结合遗传算法进行优化计算,绘制了安康水库以洪水资源化为目标的防洪预报调度图,通过对其应用并与常规洪水调度过程进行对比分析表明,预报调度的调洪结果在消减洪峰和抬高调洪末水位两个目标上明显优于常规调度。     

长江防洪决策支持系统——防洪决策风险分析

针对长江中游防洪决策过程,筛选出几个主要的风险因子.考虑暴雨洪水历史资料,短期洪水位预报以及中长期雨洪预报三种不同信息条件,建立防洪决策风险分析模型,针对长江三峡至螺山河段防洪系统,是否启用分蓄洪区的各种防洪决策方案,给出决策风险的定量描述.     

淮河中游暴雨洪水特性分析和防洪工程控制运用有关预报问题探讨

淮河流域产生暴雨的天气系统主要是由涡切变和台风等五种天气类型造成的,淮河洪水主要发生在7月份.中游22个行蓄洪区在防洪中起到至关重要作用,洪水预报必须与行蓄洪区运用紧密结合,本文根据笔者多年的实践经验,提出宏观预测、中观对策、微观决策的预报调度思路及处理行蓄洪区的预报方法.     

长江防洪决策支持系统总体设计

在分析总结长江中下游防洪经验和防洪决策流程的基础上,充分考虑技术的先进性,针对长江防洪决策支持系统的开发,提出了具有系统结构合理、软件设计先进、实用性强、扩充性好、适应实时要求特点的总体设计,确定了系统的开发原则.据此,拟定了系统的逻辑结构;以数据库、知识库作为信息基础,通过总控程序构筑系统运行环境,实现信息查询和防洪调度的功能.信息查询以灵活多样的查询方式、形象直观的表达形式来实现对实时水雨工情、洪水预报结果等信息的快速查询;防洪调度侧重运用洪水演进和调度模型对预案进行水情仿真,为决策者提供汛情发展事态信息.为对模型库进行有效的管理,提出建立决策方案管理系统的设计方案.为适应软件技术的最新发展趋势,选择了起点高、开发难度大的视窗软件系统作为系统的软件环境,实现了图形用户界面技术,使界面友好直观,操作灵活方便.     

汾河防洪专家系统的设计与应用

汾河中游防洪决策支持系统是以管理科学、运筹学、控制论和行为科学为基础,以计算机、仿真技术和信息技术为手段,是辅助管理决策人员在防洪决策活动中,具有智能作用的人一机网络系统。系统由图文信息系统、历史暴雨洪水、雨情水情测报、洪水预报调度、人工演绎系统、智能辅助系统、数据管理系统、操作使用说明等8个部分组成。汾河防洪专家系统是该系统的智能分析部分。本文着重阐述了汾河防洪专家系统的设计思想和实现途径、建立防洪专家知识库的步骤和技巧,以及系统的运行和扩展。     

决策支持技术在潘家口、大黑汀水库实时洪水预报调度中的应用

以引滦工程为原型,进行了水库实时洪水预报调度决策支持系统的研究,开发了相应的计算机软件系统。系统主要由雨水情显示,预报,调度决策等三个部分组成。系统的开发遵循实用性原则。具有数据检错,纠错,查询及雨水情时空显示等功能,为决策者提供实时防洪决策的技术支持。针对梯级水库管理的特点,探讨了潘家口,大黑汀水库联合调度控制下游最大泄量和最高库水位的方法,同时还分析了下游地区的防洪风险问题。     

考虑水文预报误差的三峡水库防洪调度图

分析三峡水库入库流量短期预报结果,采用非参数方法估算预报相对误差的概率密度函数。以防洪为目标,同时兼顾发电、通航等要求,建立了防洪调度模型,采用差分进化算法求解,得到了汛期防洪优化调度图。通过比较不考虑预报、现有预报方案、准确预报3种情况的调度结果,分析了水文预报误差对防洪调度的影响。结果表明,无论考虑预报与否,与现有设计方案相比,汛期防洪优化调度图的发电量都增加,弃水减少,削峰率有所提高;而考虑预报信息有助于调控洪水,提高预报精度有助于增加水库抵御大洪水风险的能力;基于模拟现行作业预报方案,汛期防洪优化调度图比设计调度方案发电量增加5.3%,弃水减少5.9%,削峰率提高1.7个百分点,防御1000年一遇设计洪水的能力大大提高。     

洪水预报调度自动化系统

依据流域上实时暴雨信息,本系统能较准确预报出某河段或某水利、水电工程地点的流量(水位)过程,并及时地优选出防洪调度方案,协助提出可靠的决策。在此软件工程基础上建立的水文自动测报系统,较现行的方法,可提高精度,并增长有效预见期。     

2013年黑龙江、松花江暴雨洪水分析

2013年黑龙江、松花江分别发生1984、1998年以来最大的流域性洪水。针对此次暴雨洪水,概述了致洪暴雨的天气背景、降雨过程,重点从洪水过程、洪水组成、水利工程作用、历史大洪水对比及暴雨洪水特点等方面进行了分析总结,供流域防汛抗洪工作参考。     

水库群供调水系统实时调度研究

以大连市复杂水库群供、调水系统为背景,在对系统特性分析的基础上,提出了系统实时调度框架及二层耦合结构模式,设计了以"总量控制、耦合嵌套、多维决策、滚动修正"为核心的实时调度流程。在径流预报方面,提出了基于超越概率的水库群供、调水系统长期入库径流预报方法,结合中期GFS(Global Forecasting System)数值预报技术对不同时段入库径流进行滚动预报。在调度模型方面,采用基于动态规划的建模求解新方法和常规调度方法,为调度决策提供参考。实例研究表明,建立的实时调度系统实现了滚动预报和滚动调度,具备了实时性;实现了宏观总控与局部调整相结合的调度目标,具备了调度决策不同时间尺度耦合嵌套特性,证明了系统的适用性。研究成果对于同类系统实时调度具有重要参考价值。     

模糊可变集合方法在降雨相似性分析中的应用

基于特定流域场次降雨具有的相似性,应用考虑区间值模糊可变的模糊可变集合方法进行场次降雨相似性分析。通过计算各场次降雨隶属于各降雨级别的特征值及与目标场次降雨之间的相似距离,从而获得流域场次降雨相似性排序,有效解决了场次降雨相似分析中的模糊性和不确定性问题。找出与实时阶段场次降雨相似的历史场次降雨,预估水库实时阶段面临的洪水过程及量级,可为水库防洪调度提供信息参考。     

珠江流域暴雨天气系统与暴雨洪水特征分析

对珠江流域9场历史典型暴雨洪水的致洪天气系统、暴雨中心落区及发生时间进行统计分析,探求珠江流域各水系产生暴雨的天气系统、暴雨类型、洪水成因及发生时间的相互联系,归纳出珠江流域致洪暴雨洪水的一些基本特征规律,对于珠江流域防洪减灾具有一定参考价值。     

基于PDA的雨水情查询系统设计与应用

水利信息化的不断发展,使得在防汛现场获得实时水文信息成为可能。分析了基于PDA的雨水情查询系统的关键问题,并介绍了系统设计和应用示例。系统以实时雨水情数据库为基础,基于移动网络技术和PDA设备,设计实现了随时随地查询防汛雨水情信息及各类图片文档等信息的功能,为防汛指挥决策提供了技术支撑。     

基于水动力学模型的沿海城市洪水实时演进模拟

为了准确分析洪涝灾害对防洪体系现状的影响，做出相应的防洪减灾措施，以浙江省台州市灵江下游流域为研究区域，构建了基于Saint-Venant方程的水动力学耦合模型，对河道溃决洪水过程进行实时仿真模拟。综合考虑研究区域地形、气象、水文资料、水利工程、下垫面条件等因素，在一维河网模型和二维水动力学模型耦合衔接中，最大程度还原真实地形中河槽内外的水流交互淹没，借助研究区域内典型台风暴雨资料，率定验证本文建立的一维-二维耦合水动力学模型，检验后的模型可实现灵江下游沿岸城市不同量级设计洪水及历史洪水的实时淹没过程模拟。模型计算结果表明，该模型模拟复杂地形条件情况下流域洪水实时演进过程达到了较高精度，在水系沿程典型断面水位计算值与实测值误差不超过0.1 m。     

基于预报及库容补偿的水库汛限水位动态控制研究

结合清江流域梯级水电站工程特性及防洪任务,以不降低梯级防洪标准为原则,建立基于预报及上游水布垭水库库容补偿的汛限水位动态控制模型,推求隔河岩水库汛期汛限水位动态控制方案。计算表明,该模型在不降低水库及梯级原有的防洪标准前提下,能有效利用上游水布垭水库的防洪库容,分担隔河岩水库部分防洪任务,并显著提高其发电量。其中,多年平均弃水量减少4．1444亿m~3,发电量增加1．2172亿kW·h。     

气候变化下的黄河流域极端水文现象特征分析

利用黄河流域近50年气象水文资料,开展了黄河流域气候变化和极端水文现象特征研究,研究结果表明:20世纪80年代以来黄河流域的气温显著升高,年降水量呈不明显下降趋势,暴雨、洪水、干旱等极端水文现象更加突出,研究成果为科学规划和水资源优化调度提供了有力依据。