水库防洪安全设计时设计洪水过程线法适用性的探讨

本文以紫坪铺水库为例,在建立洪水过程随机模型的基础上,用统计试验手段探讨了设计洪水过程线作为水库防洪安全设计依据的适用性。结果表明:设计洪水过程线法能导致水库实际防洪安全标准偏离指定设计标准(偏高或偏低)。影响偏离的主要因素为时段洪量设计值的抽样误差和典型过程线的形状。现行方法的适用性是有条件的。     

流域防洪效益计算宏观模型

针对现有防洪效益计算模型所需资料多、计算复杂等问题,本文在符合防洪效益特点的宏观假定基础上,提出了防洪效益计算的洪水频率面积系数和洪水频率严重系数,并用水文学和数理统计的有关原理导出了流域防洪系统效益计算的宏观模型。算例研究的结果表明:模型理论上合理,实际应用简单,可操作性强。     

复杂防洪系统联合优化调度模型

建立以水库群系统安全度最大、行蓄洪区系统损失最小为目标函数,将河道堤防安全行洪考虑为约束条件的复杂防洪系统多目标递阶优化调度模型(MoHOOM),以行蓄洪区总分洪流量为协调变量,将河道水流连续方程解耦,基于大系统分解协调法建立协调层和基于粒子群算法求解底层子系统优化问题,形成三级递阶分解协调结构和相应求解方法。以淮河中游防洪系统为背景进行了实例研究,给出了水库群泄流和行蓄洪区分洪最优方案,在相同初始计算条件下,优化模型结果比实际调度降低了鲇鱼山和梅山水库0.37和0.01的安全度指标,减小下游蒋家集和润河集河段超过安全泄量以上100 m3/s和720 m3/s的洪峰流量,启用南润段行洪区致损1 256.1万元;比规则调度降低了鲇鱼山和梅山水库0.24和0.21的安全度指标,减小下游蒋家集河段超过安全泄量以上750 m3/s的洪峰流量,避免南润段行洪区损失341.6万元。模型有利于挖掘上游水库群的防洪能力,在保障河道堤防安全行洪条件下,减少下游不必要的行蓄洪区分洪损失,以系统全局寻优方式进行复杂防洪系统联合调度。     

水库防洪实时调度决策模糊推理神经网络模型及其应用

水库防洪实时调度决策方法是研究水库调度问题的主要内容。针对传统方法研究不系统、不全面、不能综合利用面临时刻所有信息、不具有学习功能等缺点，提出了水库防洪实时调度决策模糊推理神经网络模型，它在一定程度上较好地解决了这个问题。用大伙房水库75704次、85804次洪水调度作为计算实例，取得了比较理想的效果。     

基于条件风险价值理论的水库群防洪库容协同作用

将经济学条件风险价值(CVaR)理论引入防洪评价领域,提出基于CVaR的水库群防洪库容协同作用研究方法,辨识各水库防洪库容值对库群系统防洪损失的影响程度及各水库间协同防洪的互馈方式。以汉江流域五库群系统为案例研究,结果表明:①库群系统防洪损失CVaR对各水库防洪库容变动的敏感度排序依次为三里坪、鸭河口、丹江口、安康、潘口水库; ②当总防洪库容不变时,变动各水库防洪库容组合方案所对应的防洪损失CVaR不一定相同,且各水库防洪库容组合存在可行区间; ③若选取相同CVaR为约束条件,相比于两库系统(安康-丹江口水库),五库系统由于考虑了更多水库(潘口、三里坪、鸭河口水库)的防洪协调作用,丹江口水库自身防洪库容可调节的灵活空间更大。     

防洪实时风险调度模型及应用

在水库下游防护断面遭遇超标准洪水或水库遭遇超标准洪水按规划调度原则泄量将超过下游防护断面安全泄量时,提出了一种水库减免下游洪灾损失的防洪实时风险调度模型,并提出了水库防洪允许极限风险率确定的原则,可供实时选择水库泄量时使用,为决策提供有依据的信息。还举了一应用算例,应用效果较好。     

水库防洪补偿调节线性规划模型及应用

防洪补偿调节是水库防洪规划和实时调度的基本原理,构模方法及后效性是制约水库洪水优化补偿调节数学模型求解的关键问题。对于一个水库和一个防洪控制点所组成的基本防洪系统,基于水库调度阶段划分及出流上界分析引入水库出流上下界约束,将水库防洪库容最小目标转换为累计蓄水量最小的等价目标,建立了水库防洪补偿调节线性规划模型（RFCR-LP）,实现了水库调度决策和下游河道水流演进的完全耦合,避免了常规多阶段决策优化方法的后效性。该模型不仅具有结构简单、易于求解等显著特点,而且实现了水库防洪规划与实时调度优化数学模型的统一,基本形成了覆盖水库全周期的多功能洪水优化补偿调节模型,为构建水库群防洪优化补偿调节模型提供了一种解决方案。实例验证了RFCR-LP的适用性、灵活性及稳定性。     

长江三峡工程防洪效益风险分析研究

在传统防洪效益计算的数学模型基础上,综合分析了水文、水流、工程施工和运行管理等多种不确定性,建立了长江中游防洪系统防洪效益的风险分析模型。计算结果表明,防洪效益的分布合理地反映了各种不确定性因素的综合影响,采用不同风险对应的防洪效益较未考虑各风险因子的不确定性时的防洪效益更加科学,更加合理。     

水库防洪优化设计模型

针对水库防洪设计常用的设计洪水地区组成法所存在的问题,应用概率论原理,建立了考虑水库泄流和下游区间洪水洪峰流量的各种可能遭遇情况,提出了水库防洪优化设计概率约束规划模型,并应用求解有约束非线性规划问题的可变容差法进行模型求解.实例计算结果表明,所建立的模型是合理的,求解技术可行且结果正确.     

大西沟水库改扩建经济效益和财务评价分析

为满足乌鲁木齐市防洪和灌溉要求,投资约75424.24万元进行新疆大西沟水库改扩建,通过对改扩建项目进行投资概算及经济效益和财务评价分析得出:防洪效益约3837.4万元/a,供水效益5123.24万元/a,灌溉效益201.6万元/a,总效益可达9172.24万元/a.同时,对该项目进行财务和敏感性评价,得出其具有较好的...     

水库防洪等蓄量优化调度模型及应用

等蓄量法是中国水库防洪规划与实时调度中常用的调度方式,其3个参数（等蓄流量、起蓄流量和等蓄历时）一直采用试算方法推求。以等蓄流量为输入参数,引入蓄放水0~1状态变量,定义了逐时段水库蓄水量之和最小的线性目标函数,并设置蓄水状态连续性约束解决等蓄历时的推求,建立了水库防洪等蓄量优化调度的0~1整数线性规划模型（RFEV-ILP）。通过亭子口水库应用表明,该模型算法稳定,与理想补偿调度方式计算的防洪库容相差不足1%。该优化模型不仅可以推求防洪库容、起蓄流量及等蓄历时与等蓄流量之间的数值关系,而且能较好地揭示防洪风险与等蓄流量之间的关系、防洪控制点距离水库的远近对等蓄流量可选范围及相应采取防洪策略的影响。     

水库防洪实时补偿调度风险分析

在假定水库放水河道洪水演进误差和区间来水洪峰预报误差符合正态分布N(0,α)的基础上,提出了水库防洪实时补偿调度的风险分析方法;分析了峰现时间误差对防洪补偿效果的影响,并提出了基于峰现时间误差组合的防洪控制断面洪峰流量变化区间分析方法;通过算例,阐释了所提出方法对实时防洪决策的辅助作用.     

渭南市涧峪水库安全度汛与科学调度浅析

涧峪水库位于秦岭北麓西涧峪口的中型水利工程,由堆石面板坝、溢洪洞、输水洞、泄洪洞、东涧峪引水洞等组成,坝高81 m,坝顶长196 m,正常蓄水位786.5 m、防洪限制水位781.5 m、校核洪水位789.53 m、总库容1284万m3,滞洪库容314万m3,水库枢纽工程于2007年9月建成蓄水试运行。本文在收集水库设计和实际运行资料的基础上,结合实际运行度汛与调度经验,保证水库安全运行与度汛,兼顾水库上下游防洪保安,分析计算水库流域内的径流与洪水、调节与调洪计算,结合水库设计工况与实际运行经验,展开水库运行的科学调度分析,得出安全可靠、科学有效的调度运行方案,从而指导水库运行管理各项工作的开展,以达到充分发挥水库工程的综合效益的目的。     

浑河清原县城段防洪治理工程经济效益分析评价

浑河清原县城段防洪工程修建年代较早,经过多年使用损坏严重,部分堤段堤身断面瘦小,堤顶高程不足,不能满足城镇防洪标准,汛期常常发生内涝。从防洪标准、治理范围简述浑河清原县城段防洪治理工程概况,分析探讨河道治理工程的防洪效益,并结合工程实际情况进行了经济评价分析,为相关防洪治理工程治理提供借鉴和参考。     

区域防洪治涝生产函数研究

分析了防洪治涝部门投入与产出的特殊性:年效益具有随机性;基建投入具有长效性,同时又具有逐年损耗性。为使基建投入、运行费和效益三者生产函数方程建立在各因素之间的内在因果联系上,提出采用效益累计值或移动平均值以消除逐年效益的随机性干扰;基建投入因素采用与效益同期的损耗值以考虑长效性和损耗性。在此基础上建立了累计效益与累计耗用基建投资、累计运行费的关系和平均年效益与平均年耗用基建投资、平均年运行费的关系。结合江苏省防洪治涝生产函数研究实例,用相关分析得出多项式和幂函数形式的生产函数,得出江苏省防洪治涝在1990年后的投入水平和投入结构下,边际效益很高,并且进一步加大投入水平或增加运行费的相对比例可得到更高的回报率。实例验证了方法的正确性与实用性。     

随机模拟法与传统方法推求设计防洪库容优劣的初步研究

在设定总体洪水随机模型的前提下,利用Monte-Carlo方法对随机模拟法及传统方法推求设计防洪库容优劣作了初步对比研究。所考虑评价标准是设计防洪库容估计的不偏性及有效性,水库调洪方式采用削平头法,传统方法在推求设计洪水过程线时,考虑了同频率及同倍比两种放大法。计算结果初步表明,在模型形式正确的情况下,随机模拟法比传统方法能提高设计防洪库容的计算精度,同频率法推求设计防洪库容精度比同倍比法一般要好。     

动态汛限水位研究及在沭河青峰岭水库的应用

动态汛限水位控制是指水库在汛期,根据实时雨、水、墒情,利用暴雨、洪水预报成果,在不降低水库防洪标准,确保水库、上下游地区防洪安全的前提下,按照水库动态汛限水位控制方案确定的控制范围对汛限水位进行浮动的调度过程.结合防汛指挥系统建设,采取动态汛限水位,在保证安全的前提下尽可能多蓄水充分利用雨洪资源、发挥防洪与兴利的最佳结合效益.     

梅山,鲇鱼山水库联合防洪优化调度系统研究

为了充分发挥大型水库的防洪效用，减轻其下游可道的洪水压力，本文运用动态规划方法，开发了在ＡＳＴ系列微机上运行的淮南史灌河水系梅山、鲇鱼山两 座大型水库的联合防洪优化调度系统，并应用淮河流域“９１．６”洪水进行验算。     

GPRS通讯与传感技术在辽河防洪监测系统中的应用研究

营口地区河流众多,如何有效监测河道流量和水库进出水量已成为亟待解决的课题。根据营口辽河防洪自动监测系统的发展现状,采用信息采集层、数据传输层和系统应用层的三层体系结构设计整个系统,建立一套完整的辽河实时防洪监测系统,利用传感器节点将其分布到辽河监测断面,为了实现对辽河水位、流量等全方位跟踪监测,实时跟踪记录辽河水位、流量等数据,这样不仅有利于辽河汛期水情的24 h不间断监测,从而解放大部分劳动力,使得建立防洪指挥体系尤为重要。     

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。