防洪优化调度多约束启发式逐步优化方法

决策者的经验和知识判断对实际洪水调度有着非常重要的影响,为此,将决策者预泄控制的实践经验和泄流状态持续性要求纳入模型约束条件中,提出了防洪优化调度多约束启发式逐步优化方法。该方法以最大削峰为控制目标,将水库泄流的一般操作原则概化为启发式信息,以洪水涨落和水位升降作为泄流增减的判别依据,与优化搜索相结合,采用启发式逐步优化算法求解。以水口水库为例,采用5个方案对所提方法进行了对比分析。结果表明,提出的方法可以充分考虑决策者的经验和知识判断,降低了预泄腾库水位过低造成的回蓄风险,避免了泄流过程的波动,得到符合实际洪水调度要求的计算结果。     

长江中下游江湖蓄泄关系实时评估数值模拟

以长江中下游防洪系统为对象,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蓄泄关系实时评估数学模型.为适应实时蓄泄评估快速、准确的要求,提出了基于水动力学的循环滚动计算模式、实时校正模式和实时防洪调度的试验机制.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.为了满足长江中下游江湖蓄泄关系实时评价的需求,探讨了洪水模拟与分蓄洪调度模式的耦合.通过长江中下游防汛期间的试运行,较好地解决了防洪措施蓄泄关系评估和工程优化调控模式等关键难题,为防洪规划方案的制定和实时洪水调度方案优化提供了定量的依据,主要成果已应用于长江中下游防洪规划和防汛调度方案中.     

基于“数字水调”规划的黄河水量调度方案编制

在“数字水调”规划下,将自适应控制思想引入黄河水调方案编制工作中,研究开发了黄河水量调度方案的自适应编制法。该法能够跟踪适时数据,计算分析系统状态,及时调整调度期内水库泄流计划以及用户引水计划,以达到“防凌、防断流、公平分水”的调度目标。运用该法编制了2001至2002调度年的水调方案并与当年实际调度方案进行了对比,结果显示自适应方案编制法能够快速高效的编制年、月、旬方案,编制的方案完全满足调度要求。     

三峡水库动态汛限水位洪水调度风险指标及综合评价模型研究

汛限水位是综合利用水库运行和调度的重要参数之一,也是协调防洪和兴利矛盾的焦点所在。现行的汛限水位过多地考虑了小概率洪水事件,不能充分挖掘水库汛期的兴利效益,因此,采用动态汛限水位进行调度,对综合利用水库的运行具有重要的理论意义和实用价值。根据三峡水库围堰发电期的调度规程,建立预报预泄调度模型,采用宜昌站1882-2001年汛期实测日流量资料,实现了考虑预报信息的动态汛限水位洪水调度模拟;提出了多目标风险指标体系;计算了9种动态汛限水位方案下的风险指标值,通过综合评价模型对各方案进行比较和优选,得到了相对合理的动态汛限水位方案。     

基于风险分析确定水库汛限水位动态控制约束域研究

基于预报预泄原理推求水库汛限水位动态控制约束域,确定上限的依据是在洪水来临前将水位降低至固定(或者分期)汛限水位以下,确定下限的依据是在洪水退水阶段将水位回充至固定(或者分期)汛限水位以上.为充分考虑来水起涨、退水过程的不确定性,采用实测资料进行起涨阶段预泄和退水阶段回充调度,分别推求预泄末和回充末水位的经验频率分布,由此可建立风险分析模型,从理论上解决水库防洪标准不降低和退水阶段能回充等问题.以三峡水库正常运行期为背景,推求了主汛期汛限水位动态控制约束域的上、下限值,结果表明:即使不考虑水文预报误差,基于风险分析的动态控制域上限较采用预泄能力约束法上限低、下限高,提出的方法完善了基于预报预泄原理确定水库汛限水位动态控制域的理论.     

水库汛限水位调整与运用

基于对水库汛限水位主要影响因素的系统分析,从洪水资源安全利用的角度出发,阐明了水库汛限水位调整综合分析论证所应遵循的原则,提出了风险设计分析论证的框架、定量分析方法和汛限水位合理调整的论证。最后以海河流域潘家口水库为分析实例,从设计洪水、预报预泄、洪水预报调度方式、上下游防洪设计标准、上游移民淹没及土地退赔线、水库长期运行的风险和效益等多个方面分析论证了水库汛限水位的合理调整方案。     

雅砻江下游梯级水库生态友好型优化调度

根据雅砻江下游梯级水库水电站的布置和河道生态环境要求,分别设置了两个流量控制断面:锦屏二级电站引水闸址下减水河段、二滩电站坝址下游河段.针对这两个控制断面河道流量的要求,提出了25组生态流量控泄方案,建立了以梯级水电站群发电量最大为目标的长期优化调度模型,并采用动态规划法进行求解,获得各个方案下梯级水电站群多年平均发电量及水库调度出流过程.比较分析了减水河段生态流量及二滩水库泄流控制方案对发电量的影响,定义并计算了生态需水电能损失指标.对梯级水库调度出流过程进行了初步评价.结果表明:二滩水库出流维持天然径流模式,将限制水库调节能力和减少梯级电站发电效益.     

水库泄洪方式对白洋淀入淀洪水及防洪的影响分析

以海河流域大清河南支为研究对象,基于2016年设计洪水修订成果,计算了100年一遇标准洪水,白洋淀上游5座大型水库在分级控泄调度、峰后敞泄调度、联合调度3种调度方式下,入白洋淀的洪水过程线,以此为基础,计算了各种水库调度方式对白洋淀蓄滞洪区防洪的影响。     

台风“利奇马”期间新沭河行洪分析

受201909号超强台风"利奇马"和西风槽共同影响,淮河流域沂沭泗河水系出现大暴雨、特大暴雨天气,受其影响,沭河发生2019年第1次大洪水,大官庄枢纽提前预泄。受大官庄闸(新)开闸和区间来水影响,新沭河大兴镇水文站出现洪峰流量3 850 m~3/s,石梁河水库提前预泄。本文通过分析201909号台风"利奇马"影响期间新沭河各控制节点水位流量数据,结合新沭河历史洪水研究现状河道行洪水位流量演变规律,分析新沭河行洪能力,为沿线水利工程精准防洪调度提供科学支撑。     

汛限水位动态控制方法在碧流河水库的应用分析

"碧流河水库汛限水位设计与运用研究"成果于2004年经水利部松辽委批复,正式投入运行.在2005～2008年的洪水调度中,在利用气象部门短期降雨预报成果的前提下,采用预蓄预泄动态控制方法对实时洪水进行调节.分析结果表明,在不增加水库运行风险的前提下,应用汛限水位动态控制方法,能增加水库蓄水,效益显著.     

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.     

长江中下游江湖水沙调控数值模拟

以长江中下游防洪系统为对象,在大型复杂防洪系统洪水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洪水演进数学模型转化为面向长江防洪系统江湖水沙调控需求的长江中下游江湖水沙调控数学模型.为适应江湖水沙调控和评估的要求,提出了基于水动力学的闸坝调度计算模式.此外,还对河网分汊泥沙分配模式进行了深入研究.通过长江中下游防洪规划及其洞庭湖区"控支强干"方案论证模拟计算,较好地解决了防洪措施蓄泄后效评估和工程优化调控模式等关键难题,为防洪规划方案的制定提供了定量依据,主要成果已应用于长江中下游防洪规划方案.     

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。     

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。     

黄浦江防汛墙沉降特征及其对防洪能力影响的分析

在黄浦江防汛墙沉降监测基础上,总结了防汛墙沉降特征与影响因素,部析各类沉降对黄浦江防汛墙防御能力的影响。同时,以外滩黄浦江防汛墙为例,分析了区域地面沉降、工程结构沉降和近墙施工等因素对防汛墙影响的权重,综合评价了防汛墙沉降对其防洪能力的影响,提出了相关的对策措施和建议。     

中国城市洪涝致灾机理与风险评估研究进展

近年来，在全球气候变化和城市化快速发展的共同影响下，中国城市洪涝灾害日益严重，已经成为影响中国城市公共安全的突出问题，严重制约经济社会的持续健康发展。变化环境下城市洪涝致灾机理与风险评估研究是完善城市防洪除涝减灾体系、提升城市防洪除涝能力的重要依据。本文阐述了气候变化和城市化发展对城市洪涝灾害的影响机制，系统分析了城市洪涝灾害的驱动要素和致灾机理，梳理了城市洪涝灾害的风险评估和分区方法，并以济南市海绵城市示范区为例，对城市洪涝灾害风险分区方法进行了分析和对比。     

中国城市洪涝致灾机理与风险评估研究进展

近年来，在全球气候变化和城市化快速发展的共同影响下，中国城市洪涝灾害日益严重，已经成为影响中国城市公共安全的突出问题，严重制约经济社会的持续健康发展。变化环境下城市洪涝致灾机理与风险评估研究是完善城市防洪除涝减灾体系、提升城市防洪除涝能力的重要依据。本文阐述了气候变化和城市化发展对城市洪涝灾害的影响机制，系统分析了城市洪涝灾害的驱动要素和致灾机理，梳理了城市洪涝灾害的风险评估和分区方法，并以济南市海绵城市示范区为例，对城市洪涝灾害风险分区方法进行了分析和对比。     

对中国防洪减灾问题的基本认识和建立具有中国特色的防洪减灾体系的初步设想

阐述了防洪成灾的基本认识及防洪减灾对策的发展过程，分析了中国洪水灾害分布的特征和防洪减灾基本对策的要求，探讨了建立具有中国特色的防洪成灾体系，提出了当前防洪成灾研究规划中出现的若干问题。     

暴雨洪水相似性分析指标体系研究

在实际的防洪决策中,如何将历史暴雨洪水的特性和信息有效地组织和表达,实现与实时预报系统的无缝连接,真正发挥历史暴雨洪水在实时防洪决策中的作用,是提高洪水预报精度和时效,并进行科学的洪水调度决策的前提。本文将实时暴雨洪水与历史暴雨洪水的雨洪信息指标化,运用非平权距离系数法进行相似性分析,最终推选出与实时暴雨洪水相类似的历史暴雨洪水。通过研究与实时暴雨洪水相类似的历史暴雨洪水的发生发展趋势,预测实时暴雨洪水的趋势,从而为实时的洪水调度提供决策支持。本文以1998年松花江流域暴雨洪水为例进行分析,其结果具有较高精度和一定可信度。     

考虑暴雨成因的大伙房水库洪水分类研究

暴雨洪水形成机制十分复杂,它既具有随机性,又具有确定性.可是现行的流域防洪调度设计中强调的是随机性,忽略了客观上存在的确定性,因此使得设计结果与实际脱节,不能充分发挥防洪与兴利效益.本文针对这一问题,考虑到特定流域内产生暴雨的天气系统所具有的相对稳定性规律,及其形成的暴雨洪水过程存在的确定性关系,以大伙房水库流域为例,归纳出依据暴雨成因对流域内洪水过程分类的方法.通过各类洪水过程线图及各类洪水过程相似性系数计算,证明了洪水过程分类的合理性.这种分类,对了解流域洪水规律,提高水库防洪能力、提高洪水资源利用率,及深入研究水库防洪分类预报调度方式设计具有重要的现实意义.