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《大连理工大学》 2003年
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汛限水位动态控制方法研究及其风险分析

曹永强  
【摘要】: 我国广大的北方流域水资源十分贫乏,随着国民经济的不断发展,水资源供需矛盾日益尖锐。水资源短缺不但制约了社会经济的发展,也造成了严重的生态环境问题,解决这些矛盾的途径有两个:一是开源节流;二是对有限的水资源进行优化配置,这两个方面相辅相成,促进区域的可持续发展和水资源的可持续利用关键是如何合理地调控水资源。汛限水位静态控制造成洪水资源的大量浪费,对北方流域汛期实施动态控制汛限水位是提高洪水资源利用的关键。动态控制汛限水位决策过程中普遍存在大系统、多目标决策、风险决策、群决策等特点,研究这些特点对开展水资源优化配置决策具有十分重要的理论意义与实践价值。 在水库实时调度过程中,汛限水位是一十分重要、敏感的指标,它直接影响着合理解决水库防洪与兴利之间的矛盾。因此根据工程实际要求,科学描述水库汛期,合理确定水库汛限水位,研究汛限水位实时控制方法,建立切实可行的水库汛限水位控制模式等,是当务之急。 汛限水位动态控制方法属于水库风险调度的非工程措施范畴,通过分析流域洪水的成因和库区降雨及致洪规律,结合水库的蓄泄能力,积极慎重的利用水文气象预报信息,研究既能满足防洪要求,又可充分利用洪水资源的可操作性的调度方法,利用水文系列的连续演算方式推求汛限水位的变化范围,提出使用汛限水位上下限的原则,达到风险较小、效益较大的目的。为此,本文在水文水资源有关理论、模型与方法的基础上,研究了水库调度中动态控制汛限水位动态控制问题,其主要内容如下: (1)论述了汛限水位动态控制方法相关领域的国内外研究现状和发展趋势,提出了本文的研究背景和主要研究内容。 (2)水库汛限水位动态控制中的风险主要来自洪水预报和降雨预报的误差,其次来自决策者的决策误差。为此,客观的分析与认识流域洪水预报和短期降雨预报精度是水库汛限水位动态控制的关键问题之一。结合实例分析了水文气象预报信息和洪水预报信息在汛期限制水位动态控制中应用的可能性和水库汛限水位动态控制的条件。 (3)为改变水库汛期弃水而汛后又缺水的矛盾局面,调整现行水库固定时间固定汛限水位的调度方式,利用短期气象预报和洪水预报信息,在不改变现有防洪标准的前提下研究防洪预报调度方式,实现防洪与兴利效益的转换,提高洪水资源的利用率。 (4)利用水库的设计洪水资料和工程的现有泄流设备,在保证大坝安全的前提下,利用工程措施和非工程措施首先确定出各种方法的极限允许起调水位。然后进行分析处理,依据各方法计算出的汛限水位域值,应用包线法确定其上下限值,即所谓的汛限水位允许动态控制范围。最后对包线法确定的上限值进行风险分析,为调度人员在实际操作中提供决策依据。 水库汛阳水位动态控制方法研究及其风险分析 ⑤根据水库流域天气预报、流域前期降雨、水库蓄水、水库泄水能力和防洪兴利 要求,利用水库汛限水位变动范围,结合洪水预报和短期降雨预报模型,研究水库汛 限水位动态控制方法。主要研究了预蓄预泄的汛限水位控制法和模糊推理模式的汛限 水位控制方法。 (6)动态控制汛限水位问题,风险越大,可能的效益益也越大,在这种情况下, 往往不能以风险最小作为决策选择的依据,应在风险和效益分析和比较的基础上合理 控制风险的程度,最大限度地趋利避害。为此本文首先给出了动态控制汛限水位风险 的定义以及风险率的计算模型,然后从定性分析和定量计算两方面对动态控制汛限水 位问题进行风险分析,最后给出决策失误后降低风险损失的措施。 门)最后对全文作了总结,并对有待进一步研究的问题进行了展望。
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