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水库防洪兴利问题理论及方法的应用研究

吴中元  
【摘要】: 20世纪50年代以来,随着系统工程学和计算机、地理信息系统、遥感、通讯技术的兴起与发展,防洪非工程措施作为一种概念形成了,其目的,就是在洪水到达之前,利用卫星、雷达和计算机,把遥测收集到的水文气象数据传递到调度中心进行处理;进行准确的洪水预报,密切配合其它防洪工程,参考雨情、水情、工情优选决策者与分析者满意的泄流方案,实施水库洪水调度方案;预报下游的险情并及时向洪泛区发布警报,以便下游及时组织撤离、抢救,以减少洪灾损失。本文所做的工作: 1、在前述模型的基础上,本文将流域概化为一个线性水库,则流域的水量平衡方程和蓄泄方程为dS(t)/dt=P(t)-E(t)-Q(t)=R(t)-Q(t)和S(t)=KQ(t),式中S(t)是流域的蓄水过程,P(t)是降雨过程,E(t)是蒸发过程,Q(t)是径流过程,R(t)是有效降雨过程,K是蓄泄系数,上述方程是降雨、径流系统瞬时过程的严格水文物理描述,利用这两个方程建立具有水文物理概念基础的日径流模型并提出相关的计算方法。 2、在水文学中马斯京根(Muskingum)法是河道洪水演算中广泛应用的方法,因该槽蓄方程是线性的,即把K,x在一定河段内假定为常数,这在某些情况下是不切实际的,为此必须将马斯京根模型中线性的槽蓄方程非线性化,才能更好地满足实际工程的需要。本文提出正确反映这种作用的非线性马斯京根模型成为必要,并提出一种十分有效的方法混合遗传算法(以下简称MGA),能很好地估计非线性马斯京根模型中的参数K,x,m之值,而且计算精度高,收敛速度快。 3、本文提出洪水资源化的观念,以工程手段对洪水进行调节,以法律、行政、经济、教育等综合性的手段对人类在洪泛区中的行为进行管理,是削弱洪水的危害性、减轻洪水风险的有效方式,提高的防洪安全保障需求,实行洪水风险管理是必由之路。洪水风险管理体制的建立必然面临观念方面、体制方面、技术方面与经济方面的重重障碍,并提出洪灾风险评价的极值统计学方法和灰色-随机风险率的概念,建立了其表达形式与计算方法,它完善了现有的风险损失量化方法。


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