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石佛寺水库洪水预报及其实时修正方法研究

王猛  
【摘要】:洪水灾害已经成为制约我国经济发展的重要因素之一,给人们的生产生活带来了严重的威胁。洪水预报是解决防洪减灾问题的重要非工程措施。石佛寺水库是辽河干流上唯一的防洪控制工程。石佛寺水库建成时间不长,目前尚无可以指导水库防洪调度的洪水预报方案,且流域上游支流已建成多座大型水利工程导致洪水预报十分复杂。因此,开展石佛寺水库以上流域的洪水预报方案研究极其迫切。针对这一问题,本文以石佛寺水库流域为研究对象,研究了适合石佛寺流域特点的洪水预报方法,建立了符合石佛寺入库洪水变化规律的实时洪水校正模型,并设计开发了相应的洪水预报模型参数率定系统,为辽河流域防洪调度提供决策支持。本文的主要研究内容和成果如下: (1)分析石佛寺流域的水文特性和下垫面条件,选择大伙房模型作为石佛寺水库的洪水预报模型;根据石佛寺流域特点,将石佛寺流域划分为4个子单元,建立石佛寺水库洪水预报方案,并使用粒子群算法与人工试错法相结合对模型参数进行优选。 (2)针对一组模型参数可能无法反映所有洪水特点的情况,以松树子单元作为研究对象,利用模糊聚类ISODATA模型对历史洪水进行聚类,并采用基于综合信息的模糊推理方法对洪水类型进行在线识别,将两种方法相结合进行实时洪水分类预报研究。 (3)针对洪水预报中普遍存在的系统误差和石佛寺水库洪水预报过程误差,建立了基于知识和经验的洪水预报校正模型。模型首先采用回归分析法对错时段演进的洪水过程进行坦化修正和用抛物线法修正洪峰;并与自回归最小二乘实时校正方法相结合,实时校正洪水预报过程,以提高预报洪水过程与实际洪水过程的拟合程度。 (4)在B/S构架下,采用JSP、Java、数据库等技术,设计开发了石佛寺水库洪水预报参数率定系统,可以方便的进行模型参数优选与历史洪水模拟,所开发的系统也可应用到类似的预报模型参数率定中。


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