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碧流河水库防洪调度研究及其应用

王清正  
【摘要】:洪涝灾害的发生,严重影响了物质文明的进步和人民的幸福生活。目前,人们应对洪涝灾害主要有工程措施和非工程措施。汛限水位动态控制和防洪预报调度方式作为重要的非工程措施之一,已取得了许多研究及应用成果,但主要集中于汛限水位上浮增加洪水资源利用的研究,对汛限水位下浮提高防洪减灾能力的研究却很少,然而加强与完善该方面的研究对于防洪减灾工作也是有着非常重要的实际意义。基于上述研究背景,本文以碧流河水库为例,在短期降雨预报与退水余量信息可利用分析的基础上,研究了洪水调度关键期降低汛限水位的方法,并进行了实例模拟及与规划调度对比;另外,基于水库下游河道过流能力大小的差异,建立了分类防洪预报调度方式。主要的研究内容及成果如下:(1)依据过流能力的影响因素,选取了多种组合工况,构建了碧流河水库下游的一维水动力模型,并以模拟水位与控制水位相吻合为目标,定量地模拟了不同工况下各主要控制断面的过流能力,模拟结果表明:在防洪安全前提下,当下游河道遭遇20(50)年一遇洪水时,水库允许最大泄量可分为2700(4800)m3/s、2300(4300)m3/s和2000(4000)m3/s 3类控制,为第5章制定分类预报调度方式提供了重要的数据支撑。(2)首先选取碧流河水库以上流域未来48h GFS降雨预报信息为研究样本,将其降雨量划分为4级,其预报精度采用降雨误差特征值和抽样误差进行评定,然后对退水余量的可利用性,结果表明:未来48h GFS第IV级降雨信息,实际降雨量大于10mm的概率为94.2%,FAS评分大于80%,为A级,可用于预泄研究;按照洪水预报规范进行评定,退水余量预报合格率90.9%,达到甲级水平,可用于预泄研究。(3)针对在主汛期实际调度过程中如何安全经济地控制汛限水位的问题,提出了洪水调度关键期降低汛限水位的基本思想,并依据该思想研究了利用可回充水量预泄降低汛限水位的方法,并结合实例模拟及与调度规划对比,结果表明:本方法能降低调洪最高水位0.17~0.45m,明显提高了该水库防洪能力和减少上游淹没范围。(4)本文在分类预报调度方式的基础上,建立了碧流河水库的改进分类预报调度方式,并对其调洪结果分析比较了改进预报调度方式与现有预报调度方式及分类预报调度方式的的调洪结果,分析结果表明:改进分类预报调度比现有预报调度更加安全可靠,在下游河道中小过流能力下,比分类预报调度方式增加了0.28~0.74亿元的供水效益。最后对全文作以总结,并对有待于进一步研究的问题进行了展望。


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