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基于水库防洪预报调度方式的风险分析

韩红霞  
【摘要】: 水库作为主要的防洪工程措施之一,在保证国民经济稳定发展、保障人民生命财产安全及社会安定方面发挥了重要的作用。合理的水库防洪预报调度能够有效的解决或缓解水库防洪调度中存在的矛盾,且有利于防洪与兴利效益的有机结合。但是水库实施防洪预报调度方式,与常规调度相比,增加了更多的风险因素,这便增加了水库发生风险的可能性,所以在实施水库防洪预报调度过程中,风险分析是必须的,这也为水库安全运行提供了技术支持。本文从水库规划设计角度出发,研究了水库防洪预报调度方式规则的确定方法、水库防洪预报调度方式的风险分析方法及影响水库防洪预报调度方式的风险因素并对各因素的概率分布进行了随机模拟分析,最后将之应用在实例中。主要的研究内容和成果如下: (1)分析了预报调度规则中判别指标如何选取以及选取这些判别指标所应遵循的原则,接着对水库设计频率洪水对应的净雨时程分配的推求方法进行总结,并以辽宁省的桓仁水库为例,为该水库制定了满意的桓仁水库防洪预报调度规则。该规则中对预报累积净雨量增加一定的安全余度并且考虑逐级控制泄量以保证水库下游的防洪安全;同时利用水库实际入库流量和库水位作为规则中的辅助性判别指标以保证水库本身的防洪安全。桓仁水库防洪预报调度规则的制定也为之后章节的计算分析奠定基础。 (2)由于实施防洪预报调度方式可能为水库带来风险,所以本文在系统分析水库防洪调度风险问题的基础上,详细介绍了水库防洪调度的风险特征及风险分析方法。并利用本文制定的防洪预报调度规则,着重研究了水库实施防洪预报调度方式所带来的风险。风险分析主要根据王本德教授对所选汛限水位的风险率、洪水预报调度方式的风险率及大坝安全最大风险率的定义,以洪水预报误差作为影响水库防洪预报调度方式的单一因素,研究了水库防洪预报调度方式单因素的风险分析,即水库实施防洪预报调度方式相对于常规调度方式对水库的防洪风险大小。并以桓仁水库为例,分析计算了三种风险率的大小。 (3)分析了水库防洪预报调度的风险目标,并确定了水库防洪预报调度风险的定义。在此基础上,确定以洪水预报误差、防洪调度滞时和洪水起调水位为主要风险因素,并分析得出不同影响因素所服从的概率分布,建立了考虑上述3种不确定性因素的防洪预报调度方式综合风险分析模型。利用分析得出的影响因素的概率分布,编制了蒙特卡洛方法中抽样性能较好的拉丁超立方体模拟程序,实现了风险影响因素的随机模拟。最后本文以桓仁水库为例,计算了考虑防洪预报误差、防洪调度滞时和洪水起调水位三种因素的防洪预报调度方式的风险率。结果表明,风险因素对大频率洪水影响较大,对小频率的洪水影响甚微。最后对全文作以总结,并对有待进一步研究的问题进行了展望。


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