水库防洪水文风险分析

河海大学硕士学位论文水库防洪水文风险分析姓名：顾巍巍申请学位级别：硕士专业：水文学及水资源指导教师：黄振平;王银堂20070601水库防洪水文风险分析作者：顾巍巍学位授予单位：河海大学相似文献(10条)1.学位论文邓朝贤水库汛限水位调整方案的风险与效益分析2009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。因此，充分发挥现有水库的调蓄作用，挖掘调蓄潜力，在不增加防洪风险的前提下适时地将部分洪水转化为可利用的水资源，对缓解流域水资源危机、改善流域生态环境尤显得重要。然而在汛期许多水库为了保证防洪安全，库水位必须维持在一个较低水平，造成大量弃水，使汛期水资源得不到充分利用。为了协调水库防洪与兴利的矛盾，进一步开发利用汛期洪水资源，缓解地区水资源紧缺的状况，文中计算了滦河流域潘家口水库汛期不同汛限水位调整方案对应的风险与效益指标，并由此实现了对动态汛限水位调整方案的优选。其主要研究结果包括：1)在系统分析国内外风险定义及风险计算方法的基础上提出极限风险率的概念，并阐述了极限风险率的计算方法。然后建立了面向应用问题的基于随机模拟的极限风险率计算模型。2)采用模拟分析的途径模拟出洪峰流量、最大一日洪量和最大三日洪量并将其放大在典型洪水过程线上。根据拟定的汛限水位调整方案，通过调洪演算得出各方案下的最高水位，再利用所建立的模型计算相应的极限风险率。3)以长系列逐日平均入库流量过程为输入，采用一阶季节性自回归模型进行模拟，并通过调洪演算，最后得出各汛限水位调整方案下的供水效益和发电效益。4)综合考虑潘家口水库抬高汛限水位的风险和效益指标，通过建立的基于最大熵原理的汛限水位方案多级模糊优选模型对汛限水位方案进行模糊优选。得出最优方案，为水库调度决策提供参考。2.期刊论文陈炯宏.郭生练.刘攀.闰宝伟.CHENJiong-hong.GUOSheng-lian.LIUPan.YANBao-wei汛限水位动态控制的防洪极限风险分析-南水北调与水利科技2008,6(5)综合考虑水文、水力不确定性因素对汛限水位控制下的水库防洪极限风险进行研究,采用随机模拟方法计算极限防洪风险率.应用一阶季节性自回归模型模拟多场入库洪水序列,考虑水力不确定性对泄洪能力的影响,在给定调洪规则下对不同汛限水位方案进行调洪,得到水库最高调洪水位和防洪极限风险率.实例结果表明:水文因素的随机性和防洪调度规则是水库防洪风险的主要影响因素,水力因素对防洪风险影响不大,同时得出了水库面临汛限水位所能承受的极限风险率,为决策者安全度汛提供一种参考依据.3.学位论文董四辉水库防洪预报调度及灾情评价理论研究与应用2005该文以12个试点水库中典型代表水库群项目的葠窝水库作为工程背景，研究库群中水库的防洪预报调度方式及相应的风险、实时预报调度汛限水位控制方案优选、灾情综合评价。主要研究内容和研究成果：(1)根据葠窝水库所处的太子河流域水文、气象预报水平分析葠窝水库是否具备实施防洪预报调度方式的基本条件。在分析得出对葠窝水库调度起控制作用指标为洪量后，分析了观葠区间及汤河水库的产流预报精度，得出观葠区间和汤河水库产流预报信息在葠窝水库调度中可利用的结论；通过对葠窝水库短期气象预报资料分析，得出葠窝水库无雨和小雨预报信息可利用于水库调度的结论。这两个结论为葠窝水库防洪预报调度方式和风险研究以及汛限水位动态控制研究提供基础资料和依据。(2)针对葠窝水库所处库群的特点，在分析葠窝水库防洪预报调度方式研究需要考虑的区间和洪水组成后，研究了一种适用于库群水库的根据洪水组成信息进行分类调度的防洪预报调度规则。规则中为保证水库下游防洪安全，考虑逐级控制泄量并为预报指标增加一定的安全余地；同时为保证水库及上游防洪安全，增加水库实际入流和水位作为辅助判别指标。在观音阁水库和汤河水库按常规调度方式下，葠窝水库实施防洪预报调度方式，可将汛限水位由86.20m提高到88.90m，在提高水库兴利效益的同时，将水库下游防洪标准由200年一遇提高到300年一遇。分析计算了观音阁水库和葠窝水库补偿调节时，葠窝水库汛限水位最大能抬高到92.10m.(3)研究分析了水库实施防洪预报调度方式相对于常规调度方式对水库及其上、下游的防洪风险。根据王本德教授对汛限水位风险率、大坝安全最大风险率和期望误差风险率的定义，分析计算了预报调度方式下葠窝水库的汛限水位风险、大坝安全最大风险率和期望误差风险率；根据产流预报误差和流域设计洪水总量的分布规律，以二者的联合概率分布计算了产流预报误差对水库下游的风险；由于洪水过程和预报误差的组合关系复杂，着重采用随机模拟方法系统地计算分析了防洪预报调度方式相对于常规调度方式的风险，给出一种处理产流预报误差的方法，并针对葠窝水库缺少多个典型洪水的情况，提出一种以多种洪水组成代替多个历史典型洪水的方法。(4)研究了水库汛期允许的汛限水位动态控制域并建立了一个水库实时调度汛限水位动态控制优选模型。根据预泄能力约束法，留有余地的确定出葠窝水库汛期汛限水位允许动态控制的上限，形成一个以防洪预报调度方式确定的汛限水位为下限，以预泄能力约束法确定的汛限水位为上限的动态控制域。以典型洪水为例，建立了一个实时调度中根据实时信息、预报信息和决策者对效益风险偏好的汛限水位控制方案优选模型。(5)建立了一个基于投影寻踪技术的洪水灾情综合评价模型。投影寻踪是一种直接由样本数据驱动的探索性数据分析方法，具有逼近一般非线性映射和分类的能力，建立了基于投影寻踪的洪水灾情综合评价模型，并将决策者对某个(些)指标的偏好干预加入到模型中，使模型能在考虑决策者偏好的情况下寻求客观权重。着重对模型的目标函数优化问题进行了研究，该文模型目标函数为多峰函数且包含多个约束，传统优化方法和常规遗传算法都难以寻求其全局最优解，通过建立一种基于传统优化方法和常规遗传算法的混合遗传算法，有效地解决了本文模型的优化问题，并为多约束、多峰函数优化问题提供了一种有效算法。最后对全文作了总结，并对有待于进一步研究的问题进行了展望。4.期刊论文邓辉.王克彬.DENGHui.WANGKe-bin万家寨水库汛期防洪调度风险分析-水资源与水工程学报2008,19(5)在对万家寨水库汛期进行分期的基础上,运用蒙特卡洛(Mento-Carlo)随机模拟法对后汛期防洪调度风险进行分析.在风险分析中,同时考虑坝体自身风险和下游防洪风险.在不同起调水位、不同下游安全泄量的条件下,对不同频率洪水的防洪风险进行计算,并计算不同汛限水位运行方案的效益.5.学位论文吴成国水库洪水资源化调度方案优选智能方法与应用2009洪水资源安全利用是当代中国水利工作的一项重要战略性措施。充分挖掘现有水库的洪水调蓄潜力，在不增加水库防洪风险的前提下适时地将部分洪水转化为可供利用的水资源，对缓解中国水资源短缺、优化水资源时空配置及综合治理流域生态环境尤显重要。为协调水库防洪与兴利的矛盾，进一步开发利用水库汛期洪水资源，论文在系统阐述当前中国洪水资源利用状况及水库洪水资源化调度基本概念和理论的基础上，论述了计算智能方法在水库洪水资源化调度中的研究进展和应用现状，深入探讨了计算智能方法在水库洪水资源化调度方案优选决策中开展研究的可行性、适用性和具体实现途径，并取得了如下主要结果：(1)水库洪水资源化调度方案优选问题可归结为多个可行调度方案之间的复杂决策问题。鉴于现有投影寻踪方法和模糊优选决策方法计算量大及指标权重不易确定等不足，提出将最大信息熵原理分别与投影寻踪方法和模糊优选决策方法相耦合，建立了基于最大熵原理的投影寻踪优选决策模型和基于最大熵原理的模糊优选决策模型。(2)鉴于集对分析方法可利用联系数从同、异、反不同方面全面刻画分析确定不确定系统中的模糊性和随机性，提出利用集对分析方法定量描述实际水库洪水调度方案与理想“最优”方案之间的单指标差异情况，通过指标权重将单指标联系数转化为方案综合联系数，然后以实际调度方案各指标值作为神经网络输入、以该方案综合联系数作为网络输出，通过随机模拟方法生成网络训练样本，建立了基于联系数的水库洪水调度方案神经网络优选模型。(3)汛限水位是水库增加蓄水量、解决防洪与兴利矛盾的主要契合点。在水库汛期汛限水位的动态调整方案中，水库汛限水位抬高后，增加效益的同时也提高了水库失事事件的概率。为此，采用三角模糊数将水库调度系统不易识别风险因子模糊化，由此将最终综合风险率由一确定值转化为一区间值，通过随机模拟方法生成大量入库洪水过程线，计算了实际水库不同汛限水位调整方案对应的模糊综合风险率区间值，并据此建立了基于模糊风险分析的水库洪水调度汛限水位优选模型。(4)把上述4种水库洪水资源化调度方案优选智能方法成功地应用于实际水库洪水调度系统中，结果表明：深入开展水库洪水资源化调度方案优选智能方法研究，既可进一步揭示水库洪水资源化调度方案优选系统的复杂特征，也有助于发展和完善水库洪水资源化调度理论，是水资源系统工程新的发展方向，具有广泛的应用前景。6.学位论文谢国琴干旱区水库防洪风险分析研究2006水资源是人类生存和发展的物质基础，随着社会经济的发展，对水资源的需求也会越来越高。在干旱区水资源量不足，分布不均，河流的径流量主要集中在汛期，水库作为重要的水利工程，存在着洪水资源化的问题。但从洪水资源安全利用的角度，非常有必要对兼顾水库兴利的防洪风险进行分析评价。本文在学习和借鉴前人研究成果的基础上，结合干旱区水库的特点，以新疆玛纳斯河夹河子水库为例进行了水库防洪风险分析的实际应用研究。夹河子水库地处我国西北干旱区，主要承担防洪及灌溉任务，2003年除险加固完成后，水库的泄流能力及大坝安全都有很大程度的提高，为水库抬高汛限水位，实现洪水资源化创造了条件。本文根据洪水出现时间，将水库的汛期分为春汛和夏汛，并采用成因分析、数理统计、模糊分析等方法又夏汛细分为主汛期和后汛期。对水库春汛的防洪风险进行了定性分析。水库夏汛时间长，洪量大，是水库确保防洪安全和实现兴利效益的关键时期。通过分析水库的工程条件与安全运行情况，拟定了可能的汛限水位方案集，采用随机模拟和频率分析的方法计算出了水库在各种汛限水位方案下的防洪风险率。分析发现，水库实现分期汛限水位控制，可以在不增加水库防洪风险的同时提高水库的兴利效益，抬高水库的汛限水位，防洪风险率会增加，但由于水库的下泄能力较大，在常遇洪水情况下其防洪风险率增加幅度并不会很大。最后构造了考虑水库防洪风险和兴利效益两个目标的模糊分析模型，优选了汛限水位。7.期刊论文竹磊磊.郭同德.胡彩虹.吴泽宁故县水库分期洪水防洪调度风险分析-人民黄河2006,28(3)结合故县水库分期洪水的特点,采用蒙特卡罗模拟技术研究了水库防洪调度风险分析的实施程序;分析并随机模拟了导致故县水库洪水风险的主要不确定性因素,得到了不确定性因素影响下不同频率的模拟洪水过程.根据模拟洪水过程在不同汛限水位方案下的调洪结果,估计了不同汛限水位方案的防洪风险.结果表明:①典型洪水的选择、预报误差及调度滞时是水库防洪调度中的主要不确定性影响因素;②水库分期运用汛限水位抬高是水库洪水资源化的主要途径,故县水库的汛限水位前汛期可以抬高到532.0m,后汛期可以抬高到534.3m.8.学位论文吴滔基于风险分析的防洪决策支持系统2006介绍了风险识别、风险计算的方法，风险评价方法，并着重对水库防洪风险分析做了理论探讨和实际应用研究，筛选了洪水过程、预报误差、调度滞时、泄流能力四个主要风险因子。以潇湘水库为实例，分别对四个主要风险因子进行随机模拟，对它们单独的影响和综合影响分别作了分析，得出了水库不同汛限水位方案下的风险，并用层次分析法对各种方案做了多目标风险综合评价，从水库防洪风险的角度提出了潇湘水库汛限水位的推荐意见。并且本文以南盘江上游流域为背景，系统描述了防洪决策支持建设的总体设计思想和关键技术，并选用先进的计算机编程语言DELPHI6.0，SQLSERVER2000开发了基于Windows操作平台的实用