复杂防洪系统调度决策支持系统研究与应用

河海大学硕士学位论文复杂防洪系统调度决策支持系统研究与应用姓名：李伟申请学位级别：硕士专业：水文学及水资源指导教师：钟平安20040601复杂防洪系统调度决策支持系统研究与应用作者：李伟学位授予单位：河海大学相似文献(10条)1.期刊论文陈进.黄薇.CHENJin.HUANGWei长江水库群联合调度可能性分析-长江科学院院报2008,25(2)由于长江大型水库建设步伐加快和流域经济社会的发展,迫切需要进行水库群联合调度,解决防洪、兴利和生态等问题.根据长江大型水库建设情况及水库特性,预测未来10年水库群库容规模,分别从防洪、兴利和生态等方面分析可调度能力、存在的问题.分析表明:虽然长江流域水库数量多,但由于长江水量大,可直接用于流域性调节的库容仍然有限,从调度可能性和运行机制等方面来看,目前比较有效的联合调度主要在防汛和应急调水方面,而解决生态、大面积的干旱和压咸等问题尚处在探索阶段,要解决流域范围内的抗旱、生态、河口压咸等问题必须采取包括水库联合调度在内的综合措施.2.期刊论文张天明.黄常斌闽江上游建溪、富屯溪流域防洪水库作用分析及防洪对策-水利水电科技进展2002,22(6)针对闽江上游主要支流建溪和富屯溪流域的地形特点及难以建设控制性防洪枢纽工程的实际情况,提出分散建库、由点带面、库群联调的防洪思路.通过分析现有水库和拟建水库防洪作用以及水库群联合调度的防洪效益,提出水库群削减洪峰的作用和水库下泄流量的最小目标函数,得出建溪及富屯溪流域所在地南平市及相关地区提高防洪能力的最佳途径与对策措施.3.学位论文张改红基于防洪预报调度的水库汛限水位设计与控制研究2008我国不仅洪涝灾害频繁，洪灾损失严重，而且水资源短缺和水环境恶化问题突出。面对这一系列的水问题，依赖科技进步，充分发挥水利工程体系的作用，在确保防洪安全的前提下，提高洪水资源利用率是重要的缓急之举。对水库而言，科学合理的汛限水位控制方法是提高洪水资源利用率的关键技术。本文从规划设计和实时调度两个角度出发，将优化方法、模糊优选方法、信息熵、遗传算法等理论融合入水库汛限水位控制理论与方法中，系统研究了水库(群)防洪预报调度方式的确定方法、水库防洪预报调度方式的风险分析方法、汛限水位实时动态控制方法以及水库防洪多目标决策方法。主要研究内容和成果如下：(1)研究了利用防洪预报调度方式抬高汛限水位的风险分析方法。首先，基于不同预报误差对调洪结果的影响程度，将水库洪水预报误差域划分为超设计风险误差域、不超设计风险误差域和决策不变误差域。并依托仿真模拟调度法，给出不同预报误差域的推求方法。其次，在比较分析防洪预报调度方式的防洪风险与原规划设计风险的基础上，给出不同汛限水位时采用防洪预报调度方式的超设计风险率定义。结合不同预报误差域，建立相应的计算方法。最后以白龟山水库为例验证此方法的合理性，并对风险分析方法在实际调度中的应用进行探讨。(2)针对防洪预报调度方式确定过程中忽略预报误差随机性的问题，将风险分析引入防洪预报调度方式的确定过程中，从洪水资源安全利用的角度出发，给出一种从多个可行预报调度规则中选取满意预报调度规则的方法。结合于桥水库和昭平台水库的防洪预报调度方式研究进行实例应用，并对两库采用防洪预报调度方式抬高汛限水位的关键性条件进行讨论。(3)针对库群联合防洪预报调度方式规划设计比较复杂的难点，将优化调度与规划调度方式相融合，提出一种确定梯级水库联合防洪预报调度方式的优化方法。首先，对于选定的调度目标，采用优化手段寻求梯级水库不同频率设计洪水的最优联合泄流方式，综合归纳最优泄流方式的特点。其次，对各库的防洪预报调度潜力进行分析，结合最优泄流方式的特点选择预报判别指标，在不考虑预报误差的情况下拟定理想联合防洪预报调度规则。然后对预报判别指标的误差进行分析，在理想联合防洪预报调度规则的基础上制定满意的联合防洪预报调度规则。将此方法应用到昭平台～白龟山梯级水库的联合防洪预报调度方式规划设计中，结果表明此方法有效减弱了确定库群联合调度方式的复杂性，而且使制定的调度规则更切合实际优化调度过程，增强了调度规则的实效性。(4)提出一种汛限水位实时动态控制方法，并给出相应的风险计算方法。基于汛限水位实时动态控制的新理念，利用退水预报计算入库洪量，根据上、下游面临时刻的工情、雨情、水情、灾情预测洪水预见期内的预蓄预泄能力。同时，依托短期降雨预报，在保证大坝与下游防洪不成灾的前提下估算后续起调水位。在此基础上，将实时预蓄预泄能力与后续起调水位相耦合，建立汛限水位实时动态控制模型。最后利用概率组合法对其可能产生的风险进行计算。(5)针对水库多目标评价决策中指标权重确定的难点，引入熵权法确定各指标的数学权重，将其与经验权重线性组合，建立基于熵权的水库多目标模糊综合评判模型。改进已有的由熵值推求熵权的计算式，并从数学推导和实例计算两方面验证改进式的合理性，结果显示改进式解决了当熵值处于一定区间时，其相互间的微小差别可能引起熵权成倍数变化，使熵权与熵值所传递的信息不一致的问题，增强了熵权计算式的适用性。对指标经验权重的灵敏度分析方法进行探讨，确定指标经验权重在什么范围内变化会对方案的排序结果产生影响及如何影响。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。4.期刊论文钟平安.李兴学.张初旺.李伟并联水库群防洪联合调度库容分配模型研究与应用-长江科学院院报2003,20(6)分析了能够实施水库群联合调度的基本条件和水库群防洪实时调度中应考虑的主要因素;提出了并联水库群防洪联合调度库容分配模型,该模型可以表达空间上不同防洪点的重要性差异,实现补偿调度模式与削峰调度模式的自由组合;从目标函数的物理意义出发,提出了分步迭代交互求解方法,该方法能最大限度体现决策者的偏好,保障解的合理性和可操作性,提高了计算速度,满足了群决策会商的实时性要求;实例研究表明文中提出的方法是合理有效的.5.学位论文李兴学钱塘江流域水库群防洪预报调度研究2007水库群与河道堤防组成的防洪系统是最为典型的流域防洪工程系统，本文以钱塘江流域为背景，开展水库群预报调度技术研究。概述了非工程防洪措施的内涵与意义；综述了水文模型、防洪调度理论与方法研究的现状与进展，明确了流域防洪预报调度研究的前沿和热点。分析了钱塘江流域洪水发生特点及其时空分布规律、工程分布状况和工程特性；从增加预报调度模型运用的灵活性和模型对钱塘江洪水局地性特点的适应性出发，将钱塘江流域防洪系统概化为单库与不同组合库群子系统，以利于在库群联合调度时采用了分块补偿方法。根据防洪系统分解的结果和水库群补偿调度的需要，以及钱塘江流域气候和下垫面特征，选用三水源新安江模型作为流域与水库实时洪水预报模型。进行了6座大型水库和5个重点子流域的洪水预报参数率定，并进行了模拟检验。针对各水库控制面积以及各水库到达共同防洪断面的水流传播时间基本相当的一类并联水库群，提出了库容分配实时调度模型，该模型能反映空间上不同防洪点的重要性差异，实现补偿模式与削峰模式的自由组合；提出了水库群实时防洪调度逐级交互模型，该模型能针对每个水库构建不同目标函数，反映各水库防洪任务的差别，并能间接体现水库之间的“有限”联系。详细分析了汛限水位设计与管理的差别以及汛限水位动态控制的可能性，提出了“逐步松弛法”、“后续降雨预留法”两种调度期内最高控制水位的实时控制方法；提出了以兴利与防洪预泄能力确定超蓄水量，以减少闸门操作频度和超蓄风险的汛限水位动态控制技术。6.期刊论文于翠松.王艳玲.安玉坤仿射变换法的改进及其在水库群防洪联合调度中的应用研究-水文2002,22(2)仿射变换法是用来求解一阶线性规划问题最优解的一种有效方法.通过对仿射变换法进行改进,使其适用于多阶段的线性规划问题最优解的求解,并将改进的仿射变换法应用于水库群的防洪联合调度,得到了令人满意的调度结果.7.学位论文徐向广滦河中下游水库群联合防洪调度问题的研究2004滦河中下游地处河北省唐山、秦皇岛市境内，是河北省经济十分发达的地区之一，同时也是洪水灾害频发的地区之一。潘家口、大黑汀、桃林口水库为滦河中下游上的主要工程，控制了流域面积的90％，对防御滦河流域洪水起到了重要作用，研究三个水库联合防洪调度问题具有十分重要的意义。从目前三个水库防洪调度方式上看，只有潘家口水库考虑了防洪任务，大黑汀与桃林口水库由于在设计上不承担防洪任务，调度方式基本上采用“来多少、泄多少”的原则，目前还未开展过三水库联合防洪调度问题研究，因此开展滦河中下游三水库的联合防洪调度问题研究是十分必要的，对三水库的实际联合防洪调度也将提供一定的理论基础。本文主要研究单个水库的洪水调度方案、控制站洪水过程、水库群联合调度方案拟定和水库群联合调度方案优选等内容。围绕着实现水库群下游保护目标白龙山电站和下游防洪小埝防洪安全这一目的，通过1994年实际洪水分析，在系统科学思维和方法论的指导下，综合运用水文学、模糊集理论、风险分析、系统分析等理论，对三水库的联合防洪调度进行综合分析研究，具有理论上的先进性。并形成了单个水库的调度方案、水库群的联合调度方案、水库群联合调度中较优的方案和水库群联合防洪调度结论等成果。本文的研究结果表明：滦河在发生中小洪水时，中下游水库群进行联合调度方案是可行的；水库群联合防洪调度可以起到显著的削峰作用，保护下游防护目标的安全，经济和社会效益显著；三水库联合防洪调度，选取最优的方案，既可保证下游防护目标安全，又可以保证水库自身安全，同时兼顾水库蓄水，综合效益较好。建议根据本文的分析，细化潘家口水库的洪水调度方案，补充中小洪水时的详细调度规程；建议尽快制定三水库最优的联合调度方式，确定三水库为下游错峰的边界条件，提高方案的可操作性；建议完善滦河水库群的洪水预报方案，为实现三水库群联合调度创造条件。8.期刊论文钟平安.胡功宇.张初旺.刘静楠交互技术在水库群实时防洪调度中的应用-水利水电技术2002,33(10)水库群中各水库洪水预报的预见期相差悬殊,而且预见期与各水库之间的洪水传播时间极不协调,甚至在调度期内,各库之间无水力联系,数学规划理论与方法在水库群实时防洪调度中的应用受到限制.本文在分析水库群实时防洪调度特点的基础上提出了水库群实时防洪调度的逐级交互模式,该模式采用模块结构可以最大限度地利用预报信息,灵活适应水库控制面积与洪水传播时间的差异,并且便于通用化.9.学位论文李平基于河流环境流量的漓江上游水库优化调度2009桂林是国内外著名的旅游城市，漓江是主要的旅游景观。然而，由于漓江流域降雨时空分布不均，使美丽的漓江存在着汛期多洪水枯水期缺水问题。这些现象严重阻碍了桂林市的城市建设和经济发展。现有水利工程青狮潭水库的调节补偿作用仍不能满足桂林市的城市防洪要求，也难以满足漓江枯水期的生态环境、旅游通航用水要求。漓江流域上游降水量丰富，水资源利用率低。在漓江上游拟建小溶江、斧子口和川江水库，结合现有的水利工程条件，通过合理的水库群联合调节方式，可以实现桂林市的防洪和补水要求。河流环境流量表示的是维持河流系统正常功能的流量状况。通过水库调节，使漓江的水流情势满足环境流量要求，有利于维持漓江生态系统的完整性和生物多样性，也可维持河流资源的可持续利用。另外，维持漓江枯水期的补水流量达到60m3/s，有利于漓江景观、娱乐、供水与通航等水功能的正常发挥。本文以漓江桂林水文站(三)实测日流量数据系列为基础，采用水生态完整性评价方法(Hydroecologicalintegrityassessmentprocess，HIP)确定漓江的环境流量，然后，以该环境流量结果和枯水期补水目标流量60m3/s为基础，结合漓江上游现有青狮潭水库以及拟建的三个水库的功能，设计水库群联合调节下泄径流方案，以实现桂林市防洪和补水要求。根据HIP方法以及水库群联合调节方案，研究结果为：(1)为维持漓江生态系统完整性和生物多样性，HIP方法计算出的环境流量中，月均环境流量下限范围为17.47～246.57m3/s，中值范围为28.70～284.03m3/s，上限范围为43.06～3