基于混合智能算法的三峡水库汛限水位动态控制研究

为充分发挥三峡水库的防洪兴利效益,利用水文、气象预报,实施动态汛限水位控制运行具有重要的意义.考虑调度期实时防洪风险约束,建立实时调度与汛限水位动态控制模型,设计混合智能算法,对模型进行优化求解.利用宜昌站汛期实测日流量资料进行模拟调度,得到汛限水位动态控制结果.结果表明,汛限水位动态控制能权衡防洪风险与兴利关系,在一定条件下,适当提高水库运行水位,可以在保证防洪标准不变的前提下较大幅度提高水库的兴利效益.     

基于随机微分方程的防洪调度风险分析

汛限水位动态控制能在不降低水库防洪标准的条件下提高水库兴利效益和水资源利用率,该文以万家寨水库为研究背景,建立了汛限水位动态控制下的防洪调度风险分析模型。水库后汛期洪水样本较少,基于典型洪水过程,通过随机微分方程引入水文不确定因素,采用基于随机微分方程的调洪演算分析防洪调度风险。实例结果表明:水文因素的随机性是万家寨水库后汛期防洪风险的主要影响因素,得出了各汛限水位方案下的调洪最高水位。后汛期汛限水位动态控制,可不降低大坝的防洪安全标准显著增加水库的兴利效益。     

桓仁水库汛限水位动态控制决策支持表研制

针对水库汛限水位动态控制方案的具体化和可操作性问题,依据水库调洪计算原理和流域水量平衡原理,研制了桓仁水库汛限水位动态控制决策支持表.由此套表,即可根据实时和预报的水雨工情信息,确定面临时刻允许控制的库水位值及控泄流量等,方便水库调度技术人员和决策人快速查算、决策.该研究方法可供我国调节性能较高的大型水库(水电站)汛期洪水退水段库水位实时控制借鉴参考.     

中期数值降雨预报在汛限水位动态控制中应用研究

定义中期数值降雨预报最大可利用预见期、最大可利用预见量和实时预见期折减系数3个参数,对中期数值降雨预报信息进行预处理,且给出评估中期预报精度的指标以及指标的求解方法;然后利用上述3个参数,对汛限水位实时动态控制相对安全期进行定义,进而提出利用中期预报进行汛限水位动态控制的实时相对安全期法.对该方法风险分析过程就是对上述3个参数的优选过程.基于此,分别定义评估风险、风险效益以及调度决策者承受风险能力的指标,建立控制风险在决策者承受能力内而追求风险效益最大的风险分析模型,即参数优选模型.浑江上游桓仁-回龙库群试用结果表明,经济效益显著.     

实时预蓄预泄法汛限水位动态控制与应用

在总结已有研究成果的基础上,指出研究实时汛限水位动态控制方法与应用的必要性,并阐述了水库实时预蓄预泄动态控制汛限水位的基本思想和数学表达,介绍了该方法在碧流河水库2005年"8.8"洪水实际调度中的应用.分析结果表明,"8.8"洪水预蓄预泄调度过程,在不增加水库及上下游防护对象风险的前提下,能抬高汛限水位,增加水库蓄水,比常规的调度方式多拦蓄洪水0.4亿m3,经济效益较为显著.     

岗南水库超汛限水位蓄水的风险分析

研究岗南水库运行中提高汛限水位对水库带来的各种影响，对引起的洪灾损失及兴利效益提出了具体计算方法，并通过风险效益比较，定量地给出合理的汛限水位。     

葠窝水库汛限水位动态控制域研究与应用

水库汛限水位动态控制域十分关键.预泄能力约束法是目前确定汛限水位动态控制域的主要方法,但在实时防洪调度中可操作性差且未考虑梯级水库群的库容补偿影响.基于此,首先提出有更好可操作性的确定汛限水位动态控制域的分级预泄方法;然后研究了库容补偿对汛限水位的影响.在此基础上,以辽宁省葠窝水库为工程背景,采用分级预泄方法并考虑库容补偿影响确定了葠窝水库的汛限水位动态控制域,并制定了相应的动态控制规则.该成果经松辽流域水利管理委员会批准,并在2005、2006两年的太子河流域防洪调度中得到应用,取得了很好的应用效果.     

基于小量级降雨预报的水库汛限水位动态控制风险分析

建立基于降雨预报的汛限水位动态控制风险模型,以定量评估动态控制给水库防洪管理带来的风险。统计分析了"无雨"或"小雨"预报的精准性,建立了考虑"无雨"或"小雨"漏报、校核洪水发生的频率、汛限水位控制值域、洪水调度方式等条件下的汛限水位动态控制风险模型,并以近似的频率分布曲线族替代概率分布函数进行模型求解。以汉中市石门水库为例,分析了石门水库的蓄泄能力,提出了流域24小时预报"无雨"时抬高汛限水位至617.5m,预报"小雨"时抬高至617.0m,且"无雨"或"小雨"漏报时采用动态控制的调度方式,其最高洪水位超过水库设计洪水位的理论风险均在可接受范围内。汛限水位动态控制可有效提高雨洪资源的利用率,建立基于降雨概率的调度风险分析模型可定量估计可能发生的风险,为决策者提供参考依据。     

利用年内洪水统计特性计算设计洪水和分期汛限水位新方法

传统的设计洪水确定方法往往导致一些水库在汛期弃水而汛后又无水可蓄,造成洪水资源的极大浪费.为更好地提高洪水资源利用率,基于暴雨洪水的物理成因和统计规律分析,提出采用年内洪水统计特性变化规律来确定设计洪水和各分期汛限水位的新方法,结合实例说明该方法在汛限水位动态控制中的实用性和可行性.与传统方法相比,新方法不仅可给出设计洪水和分期汛限水位值,而且当发生一次大洪水后,能在调度决策进程中为决策者提供未来发生洪水的概率分布.但是,该方法的适用性尚需大量资料验证,还不能作为确定“汛限水位动态控制范围”的主要依据.     

基于分级预泄条件的水库汛限水位动态控制域与应用

为了解决汛限水位动态控制域主要确定方法存在的问题,采用数学模型方法进行研究,提出考虑24h降雨预报的分级预泄法确定汛限水位动态控制域,即将有效预泄时间内的泄流量划分为不同的量级,然后基于预泄能力约束法的基本理念,确定该条件下的水库汛限水位动态控制域。该方法更紧密的结合了水库防洪调度的实践,可操作性更强。     

洪水涨落水位-流量分布规律及应用

以河溶水文站为例,采用系统分析法研究受洪水涨落影响绳套关系水位-流量关系轴线摆动变化范围。结果表明:受洪水涨落影响绳套关系水位-流量洪水洪峰水位及相应流量的轴线摆动有一定规律,水位-流量关系走向越接近洪峰水位越向轴线形成有规律的系列,由此可根据洪峰水位与相应流量之间建立回归关系,建立绳套关系水位-流量转换模型应用于洪峰水位预报,有效解决受洪水涨落影响下绳套关系水位-流量关系洪水水位预报瓶颈,满足防汛需求。     

煤层充水因素分析及矿井水害防治：以西山杜儿坪煤矿为例

矿井充水因素与进行水害防治对煤矿安全生产至关重要。阐述了杜儿坪矿的充水因素,包括含隔水层、充水水源、充水通道,对矿井主要水害提出了防治措施。     

流域、区域和城镇防洪工程工况与调度变化的洪涝互馈效应研究

为系统探究流域、区域和城镇3个层面之间工况与调度变化的洪涝互馈效应,以太湖流域及其内部水利分区、城镇为例,基于控制变量的思路设计不同的模拟工况和调度情景,定量模拟了各层面在不同防洪工程工况与调度方案下的流域洪涝运动过程,从水位变化角度分析了各层面之间的洪涝互馈效应。结果表明:适当抬升城镇防洪排涝工程内部排水控制水位可在保证城镇内部洪涝安全的前提下降低外部区域和流域防洪压力,但效果有限;适当降低各区域沿长江和杭州湾外排工程排水控制水位可有效增加流域和区域洪涝外排水量,显著降低太湖水位以及区域水位,对城镇内部水位也有一定的降低效果;吴淞江等流域行洪工程可大幅提高流域外排能力,显著降低太湖以及区域水位,而区域层面的防洪排涝工程仅能增加本区域外排水量,降低本区域内水位,对流域和城镇几乎没有影响。     

长春市水利信息管理GIS系统在防汛抗旱工作中的应用

长春市水利信息管理系统是以GIS为平台,从防汛抗旱工作的特点出发建立的长春市水利综合信息管理系统。系统将实现对属性数据和空间数据的有效管理,分析水利信息系统在防汛抗旱信息管理及指挥决策中的应用,为构建基于GIS技术平台的防汛抗旱信息管理及辅助指挥决策系统提供参考。     

引黄入并后汾河水库蓄水调度探讨

汾河水库是引黄水入并的调蓄水库。文章对汾河水库的运用状况、来水频率、库容变化进行了分折，并对引黄水入并后如何充分发挥汾河水库的调蓄功能，在保征水库防洪安全的访提下，做好拦洪、蓄洪和对黄河水的合理调蓄，继续发挥汾河水库的功能和作用的问题，进行了论述。     

平原河网城市水资源综合规划防洪校核研究

为了研究城市水资源综合规划中各类涉水规划对防洪的影响,分析了平原河网区城市的洪涝特性及洪涝灾害形成原因,提出了适用于平原河网区城市水资源综合规划的防洪安全校核计算方法.以太仓市水资源综合规划防洪安全校核计算为实例,根据该市土地利用特点和下垫面特性,分别建立相应的产汇流模型,计算不同规划条件下的河网洪水位,计算结果可以为制定满足太仓市防洪安全要求的水资源综合规划方案提供依据.     

油田地面注水系统效率分析

我国油田地面注水系统效率低、耗电多、注水单耗高。有效提高注水系统效率和降低注水单耗是油田节能增效的重要课题。针对注水工艺以及注水系统各个环节的实际特点,提出了系统的能流模型和各注水单元的计算数学模型;结合中原油田卫城注水区块的实际情况建立了各注水单元效率的判断标准;编制了注水系统效率分析计算软件,通过分析该软件在卫城注水区块的实际应用结果,提出了如何提高我国油田主水效率的几条建议。     

流域防洪系统中地下水库调蓄能力分析与计算

利用地下水库蓄水能增加洪水资源利用率,减少洪涝灾害,是实现水资源可持续利用的有效途径之一.首次将地下水库纳入到流域防洪系统中,在探讨地下水库的概念和调蓄原理、蓄水条件及其功能特征的基础上,对地下水库的调蓄能力进行了分析与计算.参照地表水库的调洪参数,定义了地下水库调蓄计算的部分参数,作为衡量地下水库调蓄能力的定量计算指标.在调蓄库容、调蓄系数、复蓄指数中,库容是最重要的评价因素.在此基础上针对孔隙介质地下水库和岩溶地下水库,分别给出其调蓄库容的计算公式,并将其应用于下辽河平原调蓄库容计算中,其结果可为流域防洪及地表水与地下水联合优化调度提供重要的参考和依据.     

基于综合效益发挥的南方平原区城市湖泊景观水位

在总结景观水位与景观环境需水量研究现状的基础上,探讨了湖泊景观水位的概念、特征,认为湖泊景观水位受防洪排涝、市政排水、灌溉、河湖水资源量、航运、生态需水量及调水量等多方面因素的影响。针对景观湖泊的特征,在分析汛期、枯水期城市湖泊景观水位主要影响因素的基础上,采用综合协调景观湖泊各种功能的方法,分别建立汛期、枯水期城市湖泊景观水位的定量计算模式。以王母湖为例,采用该模式计算湖泊景观水位。结果表明:汛期将王母湖景观水位维持在22.5 m,高于水资源综合利用要求水位21.2 m,既有利于防洪排涝安全,又可发挥湖泊灌溉、航运效益,保证鱼类生存;将枯水期景观水位维持在21.9 m,休闲活动平台距水面的距离小于0.5 m,需补水936.2万m3,这时水景观效果与外流域引调水量及投资最优,可以满足游船航行、最低生态需水的要求。