基于风险分析的流域防洪系统调度决策模型研究

在已有成果的基础上,以长江流域为背景,将防洪系统联合调度模型和风险分析相结合,提出考虑入流洪水地区组成不确定性的防洪调度决策风险模型．该模型采用AR模型方法进行流量预报,对于预报误差,用一定置信水平下t分布估计误差的方差,从而求出流量过程误差的上下限,计算出未来发生的多种来水过程,为实时调度的贝叶斯决策和风险分析提供计算基础．在某联合调度方案下,可以进行风险分析计算,将一个复杂的随机调度决策问题转化为确定性调度决策问题．结果表明,该模型的计算工作量较一般随机生成模拟模型的计算工作量小得多,同时可以计算并保存可能大洪水情况下的调度应急方案．     

太湖流域超标特大洪水风险预警系统建设及应用

为做好超标洪水调度、保障流域防洪安全,开发建设了由基于水文水动力学耦合的超警超保风险区域预警模型与基于水文学法的洪水淹涝风险快速评估模型共同组成的超标特大洪水风险预警系统,该系统在太湖流域预报调度一体化系统中通过智能交互方式进行模型与系统的紧密集成,实现了预报调度成果的可视化。基于水利一张图的超警超保与淹涝动态展示,实现了预报产品从点到面、从常规预报到影响预测的突破,以及洪水风险由静态评估向实时快速动态分析的转变。应用结果表明：系统在2020年太湖流域性大洪水中累计发布超警超保风险提示39期、洪水淹涝风险评估4期,预测结果与实际基本一致,为科学调度防御超标洪水提供了技术支撑,避免了江苏省苏州市3万多的人员转移,有力保障了太湖流域防洪安全。     

蓄滞洪区洪水演进一、二维数值仿真及其在洼淀联合调度中的应用

为了实现蓄滞洪区内各洼淀实时洪水调度,考虑到蓄滞洪区内复杂河网与洼淀交错的情况,建立了河道、滞洪区联合计算的一、二维衔接洪水演进数学模型,在考虑铁路、公路、堤防及桥涵等阻水建筑物等复杂边界条件下,采用有限体积法进行离散和求解。结合蓄滞洪区实时洪水调度仿真系统的总体框架,建立了模拟洪水在蓄滞洪区内任意位置的水位、流速、淹没水深、历时等演进过程的一、二维洪水演进数值仿真系统。结合大清河实测资料对东淀滞洪区洪水演进进行了模型验证,结果基本吻合,并应用该系统对大清河滞洪区五洼联合调度方案进行了实时模拟,分析了洼淀联合调度下出现的倒淀现象,对不同方案进行了比较分析,实现了实时的洪水调度分析。     

流域洪水预报与调度系统研制

研究作为防洪减灾非工程措施的重要措施之一的洪水预报及调度系统制定的方法.结合不同水文模型，采用最小二乘递推模型进行误差实时校正，使用水文资料的自动内插来编制流域洪水预报方案，以GIS为平台进行预报结果的显示、分析、查询等.提出了制定流域洪水预报及调度软件系统一套完整的方案，并提供在沂沭泗水系和故县水库的两个应用实例.     

复杂河网中洪水演进二维数值仿真及其应用

为了模拟复杂河网中分洪后水流在较大平面范围内的流动情况，在考虑河床、进出口和动边界等复杂边界条件下，建立了二维洪水演进数学模型，并采用交替方向隐式(ADI)法进行离散和求解．结合流域实时洪水调度仿真系统的总体框架和调用，建立了模拟洪水在蓄滞洪区内任意位置的水位、流速、淹没水深、历时等演进过程的二维洪水演进数值仿真系统．该系统对永定河分洪区进行了二维洪水实时演进模拟，并结合大清河实测资料进行了模型合理性分析，结果表明，该系统能够适应复杂的边界条件，可为复杂河网实时洪水预报计算和实时洪水调度提供支持。     

水库防洪风险预警与生态调度的研究及应用

水库防洪调度具有不确定性和实时性,何时何量下泄洪水不仅关系到防洪安全,而且对生态保护也是巨大挑战.为此提出水库防洪调度风险预警指标,在不同洪水级别下,确定合理的生态流量及生态保护策略;在分析水库防洪操作规线的基础上,将洪水实时入流情况与水库目前水位相结合,同时考虑未来洪水情势,对洪水进行监测.通过对现状洪水指标和未来6小时内洪水情势进行分析,在汛期不同阶段,确定防洪与生态调度之间的重要性顺序.以黄河上游龙羊峡水库、刘家峡水库联合防洪调度为研究对象,通过防洪预警的研究及应用,确定水库防洪调度风险程度指导多目标水库防洪、生态调度,为保障黄河安澜提供决策支持,对于支撑黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义.     

长江上游干支流水库防洪调度探讨

根据长江洪水特征和长江中下游防洪要求,对长江上游干、支流水库群如何配合三峡水库解决长江中下游防洪问题进行了探讨,提出了“蓄泄兼施,先泄后蓄,能泄则泄,该蓄则蓄”的水库群调度原则．主要是充分利用河道的宣泄能力,减少干支流水库群拦蓄腰、基流水量,使防洪库容在关键的洪峰流量出现过程中,发挥拦洪削峰作用,提高防洪库容有效系数,为长江中下游防洪发挥更大作用．     

水文水力学结合的秦淮河流域洪水模拟与实时校正

针对以栅格新安江模型为代表的分布式水文模型在秦淮河流域洪水模拟预报中下游感潮河段应用精度受限的问题,以前垾村(秦)站为节点,上游采用栅格新安江模型计算产流,下游采用水动力学模型对受闸泵调度影响的感潮河段水位进行模拟,并采用K最近邻(KNN)法和反馈法对模拟结果进行实时校正。结果表明,采用KNN法校正后确定性系数为0.718～0.975,达到了乙等预报精度要求,可用于秦淮河流域洪水模拟预报。     

永定河泛区洪水调度数值模拟

提出了具有旁侧出流的河网独立计算的一、二维多口门嵌套衔接模式,建立了一维河道嵌套于平面二维永定河泛区洪水演进水流数学模型.结合历史调查洪水资料对永定河泛区洪水演进进行了模型验证,二者结果基本吻合.应用该模型对永定河泛区洪水调度方案进行了模拟,先后模拟了无机场、机场近期建设后和远期建设后3种工况下的洪水演进过程.分析对比机场建设前后各分洪区洪水位、滞洪量、淹没范围的变化.模拟结果显示,各分洪口门启用时间稍微提前,机场建设区寺垡辛庄口门启用次序稍有变化,水位的雍高、分洪量的增量、淹没范围的变化对泛区洪水调度方案影响较小,表明了机场建设的可行性.该研究为淹没区的洪灾损失评估及相应的防洪调度方案修订提供了必要的参数和依据.     

漳泽水库库群防洪实时优化调度模型研究

根据漳泽水库库群的特点，按照水库每时段动用的调洪库容加权总和最小的准则，建立了水库群系统联合防洪实时优化调度的动态规划模型，采用逐步优化算法进行求解，并通过前向卷动决策方法实现洪水的实时调度。实例证明了该模型及其求解方法的合理性及可行性。     

长江防洪系统网络分析分解协调优化调度研究

针对复杂的长江防洪系统优化调度问题,将大系统分解协调原理和网络分析方法相结合,提出了长江防洪系统网络分析分解协调优化调度方法,并运用１９３１年、１９３５年和１９５４的资料进行模仿真验证,计算结果表明：程序运算时间明显减少,更利于实时调度;通过不同方法比较分析,提出的方法在精度方面有所提高,适一处理三峡水库的分级调度问题。     

控制论在长江洪涝灾害管理系统中的应用

根据长江历年来的洪涝情况,运用控制论,把长江流域作为受控对象,运用遥感等先进技术对其气候、水文、土壤等特征的动态变化进行监控,然后对反馈的信息进行分析研究,建立一个闭环控制模式,从而实行对长江洪涝灾害的管理和预测.     

具有部分洪水信息的不确定性防洪优化调度

在实际防洪调度中，对洪水过程往往仅知道部分洪水信息，且难以推断出它的概率分布。作者将解决不确定决策问题的一些方法和准则推广到具有部分洪水信息的防洪调度中，论述了如何充分利用气象水文信息，去构造入流概率分布空间，并阐述了具有部分信息的不确定决策准则，在一定程度上解决了这个问题。     

长江中下游环境特征与洪灾的关系

分析长江中下游地区与洪灾密切相关的环境特征,揭示了环境对洪灾的影响规律,指出气候、地形地貌和土壤等是诱发洪灾的自然因素;森林对防洪减灾有巨大作用;水土流失加剧了洪灾发生频率和潜在威胁。最后,对生态环境建设中质量问题、退田还湖、三峡水库的防洪减灾作用等进行了讨论,提出了自己的观点。     

考虑泄洪设施运用要求的水库洪水优化调度

水库洪水实际调度中影响因素众多复杂,易造成优化调度结果偏离理论计算结果,甚至会完全脱离实际而无法应用。泄洪设施的最优控制问题是水库调度研究的难点之一。尝试将泄洪设施运用引入水库洪水优化调度中,建立了考虑泄洪设施运用的水库洪水优化调度模型;并比较了几种不同防洪优化调度方式的优劣。计算结果表明,对泄水设施运用直接进行优化的方法更符合实际,结果易于应用,可为水库洪水优化调度提供参考。     

数值算法在水库防洪调算中的应用

将数值算法应用于水库防洪调算，提出一种适宜计算机程序设计的调洪演算新方法－－数值迭代法．在淄博市太河、田庄两大型水库洪水预报调度工作中进行实际应用．     

支流防洪库容对防洪区的洪灾风险影响研究

在水库防洪补偿调度中,以洪水风险分析为基础,基本概率计算原理,采用个别典型洪水放大法,研究在干流建库和不建库两种情况下,支流防兴库容对防洪区的洪灾风险影响,同时分析对防洪区推迟分洪时间的影响,为水库防洪调度的制定提供科学依据。     

水电站水库洪水调度的多目标模糊决策

多目标模糊决策方法就是综合考虑各目标的重要性和各方案对所有目标的效用值,再将方案进行序序,选取最优方案,影响洪水调度的因素较多,有时无法定量作出洪水调度决策,尝试采用多目标模糊决策方法,针对洪水调度品质特殊性,进行洪水工决策研究,通过实例应用取得了较满意的结果。     

鄱阳湖控制工程的初步研究

阐述了人工控制鄱阳湖的必要性和重要性，提出满足多功能运用的人工控制湖水位节律性波动面的运行方案，分析了人工控制鄱阳湖后可获得的经济、社会、生态等效益，并重点论述了遇1954年型洪水可解决44亿m^3的超额分洪量，对长江中下游防洪有巨大贡献。     

多目标水库洪水调度方案的灰色优选

以灰色系统的灰关联决策为理论基础,针对洪水调度的特点,提出了一个切实可行的多目标水库洪水调度的灰关联决策模型.最后,以洪家渡水库为例进行灰色优选,表明了该方法的合理可行性,从而为洪水调度方案的优选提供了新的决策方法.