水库群联合防洪预报调度方式及汛限水位研究

根据太子河流域库群特点，进行了观音阁、汤河水库仍按原调度方式．葠窝水库采用预报调度方式的库群联合预报调度及葠窝水库汛限水位研究．结合葠窝水库的具体情况，以实际入库流量作为主要判别指标，并以观-葠区间累积净雨作为辅助指标，运用预报调度理论，将葠窝水库的汛限水位抬高了1．40m．效益、风险分析结果表明：太子河流域实施库群联合预报调度，在不增加上下游防洪风险的前提下，能显著提高发电和供水效益．     

面向决策支持的复杂防洪系统多目标决策模型

以复杂的长江防洪系统联合调度问题为研究背景,应用大系统分解协调递阶求解原理和多目标权重方法,提出了子系统之间分解协调连接递阶结构的计算方法,建立面向决策支持的长江防洪系统的多目标联合调度模型．在考虑已建成的三峡水库及其他干支流水库的基础上,将边界定为从长江上中游干支流水库至汉口河段,并运用1931年、1935年和1954年资料进行模拟仿真验证．研究结果表明,该模型不仅考虑了防洪系统的多目标性、系统的拓展性和防洪系统各个水库的可操作性,而且考虑了防洪系统整体目标,同时可调整有关目标函数权重参数进行各个目标的权衡分析,可以生成面向决策支持的长江防洪系统联合调度多方案．     

漳泽水库洪水实时调度风险分析

在总结漳泽水库实时调度风险分析内容的基础上,建立了主汛期多目标风险模型,研究了水库防洪调度安全对预报作业精度的要求,给出了在各起调水位下,预报误差和调度滞时共同作用下的设计允许极限误差和调度滞时关系线方程。     

考虑预报误差的枫树坝水库实时调度

在计算枫树坝水库入库洪水预报误差的基础上,进行了预报洪水风险分析,建立了枫树坝水库预报误差风险函数,为合理使用预报成果提供了科学依据.根据调度规则,结合预报误差风险作出了枫树坝水库作业预报及预报调度,可供实际预报调度决策中应用和参考.     

考虑预报误差的枫树坝水库实时调度

在计算枫树坝水库入库洪水预报误差的基础上,进行了预报洪水风险分析,建立了枫树坝水库预报误差风险函数,为合理使用预报成果提供了科学依据.根据调度规则,结合预报误差风险作出了枫树坝水库作业预报及预报调度,可供实际预报调度决策中应用和参考.     

淮河水量水质联合调度风险分析

为了对淮河流域水质水量联合调度方案进行风险分析,模拟了10个调度方案,包括实时调度方案、人机交互方案和优化调度方案,选取淮河流域2个主要污染物指标CODMn和NH3-N,分别计算各方案下2种水质指标超标风险率和超标程度;同时,进一步考虑调度过程中可能产生的防洪风险和供水风险,采用多目标模糊综合决策的方法,分别考虑上述2种水质6个指标,以水质监测断面界首、鲁台子和蚌埠闸为决策断面,计算得到7种情景下各方案的优劣排序。结果表明,实时调度方案在各种情境下风险最小,为最优调度方案,人机交互方案（方案3、方案4和方案5）在各种情景下风险均比较大,为最劣方案。     

确定梯级水库联合防洪预报调度方式优化方法研究

针对梯级水库拟定联合调度方式的复杂性,将常规优化调度和预报调度规划方式相融合,提出一种确定梯级水库联合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调度方式,并综合分析归纳最优泄流过程的特点;其次,对各库的预报调度潜力进行分析,结合最优泄流过程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预报调度规则;最后,对预报判别指标的误差进行分析,在理想联合预报调度规则的基础上制定满意的联合预报调度规则.将该方法应用于昭平台与白龟山梯级水库,结果表明此方法在一定程度上减少了确定梯级水库联合调度方式的复杂性,为库群防洪预报调度方式研究提供了新途径.     

多重不确定性条件下区域综合能源系统随机调度

为研究多重不确定性条件下的区域综合能源系统的调度决策问题.首先基于Copula理论建立区域综合能源系统多随机源功率预测误差的联合概率分布模型;其次考虑多重功率预测误差的不确定性影响,提出一种以综合能源消费成本最小化为目标的随机调度期望值模型和算法,并基于典型系统进行案例分析,验证了模型算法的有效性.结果表明:多重不确定性因素的量化分析和随机调度模型的应用有助于提高区域综合能源系统调度决策结果的置信水平,具有一定的工程实用价值.     

水库防洪预报预泄调度的风险分析

水库预报预泄调度是水库防洪调度的重要方式之一,它可以提高水库防洪能力．通过分析水库预报预泄调度可能产生的后果,给出了水库预报预泄调度风险率的定义．建立了考虑洪水预报误差情况下入库径流的随机模拟方法．通过大清河流域王快水库和龙门水库实际应用表明,在目前的洪水预报精度情况下,对于10年一遇以下的洪水,对这两座水库进行防洪预报预泄调度要冒汛限水位不能及时恢复的风险,进而可能影响水库的供水需求;而对于20年一遇洪水以上的洪水,对其进行预报预泄调度是非常必要的,所发挥的防洪效益也比较明显．     

江西省修河流域防洪调度系统

修水流域的防洪调度是以柘林水库的洪水调度为中心，兼顾考虑下游地区的防洪任务。因此，防洪凋度的关键是在考虑柘林水库上游来水预报及下游区间洪水预报(主要是潦河)的条件下，制定柘林水库的防洪调度方案。防洪调度涉及众多因素，是非常复杂的决策过程，调度的各个阶段均需要调度人员的积极参与，所以，合理采用人机交互是解决这类问题的有效手段。根据修河流域防洪特点和要求，开发完成的本防洪调度系统包括调度方案生成、调度方案分析和调度方案实施三类功能模块。     

洪水预报误差分布的极大熵法

首先根据实际洪水预报误差出现在有限区域的特点,应用极大熵原理,建立了洪水总量预报误差分布的极大熵模型;通过几个不同流域的计算,得出随着降雨量的增大,产流预报误差趋于一个稳定值的结论. 同时将该模型计算的分布与正态分布进行了比较,结果表明用极大熵法求得的误差概率分布能更好地描述洪水总量预报误差的分布特性,可以根据实际降雨量的大小确定不同的最大不确定性的误差分布,为分析不同量级洪水预报的风险提供依据.     

综合多源不确定性的洪水概率预报试验

为探究多种不确定性因素综合影响下洪水概率预报的实现方法及其适用性,利用2003—2020年史灌河流域多场次洪水开展模拟试验,在量化降雨输入、模型参数及结构不确定性程度的前提下,基于MCMC(Markov chain Monte Carlo)方法融合各来源不确定性实现洪水概率预报,并分别基于覆盖率、确定性系数指标评估预报结果的可靠性及预报精度。结果表明:综合多源不确定性洪水概率预报的5%~95%置信区间,能够较为稳定也包络预见期内洪水发展变化过程,有效降低误报、漏报的可能性;均值预报结果所提供确定性的预报洪水略优于原始的单一模型预报结果,进一步提高了洪水预报成果的可靠性及参考价值。     

广东省西江北江流域热带气旋的长期预报

通过对广东省内西、北江洪水长期预报,发现某些预报的洪峰出现时间,恰好与影响该省的各场热带气旋吻合.影响西、北江形成洪水的热带气旋不会遗漏,而不影响西、北江流域的热带气旋在预报图中不反映出来.从而探索出在做洪水长期预报的同时,又可作出对热带气旋的登陆时间、地点、风力等级和大致灾害程度的预报.     

考虑上游梯级水库群调度的小南海水电站坝址设计洪水分析

采用同频率地区组成法分析小南海水电站坝址处设计洪水的地区组成,运用 BP 人工神经网络对坝址河段洪水演进建模,分析不同典型年上游梯级水库群防洪调度对小南海水电站设计洪水的影响。分析结果表明：上游梯级水库群调度对小南海水电站设计洪水的影响明显,尤其对稀遇洪水的削减程度显著;以金沙江来水为主的洪水受梯级水库群防洪调度的影响较大,以岷江来水为主的洪水受梯级水库群防洪调度的影响较小。     

基于水文倒推法的中小洪水过程模拟

为了改善传统的中小洪水模拟方法中对洪水过程模拟精度较低的问题,用水文倒推法对研究区域出口断面的流量过程进行模拟。鉴于流域枯季径流缓慢变化的特点,基于水量平衡方程,对时段平均的径流量与径流变化量的相关关系进行推导,建立了基于水文倒推法的中小洪水模拟方程,并推出方程的适用范围。通过清江流域1989—1995年的场次洪水过程模拟,结果表明:洪水过程模拟效果较好,涨水和退水趋势与实测流量基本无差异,退水过程的拟合程度优于涨水过程;模拟洪峰精度符合要求。与传统洪水模拟方法和枯季径流预报方法相比,该方法计算简单,并能以过程线的方式描述中小洪水的洪峰量级,为水库调度提供科学的决策依据。     

历史洪水重现期的误差对设计洪水的影响

探讨了历史洪水及其重现期的误差对洪水频率计算成果的影响及不同适线准则下计算结果的差别。计算表明：历史洪水重现期越长，设计洪水成果的稳定性越好；精度越高，按平方和准则（离差平方和达最小）比绝对值准则（离差绝对值之和达最小）适线更好一些。在本文采用的适线准则前提下，尽管历史洪水重现期有一定误差，但仍能有效地提高设计洪水成果的可靠性。     

洪水风险分析的簇生过程模型

对较小的洪水作风险分析时，由流量过程线截取得到的点过程现实呈现成丛性。为了适应这一特点，试图利用族生点过程模型进行洪水风险分析，在本中选用了Neyman-Scott过程模型，并把它用于长江宜晶水站1963－1984年的（阈值Qb＝45000m^3/s)较小洪水风险分析。     

二维溃坝波传播的数值模拟

采用附加人工粘性的显式Maccormack格式求解二维浅水方程,并对人工粘性加上开关函数,建立了模拟大坝瞬间局部溃倒所致的洪水演进过程的数学模型。用该模型预测了矩形河道中堤坝瞬间局部溃倒后8 min的洪水演进过程,得出了水面线和流场分布,并对溃坝洪峰到达时间和最大淹没水位的沿程分布作了分析。     

基于集合卡尔曼滤波的新安江模型状态变量实时修正方法

为了提高洪水预报的精度,基于集合卡尔曼滤波,提出对流域中子流域中间状态量进行全状态量回溯修正方法。该方法根据每个子流域地貌特征和汇流时间不同,分别找出其相应的回溯时间,与新安江模型相结合对各个子流域特定时段前的中间状态量进行全状态量回溯修正,逐步降低误差的累积。采用理想模型验证,结果显示子流域中间状态量得到有效修正,洪量相对误差和洪峰相对误差减小,确定性系数提高。以大坡岭流域为例,采用该方法对流域12场历史洪水进行修正,修正结果表明此方法能有效提高洪水预报的精度,可在实际洪水预报中推广应用。     

洪水预报误差置信限与误差评定方法研究

在实时洪水预报调度中,洪水预报误差的统计特性和误差置信限对调度风险的确定影响较大,为此,以三花间伊河卢氏流域为例研究了洪水预报误差的统计特性和误差置信限问题,结果表明,洪水预报误差通常具有有偏概率分布的特点,用现行水情预报精度标准及误差置信限评定方法对其进行评定时可能会出现两种不同的结果,但误差置信限评定方法比现行水情预报精度标准更为严格。