水庫群防洪調(diào)度防洪庫容優(yōu)化分配模型研究與應用.pdf

1、洪水災害是我國常見的嚴重自然災害之一。經(jīng)過幾十年的水利工程建設，各大流域上以水庫群為主體的防洪調(diào)度工程已初具規(guī)模。但是，由于各水庫設計防洪庫容大小、防洪調(diào)度運行方式、空間地理位置等自身條件的限制，運用單一水庫進行防洪調(diào)度是難以抵御大洪水的。隨著水庫群聯(lián)合調(diào)度技術(shù)的發(fā)展，水庫群聯(lián)合防洪調(diào)度已成為實現(xiàn)流域防洪安全的有效手段。在汛期充分利用水庫群的空間補償作用攔滯洪水，可有效提高下游共同保護區(qū)域的防洪安全。因此，尋求合理的水庫群防洪庫容優(yōu)化分

2、配方法，充分發(fā)揮水庫間的協(xié)同作用，是防洪調(diào)度中面臨的關鍵技術(shù)問題。本文主要針對水庫群聯(lián)合調(diào)度防洪庫容優(yōu)化分配問題，以長江上游水庫群系統(tǒng)為例展開研究，主要工作和創(chuàng)新性成果如下：
　　首先，為了解決水庫群防洪調(diào)度過程中各水庫庫容使用不均衡問題，提出了同步蓄水調(diào)度策略，構(gòu)建了同步蓄水的防洪庫容優(yōu)化分配模型，運用線性規(guī)劃進行求解，以長江上游水庫群系統(tǒng)為研究對象，計算結(jié)果表明相比常規(guī)的超標洪量最小策略，同步蓄水策略能夠統(tǒng)籌水庫群，使每個水庫

3、所承擔的防洪風險趨于一致。其次，針對線性安全度策略在調(diào)度中會出現(xiàn)單個水庫的庫容使用率高導致防洪風險較大的問題，提出了安全度與庫容使用率的非線性函數(shù)關系式，構(gòu)建了水庫群非線性安全度最大的防洪庫容優(yōu)化分配模型，運用PO A算法求解，該策略可使安全度下降速率隨庫容比例變化而改變，實例計算結(jié)果表明該策略可以兼顧水庫群與單個水庫的安全度情況。再次，為了解決傳統(tǒng)的聚合分解模型無法分配串聯(lián)水庫中上下游水庫來水量的問題，增加了針對串聯(lián)水庫的同步蓄水規(guī)則

4、，引入了非線性安全度目標，構(gòu)建了聚合分解的混聯(lián)水庫群防洪庫容優(yōu)化分配模型，運用精英變異粒子群優(yōu)化算法對聚合水庫調(diào)度函數(shù)參數(shù)進行優(yōu)化，再通過分解子模型得到每個水庫的出庫流量，實例計算結(jié)果表明改進后的混聯(lián)水庫群聚合分解模型，在保證水庫安全的前提下可有效降低防洪控制站的超標洪量。最后，設計并開發(fā)了水庫群防洪調(diào)度系統(tǒng)，集成了上述三種模型，該系統(tǒng)能夠快速得到計算結(jié)果，用戶可以通過瀏覽器為決策者提供及時的信息，將該系統(tǒng)運用在長江上游水庫群實例中，為