基于風(fēng)險理論的水庫汛限水位控制研究.pdf

1、洪水資源化作為一種新的治水理念，成為解決區(qū)域水資源短缺的一項有效措施。洪水資源化對水庫而言是實現(xiàn)防洪和興利并舉，而汛限水位是水庫防洪和興利的結(jié)合點，汛限水位的過高或者過低會直接影響水庫的防洪風(fēng)險和興利效益，而隨著科學(xué)技術(shù)和人類社會的進步，人們對安全可靠的要求越來越高，因此，研究基于風(fēng)險理論的水汛限水位控制方式具有重要意義。論文以風(fēng)險理論為主線，以汛限水位控制為目的，詳細研究了水庫調(diào)度中防洪風(fēng)險和供水風(fēng)險的制約因素，發(fā)展了水庫調(diào)度的風(fēng)險理

2、論體系，構(gòu)建了較為通用的風(fēng)險調(diào)度模型，并用于陜西省石頭河水庫汛限水位控制方案的研究。具體研究結(jié)果如下:
　　(1)水庫汛限水位控制風(fēng)險分析程序的建立。以經(jīng)典的風(fēng)險分析理論入手，系統(tǒng)歸納了水庫調(diào)度中風(fēng)險的定義、特征及風(fēng)險分析的程序。從風(fēng)險發(fā)生的形式、主要因素以及后果三方面詳細的對水庫調(diào)度中的風(fēng)險進行了識別;從風(fēng)險發(fā)生的概率及后果大小的角度對水庫調(diào)度風(fēng)險估計的方法做了深刻的剖析;通過歸納水庫調(diào)度風(fēng)險評價方法，論述了水庫調(diào)度運行中方案的

3、決策。最后論證了水庫汛限水位控制和水庫調(diào)度之間辯證統(tǒng)一的關(guān)系:即汛限水位控制需要水庫調(diào)度來實現(xiàn)，而水庫調(diào)度的起調(diào)水位為汛限水位。在此基礎(chǔ)上建立了一套較為完整的汛限水位控制風(fēng)險分析程序。
　　(2)水庫防洪通用風(fēng)險模型的構(gòu)建。選取影響水庫防洪風(fēng)險的主要風(fēng)險因子:洪水、庫容、泄流能力、起調(diào)水位和風(fēng)浪，以概率的基本定理為基礎(chǔ)建立了防洪風(fēng)險模型，并從模型因子的數(shù)量和模型因子服從的分布函數(shù)的角度總結(jié)了模型求解方法的適用性。最后以石頭河水庫為

4、例，選取了校核水位作為風(fēng)險指標，洪水作為主要風(fēng)險因子，用頻率分析法計算了不同汛限水位方案(798.00m、798.50m、799.00m、799.50m、801.00m)下的風(fēng)險率，并將10-6作為風(fēng)險率的允許風(fēng)險標準，當(dāng)汛限水位抬高至799.00m時，風(fēng)險率為9×10-6，依舊在允許范圍內(nèi)。因此可以得出結(jié)論:石頭河水庫庫水位799.00m為汛期允許正常蓄水的最高水位。
　　(3)水庫供水風(fēng)險模型的構(gòu)建。選取影響水庫供水風(fēng)險的主要

5、風(fēng)險因子:入庫徑流、興利庫容、調(diào)度規(guī)則、下游河道生態(tài)需水量、蒸發(fā)滲漏，同樣以概率的基本定理為基礎(chǔ)建立水庫供水風(fēng)險模型;同時選取可靠性、易損性和事故周期作為風(fēng)險評價的指標，通過對石頭河水庫供水風(fēng)險因子的分析，選取入庫徑流作為風(fēng)險因子，以“1-設(shè)計保證率”為允許風(fēng)險標準，采用長系列興利調(diào)度計算得到結(jié)論:石頭河水庫庫水位798.00m為汛期興利蓄水的最低水位。
　　(4)基于風(fēng)險理論的汛限水位分期控制運用研究。介紹了傳統(tǒng)汛限水位控制運用

6、的缺點，闡述了基于風(fēng)險理論的分期控制方法的適用性。綜合考慮了石頭河水庫的防洪和供水風(fēng)險，在對石頭河水庫汛期分期的基礎(chǔ)上，最終得到石頭河水庫汛限水位控制方案，即在主汛期（7月11日～8月10日）汛限水位為798.00m～799.00m，汛前期（05月21日～07月10日）汛限水位從801.00m逐步降低到799.00m，汛后期（08月11日～09月20日）逐漸從799.00m回升到801.00m，其他時期以801.00m為控制，最后有針對