混聯(lián)水庫群防洪調(diào)度管理理論與方法研究.pdf

1、水庫是河流綜合開發(fā)治理中普遍采用的有效工程措施。利用水庫調(diào)蓄洪水、削減洪峰,對提高江河防洪標準,減輕或避免洪水災害,起著十分重要的作用。近幾年,我國水資源短缺與洪水災害頻繁出現(xiàn),以生態(tài)環(huán)境保護為目標的水庫生態(tài)調(diào)度越來越引起社會各界人士的注意,防洪調(diào)度難以滿足現(xiàn)在各方面需求的局面日益凸顯,因此,深入研究混聯(lián)水庫群防洪調(diào)度管理對我國水資源可持續(xù)利用,減少自然災害,促進社會、經(jīng)濟、生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要的意義。本文以混聯(lián)水庫群防洪系統(tǒng)為研究對象

2、,以對洪水預報與防洪調(diào)度管理為前提,應用相關智能算法、風險分析和可拓學等方法理論,深入探討了混聯(lián)水庫群防洪調(diào)度管理中的運行優(yōu)化、風險分析、方案決策和生態(tài)調(diào)度等問題,并取得了如下成果:
　　 (1)改進了洪水預報技術及參數(shù)優(yōu)選方法。從洪水成因、水文模型及參數(shù)優(yōu)選方法入手,在馬斯京根模型參數(shù)估計問題中,引進絕對殘差絕對值和最小準則,直接優(yōu)選流量演算系數(shù),且結(jié)合遺傳算法的原理步驟及算法本身的參數(shù)優(yōu)化特性,提出了馬斯京根模型參數(shù)估計自適

3、應加速遺傳算法。
　　 (2)建立了混聯(lián)水庫群防洪優(yōu)化調(diào)度模型與方法。論文梳理了單庫單目標防洪調(diào)度模型和梯級水庫群多目標防洪調(diào)度模型,以水庫群下游控制點的最人過流量最小和水庫群最大泄流量最小為系統(tǒng)目標,考慮防洪控制點的重要程度和水庫群的運行模式,建立了防洪調(diào)度管理優(yōu)化多目標集成模型；并對上述模型運用快速非支配分類遺傳算法(NSGA-Ⅱ)求解。實例計算表明,該模型和求解方法方便實用,可快速獲得多組非劣解,構成非劣解集,不僅為復雜混

4、聯(lián)水庫群聯(lián)合防洪優(yōu)化調(diào)度提供了一條有效的解決途徑,而且也為防洪系統(tǒng)的調(diào)度管理決策提供充分的依據(jù)。
　　 (3)提出了能夠有效解決混聯(lián)水庫群防洪調(diào)度管理中風險分析的方法。綜合考慮水庫群下游防洪安全和水庫群本身的防洪風險,建立了混聯(lián)水庫群防洪調(diào)度管理風險分析模型；模型采用Monte Carlo模擬與“逼近于理想解的排序方法(TOPSIS)”相結(jié)合的方法進行求解,比較全面地描述了防洪系統(tǒng)的風險特征,為混聯(lián)水庫群防洪調(diào)度風險分析提供了一

5、種有效的方法。
　　 (4)拓展了混聯(lián)水庫群防洪調(diào)度管理多目標決策理論與方法。論文首先論述了現(xiàn)有各種評價決策方法,結(jié)合混聯(lián)水庫群防洪調(diào)度的特點把信息熵方法引入權重計算,客觀地反映方案集中具體數(shù)據(jù)對決策的貢獻度,并利用可拓學在描述事物時能夠?qū)⒉煌问奖硎龅囊蛩亟M合并能夠概括它們的全體特征的優(yōu)點,建立了基于可拓學理論的防洪調(diào)度方案評價方法,為對水庫群防洪調(diào)度管理可行方案集進行評估分析、尋求滿意實施方案提供了有效的解決途徑。
　

6、　 (5)探討了水庫生態(tài)調(diào)度模型與方案優(yōu)選。針對大型水庫運行方式的特點,建立了兼顧社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益的多目標優(yōu)化運行模型,以期能提高水庫的綜合效益；同時,對排污權市場的制度建設進行了初步的設計,從交易的主體、交易的標的以及交易的規(guī)范管理等角度出發(fā),分析了排污權交易市場的主要交易原則,結(jié)合水市場中的排污權交易實際,提出了一種基于協(xié)商模式的交易模型,并給出了各種情況下的優(yōu)化解。
　　 (6)構建了混聯(lián)水庫群防洪調(diào)度管理決策支持系