水庫防洪分類預報調度方式研究及風險分析.pdf

1、我國的地理位置及水資源的特點，決定了我國洪澇災害頻發(fā)，干旱缺水嚴重，水資源矛盾突出。隨著人口的不斷增加及社會經濟的不斷發(fā)展，水資源供需矛盾將更加尖銳，水資源問題將成為 21 世紀制約我國經濟、社會發(fā)展的主要核心問題。為緩解區(qū)域水資源矛盾，減少洪澇災害損失，將洪水轉化為可供利用的水資源將是一個重要的治水舉措。水庫防洪調度作為水庫控制運用的重要非工程措施之一，在保證防洪安全，增加洪水資源可利用量，充分發(fā)揮水庫防洪興利綜合效益等方面發(fā)揮了重要

2、的作用。因此，研究合理的水庫防洪調度理論，在徑流過程調節(jié)中充分利用洪水資源，將具有重要的現實意義。 水庫防洪調度理論依據研究階段和目的不同，可分為水庫防洪調度設計和水庫防洪實時調度兩部分。水庫防洪實時調度是運用水庫的調蓄能力，利用一切有用的信息和先進的計算機技術、衛(wèi)星、遙感、遙測通信設備，依據設計的調度方式及其規(guī)則和防洪參數，科學合理的調節(jié)洪水，在保障水庫及其下游防洪安全的前提下充分發(fā)揮蓄洪興利作用。可見，防洪調度設計為水庫防洪

3、實時調度提供基礎、約束與依據，而防洪實時調度是防洪調度設計的實施、修正與完善。因此，防洪實時調度所依據的調度方式是否科學合理與可操作，調度規(guī)則與可利用的信息是否協調、匹配是水庫防洪實時調度的關鍵問題。 目前，水庫實時調度中所依據的常規(guī)調度方式及預報調度方式，沒有考慮天氣系統信息，只給出適應一種典型洪水的一套調度規(guī)則調節(jié)洪水，與可利用的信息不協調且調度規(guī)則的適應性與可操作性差。因此，充分利用氣象信息，一制定多套調度規(guī)則是水庫防洪調

4、度理論發(fā)展的必然趨勢。 水庫防洪分類預報調度方式及其規(guī)則設計屬于水庫防洪調度規(guī)劃設計范疇。通過分析流域歷史天氣系統類型與暴雨洪水過程特點，將洪水過程分類，制定應對各類型天氣系統暴雨洪水的調度規(guī)則，從而達到既滿足防洪要求，又能充分利用洪水資源的目的。為此，本文在原有水庫防洪調度方式研究理論及方法基礎上，研究了基于天氣系統信息分類的水庫防洪分類預報調度方式。主要研究內容和成果如下： (1) 洪水分類原理及方法研究。洪水分類是

5、水庫防洪分類預報調度方式設計的基礎。本文在介紹分類理論的發(fā)展及分類方法研究基礎上，將分類理論引用到洪水分類研究中，給出洪水分類的原理及分類方法，總結洪水分類研究體系。依據洪水分類體系確定本文研究內容，為水庫防洪分類預報調度方式設計提供理論基礎。 (2) 設計與實施分類預報調度方式可行性分析。天氣系統識別及洪水預報信息的精度是設計與實施水庫防洪分類預報調度方式的關鍵。為此，本文對天氣系統識別的有效性及可利用性進行了分析，并結合實例

6、分析了洪水預報誤差對調度規(guī)則制定的影響。通過結果分析，總結出洪水預報信息可利用性準則。在設計與實施水庫防洪預報調度方式基本條件基礎上，總結出水庫設計與實施防洪分類預報調度方式的基本條件。 (3) 不同資料輸入狀態(tài)下洪水預報方法研究。實施水庫防洪分類預報調度方式，要求洪水預報模型或方法能夠在不同資料輸入狀態(tài)下提供洪水預報信息。而以往利用洪水預報信息時，是在假設遙測系統能夠獲得全部雨量信息的前提下進行的，忽略了輸入信息收集的不完備程

7、度。因此，本文從洪水預報輸入信息獲得的不完備程度出發(fā)，給出了不同資料輸入狀態(tài)下的洪水預報方法。針對最惡劣狀況，即遙測系統全部出錯，流域內只有壩前水位、流量信息可得時，本文提出了改進的相應漲差模型流量預報方法及流量預報修正公式。文中以大伙房水庫為例說明洪水預報方法的預報精度及在水庫實施防洪分類預報調度方式中應用的可行性。 (4) 基于影響暴雨天氣系統信息的洪水分類方法研究。根據特定流域內產生暴雨的天氣系統具有相對穩(wěn)定的規(guī)律及其形成

8、的暴雨洪水具有確定性關系的特點，研究基于影響暴雨天氣系統信息的洪水分類方法。結合大伙房水庫、碧流河水庫實例，分析洪水分類的過程及方法，并驗證洪水分類結果的合理性。 (5) 水庫防洪分類預報調度方式及其規(guī)則設計。在分析水庫設計與實施防洪分類預報調度方式必要性的基礎上，基于水庫防洪分類預報調度方式設計的基本理念及假定，給出設計水庫防洪分類預報調度方式的步驟和方法。以大伙房水庫、碧流河水庫為例，制定其分類預報調度規(guī)則，計算在滿足水庫防

9、洪要求前提下，水庫可能抬高的最高汛限水位。 (6) 水庫防洪分類預報調度方式設計的風險分析。風險分析是水庫防洪分類預報調度方式設計與實施的關鍵。在傳統水庫調度風險分析方法基礎上，本文首先提出基于三角模糊數的洪水預報及水庫調度模糊綜合風險分析方法，然后基于不同類型典型洪水過程選擇是分類預報調度方式相對預報調度方式增加的風險因素，在水庫防洪預報調度方式風險分析研究基礎上，分析不同類型典型洪水過程選擇的代表性問題，結合實例分析設計與實