流域水资源开发管理及洪水抗差预报方法研究

摘要

流域水资源的可持续利用要求水资源的合理开发、科学管理及水灾的有效防治。 水资源的可持续利用需要在水资源利用的规划制定阶段就进行环境影响评价。本文选取流域水电开发规划为案例，在系统总结国内外环境影响评价研究成果的基础上，选择九龙江流域作为研究区域，对流域水电开发规划进行战略环境评价。评价结果显示梯级水电规划对流域的不利影响主要表现在减少了河流的输沙量，枯水期增加了流域减水和脱水河段，大型水库库区存在水温分层；加剧了流域水环境的恶化，特别是对减水和脱水河段的影响；梯级水电开发规划严重破坏了流域水生生态系统；对社会经济的影响主要表现在缺乏规模效益、造成移民、淹没耕地。结合评价以及公众参与结果，提出的减缓措施主要是各梯级电站必须严格执行最小下泄流量。评价结论可预防有重大缺陷的水电开发规划的出台和实施对环境造成不良影响，以保证水资源的可持续利用。 流域水环境管理信息系统是实现流域水资源可持续性利用的重要手段。本文以地理信息系统技术、网络技术和数据库技术为支撑，利用河段划分流域控制单元为基本思想，开发出了九龙江流域水环境管理信息系统。系统可实现流域基础信息管理、水质目标管理、容量通量管理、数据管理等功能。系统供管理部门应用，可快速、准确地查询九龙江流域水环境状况，了解各河段的水质超标情况和各河段污染物总量排放状况，有利于切实有效地控制和掌握流域水环境污染范围和区域，便于针对性地对九龙江流域污染源进行排查和治理，实现流域水污染总量控制目标。 水灾的有效防治除了依靠工程措施，还需要依靠非工程措施，如洪水预报技术。本文的研究重点在于把抗差理论引入洪水预报系统，利用抗差方法具有的抗差能力，使许多严重的不正常误差，不能进入预报系统，从而减少系统的污染机会，提高预报系统的稳定性和预报精度。首先根据遥测降雨观测误差分布特征，提出降雨误差三步抗差探测方法，能准确地探测出异常误差的位置并做出修正。然后将抗差理论引入河段马斯京根汇流模型参数估计中，结合汇流模型的物理意义，推导出附有条件的抗差最小二乘估计方法。研究表明无论资料中是否含有异常值，抗差方法都可获得稳定且高精度的参数估值。最后将推导出的含有遗忘因子的抗差递推最小二乘算法运用到洪水预报实时修正模型中，估计有异常误差下的参数估值，从而提高实时洪水预报精度。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1问题的提出

1.2相关领域研究综述

1.2.1流域水电开发规划环境影响评价研究综述

1.2.2水环境管理信息系统研究综述

1.2.3抗差方法在洪水预报中的应用综述

1.3存在的主要问题

1.4研究目的和主要内容

1.4.1研究目的

1.4.2主要研究内容和思路

2流域水电规划环境影响评价研究

2.1流域水电规划环境影响评价内涵

2.2九龙江流域水电规划分析

2.2.1九龙江流域自然概况

2.2.2九龙江流域社会概况

2.2.3环境敏感区

2.2.4水电开发现状

2.2.5水电规划概述

2.3九龙江流域水电规划水文影响评价

2.3.1流域概况和水文资料

2.3.2水文情势现状分析

2.3.3水文情势回顾分析

2.3.4水文情势的预测

2.4九龙江流域水电规划水环境影响评价

2.4.1水环境现状

2.4.2水环境回顾评价

2.4.3水环境预测评价

2.5九龙江流域水电规划生态环境影响评价

2.5.1水电开发对流域生物资源影响的回顾性评价

2.5.2水电开发对生态系统的影响分析

2.5.3水电规划对生态的影响预测评价

2.6水电规划社会经济影响评价

2.6.1社会经济现状与回顾评价

2.6.2社会经济影响评价

2.7公众参与

2.7.1公众参与的目的、作用

2.7.2公众参与的时间、地点及对象

2.7.3公众参与的结果

2.8替代方案和环境保护对策措施

2.8.1替代方案

2.8.2环境影响的减缓措施

3流域水环境管理信息系统

3.1系统开发

3.2系统开发目标和原则

3.2.1系统开发目标

3.2.2系统开发原则

3.3系统需求分析

3.3.1系统用户

3.3.2系统用户需求分析

3.3.3系统功能需求

3.4系统开发环境和平台

3.4.1开发集成环境的选择

3.4.2数据库平台的选择

3.4.3 GIS平台的选择

3.5数据库设计

3.6系统体系结构设计

3.7系统功能

3.7.1系统总体框架

3.7.2系统功能

4洪水抗差预报方法

4.1流域简介

4.1.1闽江流域

4.1.2洈水水库流域

4.2遥测降雨观测误差抗差探测

4.2.1降雨与误差特点

4.2.2理想系统设计与误差生成

4.2.3遥测降雨观测误差三步抗差探测方法

4.3河段汇流参数抗差估计研究

4.3.1参数估计方法

4.3.2效果比较

4.3.3实例应用

4.3.4结论

4.4洪水预报实时修正模型的抗差递推算法

4.4.1问题的描述

4.4.2RRLS算法的推导

4.4.3实验数据测试

4.4.4实例比较

4.5小结

5总结和展望

5.1结论

5.2不足之处及研究展望

参考文献

致谢

博士生期间发表的学术论文、专著

博士后期间发表的学术论文、专著

个人简历

联系地址：