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水库汛期分期及汛限水位多目标模糊优选研究

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摘要

1.1 研究背景及意义

1.2 研究动态

1.2.1 汛期分期研究动态

1.2.2 汛限水位研究动态

1.2.3 多目标模糊优选理论

1.3 存在问题

1.4 研究内容及技术路线

1.4.1 研究内容

1.4.2 技术路线

1.5 实例工程概况

1.5.1 流域概况

1.5.2 工程特性

1.5.3 水文资料

1.5.4 运行调度方案

第二章 水库汛期分期研究

2.1 概述

2.2 Fisher最优分割法

2.2.1 Fisher最优分割法原理

2.2.2 分割步骤

2.3 布谷鸟搜索—投影寻踪法

2.3.1 投影寻踪法简介及原理

2.3.2 布谷鸟搜索概述

2.3.3 布谷鸟搜索—投影寻踪法计算步骤

2.4 实例研究

2.4.1 基于Fisher最优分割法的澄碧河水库汛期分期

2.4.2 基于布谷鸟搜索—投影寻踪法的水库汛期分期

2.4.3 分期结果与对比

2.4.4 分期划定和验证

2.5 本章小结

第三章 水库汛期分期设计洪水及汛限水位控制域研究

3.1.2 频率分析

3.2 基于Frank Copula函数的分期设计洪水研究

3.2.1 Frank Copula函数简介

3.2.2 分期设计洪水频率和防洪标准的关系构建

3.2.3 分期设计洪水过程线推求

3.3 分期汛限水位控制域确定

3.3.1 调洪演算基本原理

3.3.2 支持向量机在水库特征曲线拟合中的应用

3.4 实例研究

3.4.1 分期洪水选样

3.4.2 分期设计洪水频率分析

3.4.3 基于Frank Copula函数的分期设计洪水推求

3.4.4 分期设计洪水过程线推求

3.4.5 分期汛限水位控制域确定

3.4.6 成果分析

3.5 本章小结

第四章 水库汛期分期调度效应研究

4.1 汛期分期调度的风险分析

4.1.1 风险概念及性质

4.1.2 水库风险因子识别

4.1.3 水库风险率

4.1.4 上游淹没影响

4.1.5 下游淹没影响

4.2 汛期分期调度的效益分析

4.2.1 水库效益因子识别

4.2.2 发电效益

4.2.3 工业供水效益

4.2.4 居民生活供水效益

4.3 实例分析

4.3.1 水库风险与效益因子

4.3.2 风险分析

4.3.3 效益分析

4.4 本章小结

第五章 汛限水位多目标模糊优选研究

5.1 多目标模糊优选理论方法

5.2 优选目标体系构建及权重确定

5.2.1 优选目标体系构建

5.2.2 优选目标权重确定

5.3 实例分析

5.3.1 优选目标体系构建及权重确定

5.3.2 最优汛限水位方案确定

5.4 本章小结

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢

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摘要

水库汛期分期及汛限水位优选研究对提高水库雨洪资源利用技术的进步,促进社会经济的发展具有重要意义,考虑该项研究具有多目标性和模糊性,论文以“水库汛期分期及汛限水位多目标模糊优选研究”为题开展研究。主要内容及成果如下:
  首先,论文以暴雨日数、平均降雨量、旬平均入库流量和旬内年最大洪峰出现次数为分期指标,采用Fisher最优分割法和布谷鸟搜索-投影寻踪法进行水库汛期分期研究。实例研究结果表明:澄碧河水库汛期分为前、主和后汛期3期,起止时间分别为4月1日~5月31日、6月1日~8月31日和9月1日~10月31日。
  其次,在汛期分期的基础上,采用Frank Copula函数理论方法构建分期设计洪水频率与防洪标准的关系,推求能够满足防洪标准的分期设计洪水模式。结果表明,该模式前、主和后汛期1000年一遇分期设计值较年最大值的相对增幅分别为-27.60%、7.20%和-31.30%;10000年一遇分期设计值较年最大值的相对增幅分别为-31.27%、2.79%和-34.40%。
  再次,根据分期设计洪水过程线,利用调洪演算原理,结合水库防洪调度规则确定分期汛限水位控制域或汛限水位。结果表明:澄碧河水库前汛期汛限水位控制域为185.00~187.60m,主汛期汛限水位为184.84m,后汛期汛限水位控制域为185.00~187.70m。
  最后,在汛限水位控制域研究结果的基础上,选取水库风险率、上游淹没损失、下游淹没强度、发电效益增量、工业供水效益增量和居民生活供水效益增量6个主要目标因子,建立多目标优选体系,通过多目标模糊优选方法确定最优汛限水位方案。结果表明:从工程防洪安全和兴利用水实际情况出发,澄碧河水库后汛期综合最优汛限水位方案为185.90 m。
  综上研究可见,建议澄碧河水库汛期分期汛限水位方案调整为:前汛期185.00m(4月1日~5月31日),主汛期184.84m(6月1日~8月31日)和后汛期185.90m(9月1日~10月31日)。

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