基于洪水预报的潘家口水库汛限水位动态控制研究

摘要

如何在确保防洪安全的前提下，充分利用洪水资源，实现洪水资源化，对缓解中国水资源危机有十分重要的现实意义。水库的防洪限制水位是协调防洪安全与水资源充分利用的关键指标。科学合理的进行水库汛限水位动态控制对确保防洪安全和实现洪水资源化至关重要。
　　潘家口水库是引滦工程中最重要的蓄水工程，位于河北省唐山市与承德市交界处的滦河干流上，其主要任务是防洪和向天津、唐山地区供水。水库在实际调度运行中，主汛期实行汛限水位静态控制，容易造成丰水年汛期不敢蓄水，汛后又无水可蓄的不利局面。本文结合潘家口水库调度工作实际，充分利用洪水预报信息，开展基于洪水预报的潘家口水库汛期汛限水位动态控制研究。取得了以下主要成果：
　　(1)在综述国内外有关水库汛限水位动态控制研究现状及进展趋势的基础上，分析论证了潘家口水库实现汛限水位动态控制的可行性和必要性。
　　(2)对潘家口水库现有的四套洪水预报方案进行分析评价，分析各洪水预报方案的预报误差及分布特征，为本文开展潘家口水库汛期汛限水位动态控制研究奠定基础。
　　(3)给出了水库实时预报调度风险率定义和计算公式，通过采用“预泄能力约束法”和“预报调度法”确定汛限水位动态控制域，建立了考虑洪水预报误差的潘家口水库汛限水位动态控制风险模型。该模型可对水库汛限水位动态控制方案的风险分析与效益进行定量计算，从而为决策者进行科学的决策提供了理论依据。
　　(4)结合潘家口水库的实际，构建了潘家口水库汛限水位动态控制方案评价的风险、效益指标体系及多目标模糊优选模型，并用典型年资料进行了实例分析，取得了较为满意的结果。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 选题背景和意义

1.2 本研究领域国内外研究现状及进展

1.2.1 国外研究现状及进展

1.2.2 国内研究现状及进展

1.3 主要研究内容

2 潘家口水库汛限水位动态控制的必要性和可行性

2.1 潘家口水利枢纽概况

2.2 水库主汛期汛限水位动态控制的必要性

2.3 水库主汛期汛限水位动态控制的可行性

2.4 水库现状特征水位和调度方式

2.4.1 水库汛限水位和其它特征水位

2.4.2 水库现状调度运行方式

3 洪水预报方案可利用性分析

3.1 洪水预报方案

3.1.1 预报方法

3.1.2 预报单元

3.1.3 洪水预见期

3.2 水情信息系统

3.2.1 测站分布

3.2.2 信息采集与传输系统

3.2.3 信息处理系统

3.2.4 洪水预报作业系统

3.2.5 预报结果会商系统

3.3 洪水预报方案精度评定

3.3.1 许可误差

3.3.2 水科院方案精度评定

3.3.3 河海大学方案精度评定

3.4 作业预报精度检验

3.5 洪水预报成果可利用性结论

4 水库主汛期汛限水位动态控制域研究

4.1 基本资料

4.1.1 库容曲线

4.1.2 泄洪设备与泄流曲线

4.1.3 洪水

4.1.4 下游防洪要求

4.2 水库主汛期汛限水位动态控制范围值选择

4.2.1 主汛期汛限水位上限值确定方法

4.2.2 预泄能力约束法

4.2.3 预报调度法

4.2.4 回水淹没影响分析

4.2.5 主汛期汛限水位动态控制域

5 水库主汛期汛限水位动态控制方案研究

5.1 主汛期汛限水位动态控制研究方法

5.2 主汛期汛限水位动态控制预报调度方案

5.2.1 洪水预报方案

5.2.2 洪水预报调度原则

5.2.3 预报调度控制标准

5.2.4 预报调度方式

6 水库主汛期汛限水位动态控制的风险分析和效益分析

6.1 水库实时防洪预报调度的风险识别

6.1.1 水库本身防洪风险分析

6.1.2 洪水预报误差风险分析

6.1.3 下游防洪风险分析

6.2 水库实时预报调度风险模型

6.2.1 实时预报调度风险定义

6.2.2 风险分析方法

6.2.3 不利后果的灾害程度

6.2.4 实时预报调度风险率的计算公式

6.2.5 实时预报调度风险模型及求解

6.3 潘家口水库实时防洪预报调度风险分析

6.3.1 建立风险模型

6.3.2 分析风险因素

6.3.3 求解风险模型

6.4 水库主汛期汛限水位动态控制的效益分析

6.4.1 兴利计算方案

6.4.2 基本资料

6.4.3 计算成果

7 水库汛限水位动态控制方案优选

8 结论与展望

攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文

致谢

参考文献

附表