水库汛限水位动态控制方法及风险研究

摘要

中国是世界上缺水较为严重的国家之一，特别是在北方降水较少的地区，水资源短缺矛盾更为突出。随着人口的增长和社会经济的发展，水资源利用量和污水排放量不断增加，生态环境不断恶化，成为制约我国国民经济可持续发展的主要原因。而依赖科学技术的进步，充分发挥现有水库的调蓄能力，挖掘调蓄潜力，在不增加防洪风险的前提下将部分洪水转化为可资利用的水资源，对缓解流域水资源危机具有重要的现实意义。 在水库实时调度过程中，汛限水位是一个重要指标，它直接关系到合理解决水库防洪与兴利之间的矛盾。如汛期防洪限制水位过高，则有利于兴利而不利于防洪；反之则利于防洪而不利于兴利。为解决这一矛盾，本文拟改变现有的固定汛限水位——静态汛限水位法，而是根据短期降雨和洪水预报信息，动态控制汛限水位。 汛限水位动态控制过程中，首先确定汛限水位控制范围，使在此范围内水库防洪与兴利矛盾较小。本文利用预泄能量法确定单库汛限水位动态控制范围，并以贵州东风水库为例求其汛限水位动态控制上限值；利用库容补偿法确定梯级水库汛限水位动态控制范围，并求出乌江梯级库群以洪家渡水库作为补偿水库时，东风和乌江渡两个水库的汛限水位上限值。 在调度过程中需根据当时的水情、雨情、工情和灾情等具体情况进行实时调度，求出面临时刻汛限水位动态控制决策值。利用“预蓄预泄”法计算实时调度阶段的汛限水位决策值是一个可行的方法。通过此方法可以确定出东风实时调度过程中的汛限水位决策值。 本文通过分析得出洪水预报误差是汛限水位动态过程中引起风险的主要因素，因此利用P-Ⅲ型分布曲线求出了东风水库汛限水位动态控制的极限风险率。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章概述

1.1论文研究的背景和意义

1.2本方向研究现状和发展趋势

1.2.1水库汛限水位动态控制方法研究

1.2.2汛限水位动态控制风险研究

1.3论文总体思路和主要内容

第二章水库汛限水位动态控制方法研究

2.1问题的提出

2.2预报信息应具备的条件和影响因素

2.2.1预报调度应具备的条件

2.2.2预报调度在汛限水位动态控制中的影响因素

2.3确定水库汛限水位动态控制范围的方法

2.3.1预泄能力约束法确定汛限水位动态控制范围

2.3.2库容补偿法确定汛限水位动态控制范围

2.4实时调度中汛限水位动态控制方法

2.4.1“预蓄预泄”法的定义及影响因素

2.4.2“预蓄预泄”法推求汛限水位动态控制的途径

2.5本章小结

第三章汛限水何动态控制风险分析

3.1风险和风险分析的基本概念

3.1.1风险的定义

3.1.2风险分析的概念及内容

3.2汛限水位动态控制过程中的风险研究

3.2.1汛限水位动态控制过程中风险的来源

3.2.2汛限水位动态控制风险的基本特征

3.2.3汛限水位动态控制风险的主要内容与原则

3.3求汛限水位动态控制过程中的极限风险率(Pf)

3.4汛限水位动态控制中降低风险灾害损失的措施

3.5本章小结

第四章实例分析

4.1乌江流域概况

4.1.1乌江上游梯级电站概况

4.1.2乌江上游各梯级电站特征参数

4.2水库汛限水位动态控制的可行性分析

4.3水库汛限水位动态控制研究

4.3.1单库汛限水位动态控制范围研究

4.3.2梯级水库汛限水位动态控制研究

4.4实时调度过程中的汛限水位动态控制计算

4.4.1东风水库实时调度过程中的汛限水位动态控制

4.4.2乌江梯级水库汛限水位实时动态控制过程

4.5水库汛限水位动态控制过程中的风险分析

4.5.1东风水库运行过程中的极限风险率

4.5.2乌江流域梯级电站的风险分析

4.6本章小结

第五章总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

致谢