梯级水库汛期分期及汛限水位合理确定研究

摘要

如何改变现行设计过于保守的汛限水位,是实现洪水资源化的一个有效途径,也是当前的一个研究热点,但目前的研究对象多为一个水库,本文结合汉江上游石泉、喜河梯级水库,首先进行了洪水规律分析,在此基础上,对梯级水库的主汛期分期进行了研究,并计算不同分期的汛限水位,进而进行基于汛期分期汛限水位的梯级水库洪水联合调度研究,根据洪水调节结果和水库电站的设计资料确定梯级水库分期汛限水位较合理的组合。论文的主要研究成果如下： (1)采用0.618法划分洪水洪峰流量量级,对石泉、喜河水库实测的入库洪水资料进行概率分析,确定各量级洪水的月、旬分布规律和年可能发生次数及相应的概率,为水库主汛期分期和各分期汛限水位的确定提供理论依据； (2)确定了石泉、喜河水库在主汛期的分期及相应时段。根据水库主汛期每年第一场洪水发生时间和最后一场洪水结束时间的概率分布,采用模糊统计分析理论,对梯级水库的主汛期进行分期,得出各分期时段；由梯级水库特性资料,拟合水库的汛期隶属度函数,计算主汛期各分期时段的汛限水位,然后采用“跨期选样法”修正梯级水库的分期汛限水位； (3)对石泉水库的防洪能力进行复核。石泉水库的特性资料由于受库容淤积等因素的影响发生了一定的改变,结合水库的设计洪水资料和现有的运行方式,采用新的特性资料对水库的防洪、蓄泄能力进行了复核,结果表明,淤积不影响水库的防洪安全。 (4)采用洪水地区组成原理,确定了梯级水库汛期分期下的汛限水位合理组合方式。根据水库各分期汛限水位和梯级水库设计洪水的两种洪水频率组合对梯级水库不同分期的汛限水位组合进行了调节运算,按照水库运行兼顾兴利较大和风险较小的原则,确定梯级水库联合运行较合理的汛限水位组合；同时可以发现,梯级水库联合运行存在风险传递特性。 (5)建立梯级水库防洪库容最小模型,采用逐步优化算法(POA)和逐次逼近动态规划(DPSA),根据梯级水库分期汛限水位计算结果,进行梯级水库的联合优化调度研究,为更好的进行梯级水库联合运行提供理论依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究的背景及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1汛期分期的研究

1.2.2梯级水库洪水联合调度研究

1.3研究存在的问题

1.4本文的主要内容

1.5研究的技术路线

2基本资料

2.1汉江流域概况

2.1.1自然概况

2.1.2水文气象条件

2.1.3气候条件

2.1.4暴雨洪水特点

2.1.5径流特点

2.2汉江流域梯级开发概况

2.2.1石泉水电站概况

2.2.2喜河水电站概况

2.3径流资料

2.4水位～库容曲线

2.5电站下游水位～流量关系曲线

2.6泄流曲线

2.7综合利用要求

3洪水基本规律分析

3.1洪水规律分析方法

3.1.1洪水特征指标的划分方法

3.1.2洪水发生概率分析原理

3.2石泉水库洪水规律分析

3.2.1石泉水库洪水月分布统计

3.2.2石泉水库洪水年内次数分析及其概率

3.2.3石泉水库各量级洪水月分布规律

3.2.4石泉水库主汛期各旬洪水分布

3.3喜河水库洪水规律分析

3.3.1喜河水库洪水资料

3.3.2喜河水库洪水月分布统计

3.3.3洪水年内次数分析及其概率

3.3.4喜河水库各量级洪水月分布规律

3.3.5喜河水库主汛期各量级洪水的旬分布

4水库主汛期分期及各分期汛限水位

4.1水库汛期分期的必要性和可行性

4.2汛期的模糊统计分析及指标选取

4.2.1模糊统计方法及步骤

4.2.2石泉、喜河水库汛期指标的选取

4.3石泉水库汛期分期

4.3.1汛期洪水起止时间

4.3.2推求经验隶属函数

4.3.3推求拟和隶属函数

4.3.4推求石泉水库分期汛限水位

4.4喜河水库主汛期分期

4.4.1主汛期分期

4.4.2推求喜河水库分期汛限水位

4.5确定石泉、喜河水库的汛限水位

4.6结果分析

5基于汛期分期的梯级水库洪水联合调度

5.1水库调洪计算原理

5.2石泉、喜河洪水调度规则及石泉水库调洪演算复核

5.2.1石泉水库现行防洪调度规则

5.2.2喜河水库防洪调度规则

5.2.3石泉水库调洪演算复核

5.3基于汛期分期的梯级水库洪水调度

5.3.1喜河坝址与区间同频率

5.3.2石泉坝址与喜河坝址同频率

5.4结果分析

6基于汛期分期的梯级水库洪水联合优化调度研究

6.1概述

6.2石泉、喜河梯级水库联合防洪优化调度模型的建立及求解

6.2.1模型的建立

6.2.2模型的求解

6.3结果分析

7结论及建议

7.1结论

7.2建议

致谢

参考文献

附录