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水库分期汛限水位调整与风险研究

作　者: 刘克琳
导　师: 胡四一；王银堂
学　校: 南京水利科学研究院
专　业: 水力学及河流动力学
关键词: 汛期分期分期汛限水位分期设计洪水防洪风险分析海河流域潘家口水库
分类号: TV697.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 469次
引　用: 8次
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内容摘要

中国是世界上严重缺水的国家之一，在北方降水较少的地区，水资源短缺矛盾更为突出。随着人口增长和社会经济的发展，水资源利用量与污水排放量不断增加，生态环境的恶化，这已成为制约国民经济可持续发展的主要因素。而依赖科技进步，充分发挥现有水库的调蓄作用，挖掘调蓄潜力，在不增加防洪风险的前提下适时适度地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、改善流域生态环境具有重要的现实意义。论文在综述国内外汛限水位调整运用的理论研究和科学实践的基础上，围绕利用水库分期汛限水位调控洪水资源的若干关键问题，以海河流域潘家口水库为研究对象，从汛期分期、分期设计洪水计算、汛限水位调整的风险分析及效益评价等方面展开研究。基于影响流域暴雨的大气环流系统的背景分析，通过统计途径，利用旬暴雨日数、旬面平均雨量、旬内不同历时最大雨量以及旬入库水量等指标揭示流域暴雨洪水的时程分布特性和季节性规律；同时为弥补定性分析方法的不足，通过六种常用聚类分析方法适用性的对比分析，结合汛期分期的本质特性，推荐出适宜的汛期分期定量分析方法，在定性与定量分析相结合以及综合分析的基础上，提出潘家口水库的汛期分期方案。根据拟定的汛期分期方案和现有设计洪水成果，对延长的洪水资料系列进行一致性分析，合理确定各分期中历史洪水及特大洪水的重现期，采用跨期采样方法进行系列的选样分析，在综合分析和合理性检验的基础上，提出潘家口水库分期设计洪水成果。汛限水位调整方案下水库的防洪风险和效益分析是论文的另一个研究重点，根据风险分析理论，在对其关键影响因子不确定性分析的基础上，从极限风险率和漫坝风险率的估算两个角度，评价汛限水位调整对水库防洪风险的影响；采用模拟分析的途径，以长系列逐日平均入库流量过程为输入，进行水库长系列仿真调度，评价汛限水位调整后水库长期运行的兴利效益。论文最后在系统分析汛限水位主要影响因素的基础上，综合论证提出潘家口水库分期汛限水位调整方案。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
第一章概述  9-22
  1.1 研究背景和意义  9-10
  1.2 研究现状及发展趋势  10-17
    1.2.1 汛期分期研究  10-12
    1.2.2 汛限水位的调整与运用研究  12-14
    1.2.3 水库大坝防洪风险研究  14-17
  1.3 研究总体思路和主要内容  17-19
  1.4 水库流域基本概况  19-22
第二章水库汛期分期研究  22-42
  2.1 大气环流背景分析  22-24
  2.2 汛期暴雨洪水的时程分布规律研究  24-28
    2.2.1 基本资料  24
    2.2.2 旬暴雨日数  24-25
    2.2.3 旬面平均雨量  25-26
    2.2.4 旬不同历时最大面平均雨量  26-27
    2.2.5 旬入库水量  27-28
  2.3 定量分析方法研究  28-39
    2.3.1 汛期分期的定量描述及其特性  28-29
    2.3.2 常用聚类分析方法  29-33
    2.3.3 潘家口水库实例应用  33-38
    2.3.4 方法的适用性比较分析  38-39
  2.4 潘家口水库汛期分期的综合分析  39-40
  2.5 本章小结  40-42
第三章水库分期设计洪水计算  42-51
  3.1 潘家口水库现有设计洪水成果  42-43
  3.2 洪水系列分析  43-46
    3.2.1 资料的一致性分析  43-45
    3.2.2 历史洪水及特大洪水处理  45-46
  3.3 分期设计洪水计算  46-49
    3.3.1 选样方法  46-47
    3.3.2 计算成果及分析  47-49
  3.4 本章小结  49-51
第四章分期汛限水位调整的风险分析  51-70
  4.1 风险分析的基本概念  51-52
  4.2 影响因子的不确定性分析  52-53
  4.3 极限风险率的估算  53-62
    4.3.1 频率分析法  54-57
    4.3.2 随机模拟法  57-62
  4.4 漫坝风险率的估算  62-69
    4.4.1 水库漫坝风险率估算模型  62-66
    4.4.2 潘家口水库漫坝风险率的估算  66-69
  4.5 本章小结  69-70
第五章分期汛限水位调整的效益分析及综合论证  70-84
  5.1 分期汛限水位调整的效益分析  70-78
    5.1.1 水量平衡方程  70
    5.1.2 防洪兴利调度原则  70-71
    5.1.3 基本资料  71-72
    5.1.4 供水效益分析  72-77
    5.1.5 发电效益分析  77-78
  5.2 分期汛限水位调整的综合论证  78-82
    5.2.1 汛限水位的影响因素分析  78-79
    5.2.2 主汛期汛限水位调整  79-82
    5.2.3 后汛期汛限水位调整  82
  5.3 本章小结  82-84
第六章结论和展望  84-86
  6.1 结论  84-85
  6.2 展望  85-86
主要参考文献  86-89
硕士期间发表的论文  89-90
致谢  90

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