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安康水库汛限水位动态控制研究

作　者: 马永胜
导　师: 黄强；王义民
学　校: 西安理工大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: 安康水库防洪预报调度分期评价分期汛限水位动态控制风险与效益
分类号: TV697.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

水库汛限水位动态控制是实现洪水资源化的一条重要途径,本论文结合安康水库系统研究了汛限水位动态控制的理论与方法。首先分析了安康水库入库洪水规律、水雨情预报信息精度及水库蓄泄能力,在此基础上结合水库的工程特性,提出基于预报径流深的防洪预报调度模式；其次采用两种不同方法对水库汛期进行划分并对其结果进行评定比较,通过对不同分期的洪水调洪计算,得到不同分期内的水库汛限水位动态控制域；最后,对防洪预报调度下的预报信息误差风险进行计算,通过建立不同汛限水位下的调洪最高水位与频率相关关系,推求出其对应的风险率与效益。论文的主要研究成果如下：(1)采用黄金分割法划分洪水量级,对安康水库实测入库洪水进行概率分析,确定各量级洪水的分布规律和年可能发生次数及相应概率,并对峰型特点和径流年型与洪水关系进行分析；为水库汛期分期及汛限水位动态控制提供依据；(2)论证了安康水库实施汛限水位动态控制的可行性,着重分析了水库的水雨情预报精度及其可用性,建立了安康水库洪水预报误差的P-Ⅲ型分布；对降雨预报作了“三率”精度分析,对安康水库降雨情况进行马尔可夫概率预测,延长了降雨预报信息的预见期；最后分析了安康水库的蓄泄能力；(3)根据防洪预报调度的机理,推求了安康水库1983年典型洪水的设计洪水过程及净雨过程,并结合安康水库工程实例,综合水库调节能力和流域汇流时间等因素,确定以6h径流深作为调洪指标,采用逐级调节法制定了防洪预报调度规则,并选取实测洪水进行验证；(4)采用两种不同的汛期分期理论：分形理论与模糊集理论,分别对安康水库汛期进行划分,并首次提出基于不同权重因子的均方差评判指标进行汛期分期结果的判定,对于安康水库,采用分形理论的分期更合理；在选定的分期内,进行分期设计洪水演算,并推求分期段的汛限水位,做为汛限水位动态控制的上限,采用现行汛限水位作为下限,得到基于汛期分期的汛限水位动态控制域,并在此基础上,提出考虑降雨预报等级的汛限水位分期动态控制方式；(5)对预报信息下的防洪预报调度模式和基于分期汛限水位动态控制下的风险率进行了推求；通过建立汛限水位-调洪高水位-频率复相关的方法,得到汛限水位动态控制下的风险率,以及不同汛限水位下的风险-效益对比结果,这恰好也辅证了分期汛限水位选择的合理性。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-15
  1.1 研究的背景及意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-13
  1.3 研究主要内容  13
  1.4 研究的总体思路及技术路线  13-15
2 安康水库概况及入库洪水规律分析  15-29
  2.1 安康水库及其自然地理状况  15-20
    2.1.1 流域概况  15
    2.1.2 安康水库概况  15-16
    2.1.3 安康水库的基本资料  16-20
  2.2 安康水库入库洪水规律分析  20-27
    2.2.1 特征指标  20-21
    2.2.2 洪水发生概率分析  21-27
  2.3 小结  27-29
3 安康水库汛限水位动态控制可行性分析  29-45
  3.1 可行性分析的主要内容  29-30
  3.2 洪水预报方案用于汛限水位动态控制的可行性分析  30-34
    3.2.1 洪水预报方案分析的目的及主要内容  31
    3.2.2 洪水预报误差的P-Ⅲ型分布  31-33
    3.2.3 安康水库洪水预报误差分布  33
    3.2.4 洪水预报误差对实施汛限水位动态控制的影响性分析  33-34
  3.3 降雨预报信息可用性分析  34-36
    3.3.1 降雨预报信息的精度分析  34-35
    3.3.2 降雨的Molmogorov概率预测  35-36
  3.4 水库蓄水及泄洪能力分析  36-43
    3.4.1 洪水调度过程及其原理  36-38
    3.4.2 安康水库的蓄泄能力分析  38-43
  3.5 小结  43-45
4 预报信息下的水库防洪调度模式  45-56
  4.1 防洪预报调度方式的机理及关键问题  45-46
    4.1.1 防洪预报调度方式的机理  45
    4.1.2 防洪预报调度方式的关键问题  45-46
  4.2 防洪预报调度设计洪水过程及净雨过程推求  46-49
    4.2.1 防洪预报调度方式的设计洪水推求  46-47
    4.2.2 防洪预报调度方式的净雨过程推求  47-49
  4.3 防洪预报调度规则的制定  49-51
    4.3.1 防洪预报调度规则的指标选取原则与方法  49-50
    4.3.2 安康水库防洪预报调度规则指标选取  50
    4.3.3 安康水库的防洪预报调度规则  50-51
  4.4 防洪预报调度规则与现行调度的结果比较分析  51-55
    4.4.1 对于不同频率洪水的调洪对比分析  51-52
    4.4.2 对于不同起调水位的调洪对比分析  52-53
    4.4.3 对于不同典型年下采用防洪预报调度两种起调水位的比较分析  53-54
    4.4.4 防洪预报调度的实例验证  54-55
  4.5 小结  55-56
5 基于汛期分期的汛限水位动态控制  56-66
  5.1 汛期分期的研究  56-58
    5.1.1 汛期分期的理论  56
    5.1.2 汛期分期的方法  56-57
    5.1.3 汛期分期结果的评判  57-58
  5.2 安康水库汛期分期及其结果评判  58-61
    5.2.1 分形理论用于安康水库汛期分期  58-60
    5.2.2 模糊集合理论用于安康水库汛期分期  60-61
    5.2.3 安康水库汛期分期结果的判别  61
  5.3 基于汛期分期的安康水库汛限水位确定  61-65
    5.3.1 分期设计洪水  61-62
    5.3.2 分期汛限水位推求  62-64
    5.3.3 分期汛限水位动态控制域  64
    5.3.4 分期汛限水位动态控制方式  64-65
  5.4 小结  65-66
6 汛限水位动态控制的风险与效益分析  66-74
  6.1 风险、风险管理与汛限水位动态控制  66-68
    6.1.1 风险  66
    6.1.2 风险管理  66-67
    6.1.3 汛期水位动态控制风险  67-68
  6.2 汛限水位动态控制的风险与效益计算  68-73
    6.2.1 预报信息下的水库汛限水位动态控制的风险计算  68-69
    6.2.2 汛限水位动态控制的风险计算  69-71
    6.2.3 汛限水位动态控制风险下的效益计算  71-73
  6.3 小结  73-74
7 结论及建议  74-76
  7.1 结论  74-75
  7.2 建议  75-76
致谢  76-77
参考文献  77-80
附录  80

安康水库汛限水位动态控制研究

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