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中国水资源时空分配不均且洪涝灾害频发,随着中国经济的高速发展和人民对高质量生活的追求,水资源短缺的问题日益突出。而充分发挥水利工程的调蓄功能,在防洪安全得到保证的条件下,切实提高洪水资源利用率是重要的缓解方式。汛限水位是水库优化调度中非常重要的指标,目前大多数水库采用汛限水位静态控制方法,无法充分发挥水库的调蓄能力,为了安全合理运用洪水资源,依据气象水文预报信息,对水库实施汛期水位动态控制,可以有效提高水库发电、供水等兴利效益,甚至可以在一定程度上提高水库的防洪效益,因此,对水库实时汛期水位动态控制是有效缓解水资源短缺的关键技术之一。
本文在前人的研究成果基础上,结合碧口水库,开展水库汛期水位动态控制方面的研究同时,对水库汛期水位动态控制方案进行优选,主要内容和成果如下:
(1)根据碧口水库的基本情况,对碧口水库汛期水位动态控制的现状条件进行分析。
(2)考虑碧口水库进行动态控制的影响因素,选用预泄能力约束法和分级预泄法,推导出动态控制域变化范围。同时根据下游防洪安全,考虑实时调度中汛期水位的动态控制原则,建立了8个水库汛期水位动态控制方案。
(3)以最大坝前水位、最大下泄流量、下游河道高水位运行历时作为指标考量防洪效益,以年平均增发电量和水资源利用增量作为指标考量兴利效益,建立可以对水库汛期水位动态控制方案进行评估的决策指标体系。
(4)为了综合考虑决策者的意见,以及指标值本身所包含的信息量,将主观权重法和客观权重法结合,通过层次分析法、熵权法和组合赋权法确定了各指标的权重值。
(5)分别采用分类决策树、贝叶斯网络网络模型、模糊综合评判模型三种方法对动态控制方案优劣进行对比分析。三种方法获得的8个方案之间的优劣对比结论基本一致,方案6为最优方案。
(6)分析认为三种方法各有优缺点,分类决策树方法可以方便快捷的计算决策结果,缺点是生成决策树过程中所需基础数据量大,得到的评价结果区分度相对较小;使用贝叶斯网络模型,优点是所需基础数据量小,且对比优劣度相近的方案时,其评价结果区分度相对明显,更容易对各方案进行优劣比较,缺点是计算原理复杂;模糊综合评判模型计算原理简单、所需基础数据量小,但评价结果区分度相对较小。
(7)针对碧口水库的实际情况,通过比较分析,在接到洪水预报后,推荐以分级预泄作为预泄方式、以(694.60m,695.40m)作为动态控制域、以碧口水库现行防洪调度规则泄洪的汛期水位动态控制方案作为推荐方案。
(8)本文针对碧口水库所进行的汛期水位动态控制方案优选相关内容,对类似工程有参考价值。
本文在前人的研究成果基础上,结合碧口水库,开展水库汛期水位动态控制方面的研究同时,对水库汛期水位动态控制方案进行优选,主要内容和成果如下:
(1)根据碧口水库的基本情况,对碧口水库汛期水位动态控制的现状条件进行分析。
(2)考虑碧口水库进行动态控制的影响因素,选用预泄能力约束法和分级预泄法,推导出动态控制域变化范围。同时根据下游防洪安全,考虑实时调度中汛期水位的动态控制原则,建立了8个水库汛期水位动态控制方案。
(3)以最大坝前水位、最大下泄流量、下游河道高水位运行历时作为指标考量防洪效益,以年平均增发电量和水资源利用增量作为指标考量兴利效益,建立可以对水库汛期水位动态控制方案进行评估的决策指标体系。
(4)为了综合考虑决策者的意见,以及指标值本身所包含的信息量,将主观权重法和客观权重法结合,通过层次分析法、熵权法和组合赋权法确定了各指标的权重值。
(5)分别采用分类决策树、贝叶斯网络网络模型、模糊综合评判模型三种方法对动态控制方案优劣进行对比分析。三种方法获得的8个方案之间的优劣对比结论基本一致,方案6为最优方案。
(6)分析认为三种方法各有优缺点,分类决策树方法可以方便快捷的计算决策结果,缺点是生成决策树过程中所需基础数据量大,得到的评价结果区分度相对较小;使用贝叶斯网络模型,优点是所需基础数据量小,且对比优劣度相近的方案时,其评价结果区分度相对明显,更容易对各方案进行优劣比较,缺点是计算原理复杂;模糊综合评判模型计算原理简单、所需基础数据量小,但评价结果区分度相对较小。
(7)针对碧口水库的实际情况,通过比较分析,在接到洪水预报后,推荐以分级预泄作为预泄方式、以(694.60m,695.40m)作为动态控制域、以碧口水库现行防洪调度规则泄洪的汛期水位动态控制方案作为推荐方案。
(8)本文针对碧口水库所进行的汛期水位动态控制方案优选相关内容,对类似工程有参考价值。