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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。