汛限水位动态控制风险评价方法与应用研究

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我国是水资源严重短缺的国家,且时空分布不均,汛限水位动态控制能够有效提高洪水资源的利用,但是由汛限水位静态控制转为动态控制将会增加水库的防洪风险。水库运用过程中,中常洪水发生频率较多,其利用空间较大,因此,本文依托陆浑水库汛限水位动态控制风险研究项目,研究在不同的汛限水位动态控制运用方案下,当遭遇5年和20年一遇洪水时水库库区及下游发生的风险具有重要的现实意义。本文针对汛限水位动态控制运用的风险评价问题,采用事故树法对汛限水位动态控制运用的风险因子进行识别,将众多的风险因子概化为典型洪水不确定性、预报误差不确定性、调度滞时不确定性、水位库容不确定性和泄流能力不确定性等5种风险因子。将随机模拟和主、客观概率分布结合,构建了风险因子的概率分布,其中,典型洪水从一阶自回归模型生成的洪水资料中选取,并利用Copula函数构造的洪峰定值条件下的洪量条件分布确定典型洪水的概率分布;采用非参数法估计中的核密度估计确定预报误差概率分布;采用主观分布中的三角形分布或者正态分布确定调度滞时、水位库容和泄流能力的概率分布。采用蒙特卡罗方法和水库调洪过程耦合的方法,分析不同风险因子组合情况下汛限水位动态控制方案的风险。同时考虑水库上下游的分险,建立了风险评价指标,即上下游风险率、库区平均淹没面积、最大淹没面积、平均淹没耕地以及最大淹没耕地。分析了不同洪水频率下的风险率临界值,并结合风险评价指标选取合理汛限水位动态控制域。结合陆浑水库的实际,对陆浑水库前汛期和后汛期不同的汛限水位动态控制方案进行了风险评价,推荐了合理的汛限水位动态控制方案。验证了理论方法的合理性及其可行性。
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