洪涝灾害给我国带来无法估量的损失,已经成为制约我国经济社会发展的一大问题。同时,由于我国降雨时空分布不均,许多地区水资源严重短缺,无法满足“三生”用水需求。因此,如何防控洪灾的同时充分利用洪水资源是我国水问题研究的重要课题,也是我国重点关注的难题。随着科技水平的提高,预报信息逐步应用于水库调度研究中,提高洪水资源利用率,缓解水资源供给不足的问题。近年来,基于预报信息的水库调度理论与方法研究已经取得了丰富的创新性成果,但由于预报信息误差的存在及对误差影响水库调度风险理解的偏差,所取得的成果尚未能广泛应用于水库调度实践中。为了更好地将研究成果推广应用于调度实践中,需要明晰水库系统在径流调节过程中对预报误差的化解能力,以及水库调度过程中上下游防洪对象风险的传导与转化过程。针对上述问题,本文以辽河中下游流域控制性水库群-清柴水库群和浑河流域控制性水库-大伙房水库为研究背景,开展水库防洪预报调度及其风险动态变化特性研究。首先,基于预报误差分布的研究成果,分析了不同起调水位下水库防洪调度指标的变化,研究确定考虑预报误差的汛限水位控制域;其次,解析了预报误差在水库调度过程的消除过程及其对水库上下游防洪风险的传导特性;最后,研究建立了考虑预报误差的并联水库群优化调度模型,并制定了并联水库群优化调度规则,以期在不增加防洪风险的前提下获得更高的兴利效益。主要研究内容和成果如下:(1)研究确定了考虑预报误差条件下的水库汛限水位控制域。首先明确了水库预报调度风险源,即选取净雨预报误差和起调水位作为风险因子;其次,以现有水库预报调度规则为依据,通过调节计算不同频率的设计洪水,分析了水库防洪预报调度可接受误差域,分析结果表明,可接受预报误差域比极大熵法计算的预报误差域的范围要大;接着,计算分析了不同起调水位的防洪调度指标的变化过程,表明起调水位超过某一值时,虽然风险还属于可控状态,但防洪调度控制指标值有较大的突变,且起调水位对防洪调度指标的影响更大;最后,综合以上分析计算结果确定了考虑预报误差的汛限水位控制域,对于单库而言,考虑极限预报误差后,汛限水位控制域有所收窄。(2)研究了水库防洪预报调度风险动态变化特性。针对水库防洪调度中预报信息误差消除过程认识不清、预报调度风险变化转移动态特性描述不足问题,论文从洪水预报偏大和偏小两个方面,深入分析了不同频率洪水在调节计算过程中各个防洪指标的变化。当预报偏大时,水库获得累积净雨信息,加大预泄,腾出防洪库容,不增加水库自身防洪风险,由于加大预泄流量,使得下游组合流量的前半部分略有增大,风险从上游传递至下游防洪目标,但此时区间洪水流量较小,不会增加下游防洪风险;当预报偏小时,风险从上游传递至水库,但水库腾出部分防洪库容,在一定误差范围内仍可以容纳这些洪水,不会增加水库自身防洪风险,且预报规则以库水位为辅助指标,也在一定程度上避免预报偏小带来的风险,当误差过大时,水库将加大泄量甚至敞泄,此时风险传递至下游防洪目标。(3)研究制定了考虑预报误差的并联水库群防洪优化调度规则。首先,基于原水库群防洪预报调度规则和单库预报误差可接受域,研究分析了水库群联合防洪预报调度各个水库的汛限水位动态控制域,结果表明,库群的汛限水位动态控制域比单库防洪预报调度的有所增加,清河水库可接受洪水预报误差域比单库防洪预报调度的有所缩小,柴河水库可接受洪水预报误差域比单库防洪预报调度的有所增加;其次,根据流域防洪调度目标与原则,构建考虑预报信息的清柴水库群联合调度模型;最后,采用NSGA算法对联合调度模型进行求解,重新优化了水库群调度规则,结果表明优化后规则抬高了清、柴河水库的起调水位,清河水库起调水位从128m提高到129.05m,柴河水库起调水位从105.2m提高到106.4m。因此,新制定并联水库群防洪优化调度规则,在不增加各库和下游防洪目标的防洪风险的前提下,增加汛期的兴利效益。