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    推荐人:写作督导机构 来源: 写作辅导机构 时间: 2022-11-26 21:24 阅读: 次
    摘要
    我国具有丰富的水资源,但其降雨分布十分不均,且降水主要集中在汛期,从而导致我国很多地区遭受到频繁的洪涝灾害。水库防洪调度作为解决洪涝灾害和提高水资源利用率的重要手段,但从规划设计到实际运行过程中存在着众多不确定性因素,因此本文针对水库防洪调度问题中,从水库规划设计阶段设计洪水的不确定性和实际运行中预报信息的不确定性两方面展开。以汉江上游安康水库为研究对象,首先采用Copula函数建立了洪峰与最大三日洪量的联合分布模型,计算了不同重现期标准下的双变量设计洪水,并评估了样本不确定性对设计洪水计算的影响;其次,釆用三角模糊数分析法计算了不同汛限水位调整的风险率,评估了不同汛限水位调整的模糊区间;最后,建立了考虑预报不确定性的水库随机多目标防洪优化调度模型,获得不同目标偏好下的Parteo最优解以及相应的水库实时调度图。本文主要研究内容及结论如下:
    (1)釆用Copula联合分布函数建立了峰量联合分布模型,计算了联合重现期、同现重现期以及二次重现期标准下的联合设计值,并与安康水库原设计值进行对比,釆用蒙特卡洛法对原始样本进行了重抽样,结果表明:在重现期水平较高时,洪水联合设计值与原设计值相比较小,在重现期水平较低时,洪水联合设计值较大;随着重现期的增加,不确定性也随之增大,对流域水利工程设计值计算的可靠性提出了巨大挑战。
    (2)通过引入三角模糊数的概念,将传统的水库风险指标从一个确定的值转化为区间数,更符合实际的变化。以百年一遇考虑不确定性的设计洪水做为输入并釆用水库原防洪调度规则进行调洪演算,计算得到相应的模糊风险率区间值,结果表明:上限、下限及中值风险率变化基本一致,当汛限水位为328m时,水库的模糊风险率呈现明显增加,因此,安康水库汛限水位的动态控制域取325m-327.5m的决策较为合理。
    (3)采用Copula函数推求未来不同预报时刻之间的转移概率矩阵,并以此作为输入,建立了考虑预报不确定性的水库随机多目标防洪调度模型,以坝前最高水位最低和最大下泄流量最小作为目标函数,获得不同Parteo最优解下的水库实时调度规则,结果表明:随着预见期的增加,转移概率越分散,说明预见期越长,预报不确定性越大:当水库下泄流量越小,则会导致水库坝前水位增加,因此,控制通过下游防洪对象的流量,势必会增加水库自身的溃坝风险,两个防洪目标之间存在一定的竞争互馈关系。
    关键词:设计洪水;防洪调度;不确定性;Copula函数;随机动态规划
    目录
    1绪论 1
    1.1研究背景与意义 1
    1.2国内外研究进展 2
    1.2.1设计洪水研究进展 2
    1.2.2水库防洪调度研究进展 4
    1.3研究内容与技术路线 7
    1.3.1研究内容 7
    1.3.2技术路线 7
    2研究区域概况及基本资料 9
    2.1流域概况 9
    2.2水库基本资料 9
    2.2.1水库概况 9
    2.2.2水位库容关系 11
    2.2.3水位泄流关系 11
    2.2.4防洪调度规则 12
    2.3本章小结 13
    3考虑不确定性的设计洪水计算 14
    3.1引言 14
    3.2Copula函数 14
    3.2.1Copula函数类型 14
    3.2.2分布线型及评价体系 15
    3.2.3洪水重现期与设计值计算 17
    3.3联合分布重抽样 18
    蒙特卡洛抽样 18
    3.3.2不确定性估计 19
    3.4实例研究与分析 20
    3.4.1联合分布模型建立 20
    3.4.2设计洪水计算结果 24
    3.4.3考虑抽样不确定性的设计洪水计算结果分析 29
    3.5本章小结 31
    4考虑设计洪水不确定性的水库防洪风险分析 32
    4.1引言 32
    4.2设计洪水过程线 32
    4.3水库防洪风险评估 32
    4.3.1三角模糊数 32
    4.3.2防洪模糊风险率 33
    计算方法 34
    4.4水库防洪风险分析 34
    4.5本章小结 40
    5考虑预报不确定性的水库多目标防洪调度研究 41
    5.1引言 41
    5.2预扌艮不确定性分析 41
    5.3马尔科夫过程 43
    5.4随机多目标防洪调度研究 45
    5.4.1实时防洪调度 45
    5.4.2目标函数与约束条件 45
    5.4.3求解方法 46
    5.5实例分析 48
    5.5.1确定性多目标水库防洪调度 48
    5.5.2随机多目标水库实时防洪调度研究 51
    5.6本章小结 58
    6结论与展望 60
    6.1结论 60
    6.2展望 61
    致谢 62
    参考文献 63
    攻读硕士学位期间主要研究成果 68
    1绪论
    1.1研究背景与意义
    在世界上许多国家都遭受着不同程度的洪涝灾害,而我国由于水资源时空分布不均,也同样遭受着频繁且严重的洪水灾害〔"I,洪水灾害居各种灾害之首,且范围广、频繁发生、突发性强,对我国部分地区人民的生命财产安全造成了严重的影响,阻碍了现代化进程。自古以来我国都一直具有“五害之属,水为最大”的意识,因此防洪减灾一直是我国密切关注的战略性问题。水库防洪调度作为防洪减灾以及提高水资源利用率的重要非工程措施,是发挥水利工程防体系综合效益的必要保障。至2017年底,我国已建成各类水库98795座,水库总库容9035亿m3,这些水利工程在各个方面都发挥了巨大的作用,促进了社会经济的发展,大江大河防洪减灾已形成或逐渐形成规模大、覆盖面较广的工程防洪体系[3-4】。当前我国将主要集中于如何防治和利用水资源这两个方面,如何进行合理科学的调度进行蓄泄洪水,从而缓解水资源短缺造成的缺水和水灾害频发导致的洪涝灾害之间的矛盾,是人类社会迫在眉睫的首要任务。随着国家社会经济的发展,水库作为重要的水利工程,其防洪兴利任务的重担将越加艰巨,对水库调度的需求也会越来越高。
    水库的主要作用是需要满足各个部门的用水需求,对其采取合适的方式进行控制应用,能够充分发挥其作为防洪兴利工程的重要作用。可靠的洪水调度规则是防洪减灾的关键所在,而设计洪水则是制定水库防洪调度规则的基础,其可靠性与合理性直接关系着防洪区域人类生命财产安全与社会经济稳定发展⑶。上世纪中后期我国兴建了许多大中型水库工程,在这种变化环境下,水库的入库径流和洪水特征发生了变异,水库的防洪安全问题也日益突出,不确定因素也同时伴随着整个过程。如果继续使用过去条件下所推求的水库汛限水位及相应的调度规则等进行防洪调控,那么在未来环境下,水库运行的风险率将会增大;另一方面,在水库设计阶段,如果对设计洪水的不确定性考虑不周也会导致一些潜在的防洪风险。据不完全统计,1954?2017年间我国各类水库发生溃坝事件达3539起,其中1/3以上是由于设计洪水偏低、遭遇特大洪水和泄洪设备失灵所引起的洪水漫顶而失事"I。在进行设计洪水的计算时,存在着众多随机不确定性因素,以及水文气象变化破坏了样本资料的准确性和代表性,从而使设计洪水在计算过程中也存在着许多难以预料的因素。在进行传统的设计洪水计算时,未考虑到这些随机因素所导致的影响,使得基于此结果所设计的防洪调度规则的适用性较低,水库自身安全、下游防洪对象安全等面临极大风险。考虑到这些不确定性因素,因此探求新的水库防洪调度方式是适应环境变化的必然趋势,对于充分发挥水库的防洪潜力至关重要。
    为了充分发挥水利工程的调蓄洪和错降峰能力并确保其自身安全,必须充分应用防洪非工程措施。洪水预报可以根据洪水成因及规律特性,依据当前的水雨情信息对未来的水文过程进行模拟,预测未来一定时期内的洪峰、洪量、峰现时间以及洪水涨落过程,能够帮助人类更有效的抵挡洪水、减少洪水造成的损失。随着水文预报理论和计算机技术的发展,洪水预报技术已经较为成熟,能够为依据洪水预报的水库实时防洪调度提供了重要的基础。相比于水文统计系列资料,洪水预报信息能够更好的反映未来时刻水库的入库情况,并且能够更有效的进行水库调度决策,然而由于预报误差切实存在,且不可避免,因此将洪水预报信息直接应用水库调度决策时仍然存在着预报不确定性的问题,并且预见期越长,预报误差越大,对水库调度决策的影响也更大。在传统洪水预报中,通过获得的最优模型参数,在实际应用进行时只能获得一场相对满意的预报洪水过程,并未考虑到预报过程中所产生的不确定性,基于此制定的防洪调度方案也相对并不完善,为上下游带来了安全隐患。
    因此,为了最大程度的发挥水库的防洪兴利作用,本文考虑了多重不确定性因素,推求水库调度方式。在水库设计规划阶段,计算不同重现期标准下的设计洪水并对原设计值进行对比,计算了考虑样本不确定性下的设计洪水,并对其进行了评估,依此对水库现行的防洪调度规则及汛限水位进行了风险分析,为在不确定性条件下水库调度方式的推求指明了改进方向,而在实际运行方面,以不确定条件下的理论方法计算制定了考虑预报信息的防洪多目标实时优化调度方案,可以为水库在实际调度中的决策提供理论依据,从而降低洪水带来的灾害。
    1.2国内外研究进展
    1.2.1设计洪水研究进展
    设计洪水常作为水利工程规划、施工、运行、管理的重要依据,水库的防洪调度规则与设计洪水密切相关,并且会直接影响水库的防洪安全Pl。对于设计洪水的研究,国外起步较早,在1940年Fuller首次进行了设计洪水的计算,即通过在频率格纸上点绘水文经验频率曲线。对于设计洪水的计算早在1930年以前,外国许多国家都普遍采用频率分析的方法,然而受现实条件的限制以及经过实际的考验,发现了一些存在的问题,从而促进了更深层次的研究。
    20世纪80年代,我国相关部门确定了关于设计洪水计算的统一标准,通过颁发《水利水电工程设计洪水计算规范SDJ22-79(试行)》,保障了计算结果的准确性同。之后又在20世纪90年代初在此基础上进行了补充,颁发了《水利水电工程设计洪水计算规范(SL44-93)》,增加了一些关于洪水地区组成、干旱地区和冰川地区等方面的内容[9】。后续又在《水利水电工程设计洪水计算规范SL44-2006》中增加了分期设计洪水等内容【I。】。经过一系列的补充,在有关于设计洪水计算的方式以及内容上,我国已经取得了很多显著的成果,形成了一套自己的理论体系,但是针对一些没有考虑到的方面,仍然存在着一些不足之处。
    一场洪水的发生为随机水文事件,通常有多个变量,针对一场完整的洪水过程,通常需要洪峰、洪量、峰现时间、洪水过程线等多个特征量才能描述,并且这些特征量之间都或多或少的存在一些相关关系。在当前,进行水文频率分析时往往只选择其中一个特征量,具有一定的局限性,难以满足设计要求[11],因此当前在设计洪水计算领域,多变量水文频率分析已经成为了当前各个学者研究的一个热点。Favre"]等讨论了在计算多变量极值分布中,Copula函数是如何进行应用的,并构建了洪峰和洪量的联合分布。ZhangF]等在论文中更加详细的介绍了二维Copula函数用于水文频率计算的理论方法,用其构建了洪峰、洪量与洪水历时的联合分布,并且在最后与二维正态分布以及GumbelCopula分布分别进行了对比。Grimaldi[14]等引入三维非对称ArchimedeanCopula函数来进行水文频率计算,并将使用对称式Copula和标准Gumbel模型所建立的水文分布模型计算得到的结果进行了比较。肖义Si等通过引入了Copula函数构建双变量联合分布模型,在两变量重现期定义的基础上提出了一种关于设计洪水过程线的计算方法,创新了设计洪水过程线计算的新思路。熊立华Ml等针对不同站点间的年最大洪峰流量,采用Copula函数建立了联合分布模型,结果表明够能有效拟合期间的联合分布概率。侯芸芸[17]等针对多种洪水特征变量的组合情况,采用四种不同类型的Copula函数进行了洪水频率计算,能有效的描述各特征变量下的洪水频率关系。
    在采用单变量洪水频率分析进行设计洪水的计算时,其中包括样本抽样、线型选择和参数估计等方面的内容mi。在计算过程中,由于现实条件的限制,在进行水文频率分析时所使用的资料长度通常只有几十年,导致代表性不高,因此存在着样本抽样导致的设计洪水不确定性;在进行水文频率计算时,通常会选择许多备选线型,而基于此所选择的线型都缺乏一定的原理支撑,因此存在线型选择所导致的设计洪水不确定性;在进行水文频率曲线的参数估计时,方法有非参数法以及参数法等,因此参数的估计也会导致设计洪水存在一定的不确定性。因此,如何对这些不同来源的不确定性进行定量评价分析,并评估其对于设计洪水计算的影响以及在实际工程设计中进行考虑,具有重要意义"I。迄今为止,国内外关于设计洪水不确定性的研究己形成了许多成果,主要是采用贝叶斯理论或蒙特卡洛方法揭示概率分布函数参数不确定性、概率分布函数类型不确定性及样本不确定性等因素对设计洪水峰值或洪量的影响,部分研究在采用Copula函数模拟设计洪水峰值和洪量相关性的基础上,开展多维设计洪水不确定性研究。ReisW]等采用马尔科夫一蒙特卡洛(MCMC)抽样方法对分布参数进行抽样,定量评估了参数的不确定性并证明了贝叶斯方法的有效性。Yin【2i]等采用Copula函数构建了洪峰流量与洪量的联合分布模型,采用参数Bootstrap抽样法评估了样本不确定性对两变量联合洪水设计值计算的影响。Guo^】等通过引入最大炳理论,分析了频率计算中边缘分布类型不确定性与样本不确定性对洪峰与降雨二维联合设计值的影响。鲁帆〔23]等以丹江口水库为例,采用基于Metropolis-Hastings抽样算法的贝叶斯马尔可夫链-蒙特卡洛抽样方法估计了设计洪水的后验分布,并据此进行频率分析。梁忠民VI等针对水文设计值计算中概率分布函数的参数和函数类型的不确
    3
    定性进行了研究,在贝叶斯理论的基础上提出了一种新的水文频率分析方法。胡义明〔25]等利用Bootstrap方法,研究了样本不确定性对设计洪水计算的影响,并且对其进行了定量评价。郑永恒Si等针对防洪工程提出了考虑设计洪水不确定性的风险评估方法,针对非一致性洪水序列采用以混合概率分布进行拟合,并对拟合的混合分布进行重抽样,采用偏差校正与加速算法评估样本不确定性对防洪工程风险的影响。Serinaldi"等采用多元分位数联合置信区间的概念,提出了一种基于简单蒙特卡罗模拟的考虑抽样不确定性的多变量水文设计值的计算方法,考虑了影响推理结果的不确定性。Dung"]等提出了一种对多变量洪水频率分析的不同不确定源进行量化的方法,分析了统计模型的选择和参数估计过程引起的不确定性。
    如上所述,设计洪水的不确定性必然影响水利水电工程设计规模及其运行管理El。李大鸣[3。]等构建了洪峰和洪量的双变量联合分布模型,并进行了随机抽样,基于不同的洪水类别生成了完整的洪水过程,采用蒙特卡洛法计算了基于不同风险因子组合的情况下,所对应的防洪调度风险,为提高水资源利用率和降低洪涝灾害提供了一定的理论基础。尹家波[31]等建立了描述双变量设计洪水不确定性的C-PBU(Copula-basedParametricBootstrapUncertainty)模型,分析了基于洪峰和三日洪量所计算的联合设计值在不确定性的情况下,进行调洪演算后对调洪最高水位的影响,选取了不同类型的典型洪水过程进行了最高水位的不确定性对比。阎晓冉"I等通过引入了峰型系数和峰现时间,提出了一种同时考虑洪水峰型和重现期的洪水过程随机模拟方法,将其应用于防洪调度计算,对于水库防洪调度规则的制定及进行防洪风险的分析具有重要意义。Requena133]等采用Copula函数构建了洪峰洪量的联合分布,生成了多场基于实测洪水过程的设计洪水,评估了大坝的漫顶风险。综上,国内外学者在评估设计洪水的不确定性对于水库防洪调度的影响方面开展了大量研究。
    1.2.2水库防洪调度研究进展
    洪水灾害作为危害人类财产生命安全最大的自然灾害之一,可以采用工程和非工程措施手段防止、减轻洪水灾害。水库防洪调度作为提高水资源利用率主要的非工程措施手段,能够拦蓄洪水、削减洪峰,科学合理的防洪调度能够大幅度的减少经济生命财产损失。水库防洪调度可以分为两类,分别为常规调度和优化调度。常规的水库防洪调度以已获得的历史径流资料作为依据,利用数学、水文学、水力学等基本理论,制定能同时满足水库实际运行以及防洪标准的调度方式和规则,但采用调度规则所进行的调度过程一般是相对而言比较合理的解,具有一定的局限性和经验性,而不是最优解。而对于水库防洪优化调度来说,则是根据水库的入库洪水过程,选择一定的目标准则,采用计算机作为工具,使用系统分析中数学优化的方法使得所选取的目标函数达到极值时得到的水库最优运行调度策略,从而得到水库防洪系统过程中最优化的调度过程。
    (1)水库防洪优化调度
    水库防洪调度方式在水库规划设计初期就需要确定,根据水库所确定的防洪规则,从保障水库自身安全及上下游防洪安全的角度出发,对不同频率的设计洪水进行复核,假定若干个可行的防洪调度方案,按照水库实时防洪调度的原则来调节不同频率的设计洪水,从众多拟定的调度规则中优选出使不同频率以及不同类型的典型洪水都能满足一定的防洪标准的水库调度规则[34】。当前我国明确规定,在进行水库防洪调度规则的制定时,不能基于水文预报信息,应该考虑实际运行时水库的实时状态来制定常规的水库防洪调度规则,如采用水库运行时的实际水位以及当前时刻的入库流量作为判别标准,从而指导水库的实时运行。。
    在20世纪40年代,许多学者就将数学里的优化理论引入了水库调度领域,从水库的防洪功能以及水资源需求出发进行了大量的学科研究并取得了丰硕的成果。传统的水库防洪调度方式没有考虑到洪水预报信息和实时降雨信息,并且有些水库的调度方式只采用单一的分级控泄方式,导致大量的北方水库,汛期受到防洪限制水位的约束,发生弃水,而汛后由于入库水量减少又导致无水可蓄,导致大量的洪水资源造成浪费[35]。虞锦江[36】提出了一种满足防洪需求的水库洪水优化调度模型,将模型的输入视为最可能洪水,将发电量最大作为目标函数采用动态规划算法进行求解。王厥谋SI等采用线性规划方法建立了水库防洪优化调度模型,考虑了丹江口水库的分洪区以及区间补偿等方面存在的问题,不仅实现了模拟调度,而且在有预报洪水的前提下,可以进行实时调度。Chang[38]等应用遗传算法求解了以石门水库作为研究对象的水库实时防洪调度模型,并提出了参数惩罚函数策略用于指导遗传算法的搜索策略°Wei【39]等提出了一种多目标多库防洪系统实时优化调度模型,在该模型中包含了多个框架,如水文预报模型以及防洪优化调度模型,采用了基于决策树的算法,并在实际进行了应用。钟平安[4。]等基于并联水库群,提出了水库防洪联合调度的库容分配模型,该模型考虑了在不同空间的防洪区其重要性也存在一定的差异,并同时实现了补偿调度和防洪削峰调度。近年来,随着系统科学中的模糊数学、人工神经网络、遗传算法等数学理论方法的引入,在水库防洪调度领域发挥了巨大的作用,丰富了研究方法和途径,算法的多样化大大提高了模型的求解效率,如差分进化算法[41]、遗传算法"]、狼群算法[43]、粒子群算法[44]等。
    采用常规防洪调度方式用于指导水库的实时防洪调度运行时仍然存在着一定的不足,虽然优化调度方法能够有效弥补且能增加洪水资源的利用率,但是在实际的水库实时调度运行及规则设计中,仍然使用的是常规的防洪调度方法,即采用实际水库实时运行指标等信息作为水库下泄流量的判别指标或水库优化调度模型的输入,但是由于实际条件的约束,与实际降雨和根据预报模型所提供的洪水预报信息相比存在一定的滞后性,因此时常耽误水库蓄泄时机,不利于水库发挥自身的兴利和防洪效益。随着科技水平的发展,水文预报模型的精度也逐渐提高,研究依据预报模型所提供的洪水预报信息作为输入的水库防洪调度方式仍然具有十分重要的意义。
    (2)水库防洪预报调度
    在水库防洪调度研究初期,主要采用的是半经验、半理论的方法,通常采用防洪调度图来进行实际操作,但这种方式难以处理对于流域整体的防洪目标以及水库在进行实时调度时的约束之间的相互制约。随着社会经济水平的快速发展,系统工程、计算机技术、优化算法、洪水预报模型等技术也随之兴起,越来越多的学者将这些理论方法引入了水库调度领域并进行应用。由于水库洪水洪水预报精确度越来越高,应用洪水预报信息进行的水库防洪调度得到了快速发展,在实际应用中起到了非常重要的作用。
    对于水库预报调度的研究,国外起步较早,1973年Windsor!45]等基于洪水预报数据,采用动态规划进行了水库群联合优化调度研究。Oleayl"]等以特拉维斯湖为例,在基于入库洪水预报信息的基础上,将水库实时优化调度模型采用非线性规划模型描述并进行求解。Feber"]在2001年根据稳定的径流预报建立状态转移概率矩阵,采用随机动态规划算法进行水库调度决策的求解。Hsu"】等提出了一种实时模拟优化调度程序,以确定水库在汛期各个时间的泄洪量,该模型不仅包括产汇流的预报,还包括了水库最优调度规则的制定。王本德"I等提出了一种同时考虑防洪和兴利目标的模糊洪水优化调度模型,可以获得水利工程的实时防洪调度决策,输入为历史实测洪水以及分级别的水文模型预报的模糊降雨洪水过程,通过逐时段修改预报洪水,采用多目标模糊优选理论确定水库调度决策。王兴菊[50]等将马尔可夫链理论引入用于描述径流,视径流为随机过程,将满足用水保证率前提下供水量最大作为目标函数建立了综合利用水库的多目标优化调度模型。事实证明,将各个时刻洪水的预报入库信息用于水库防洪调度中能够起到显著的作用,充分发挥水库的防洪兴利功能。黄强冋等以安康水库为例,引入了信息扩散理论,来进行了水库防洪风险计算,分析了将入库洪水预报信息作为输入时,水库防洪预报调度决策的可行性。王连时[52]等同时以水库当前库水位和累积净雨量作为预报调度的判别指标,对于柴河水库确定了新的预报调度规则,并将其汛限水位抬高了1.20m。翟庆峰[53]等采用新安江模型对白云山水库的降雨资料进行水文预报,并对预报精度进行了评价,采用预报预泄方式进行了水库调度,提高了水库的防洪兴利效益。姜树海甲]等针对采用水文模型进行预报时所不可避免存在的预报误差的不确定性,采用入库流量的随机值作为洪水预报精度评价指标,建立了水库调洪演算随机模型,将预报风险转化为了预报调度风险,并且分析了洪水预报的精度对于水库洪水预报调度风险有何影响。因此在实际应用中,充分利用水文模型所预报的洪水信息进行水库调度不仅能够有效降低洪涝灾害,而且能够充分发挥水库作为水利工程重要的兴利防洪效益。
    1.3研究内容与技术路线
    1.3.1研究内容
    本次研究主要从水库设计规划阶段和实际运行阶段两方面出发,从考虑设计洪水不确定的情况以及考虑预报信息的不确定性出发,选择了汉江上游承担主要防洪任务的安康水库为研究对象,主要研究内容如下:
    (1) 考虑不确定性的设计洪水计算
    采用Copula联合分布函数建立年最大洪峰流量和年最大三日洪量的联合分布模型,以安康水库实测资料为例,选择皮尔逊III型分布、伽马分布、对数正态分布、广义极值分布、正态分布作为备选线型,采用综合评价指标评价各个线型的拟合程度,选择合适的边缘分布函数,然后进行Copula函数的优选,建立峰量联合分布模型,计算联合重现期、同现重现期、二次重现期下的联合设计值并与原设计值进行对比,采用同频率放大法放大以二次重现期为标准计算的联合设计值,并按照水库原防洪调度规则进行调度复核;采用蒙特卡洛对原始样本进行了重抽样,并对其进行了不确定性评估。
    (2) 考虑设计洪水不确定性的水库防洪风险分析
    汛限水位作为在汛期时重要的水库特征水位,如何调整汛限水位能够使水库在符合防洪标准的前提下发挥出足够的兴利效益,需要对不同方案下汛限水位的调整进行全面的评价,从而选择最优的汛限水位调整方案。因此针对样本抽样条件下的考虑不确定性的洪水设计值,结合安康水库现行的汛期洪水调度规则进行调洪演算,利用三角模糊数风险分析法计算不同汛限水位调整的风险率,确定风险程度,评估安康水库现行汛限水位动态控制域的风险。
    (3) 考虑预报不确定性的水库多目标防洪调度研究
    先对各个时刻的预报误差分布形式进行了描述,并采用标准正态分布描述各个时刻的预报入库分布,建立以Copula函数为连接函数的相邻时段联合分布模型,根据联合分布模型求解转移概率矩阵,将此概率矩阵作为随机性预报过程的描述,以此为输入条件,建立同时考虑水库自身安全以及下游防洪安全为目标的多目标随机防洪优化调度模型,并采用随机动态规划进行求解。以确定性过程作为输入,验证了多目标动态规划模型的有效性;以安康水库典型年过程为例,模拟不同时刻的预报入库分布函数,获得考虑不同目标偏好性的Parteo最优解及对应的调度规则,分析随机动态模型求解调度规则的合理性。
    1.3.2技术路线
    本次研究分别针对水库设计规划阶段和实际运行阶段两个方面,考虑其中存在的不确定性因素,进行水库防洪调度方式的探求。技术路线如图1-1所示:

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