水庫(kù)群防洪調(diào)度防洪庫(kù)容優(yōu)化分配模型研究與應(yīng)用.pdf

1、洪水災(zāi)害是我國(guó)常見(jiàn)的嚴(yán)重自然災(zāi)害之一。經(jīng)過(guò)幾十年的水利工程建設(shè)，各大流域上以水庫(kù)群為主體的防洪調(diào)度工程已初具規(guī)模。但是，由于各水庫(kù)設(shè)計(jì)防洪庫(kù)容大小、防洪調(diào)度運(yùn)行方式、空間地理位置等自身?xiàng)l件的限制，運(yùn)用單一水庫(kù)進(jìn)行防洪調(diào)度是難以抵御大洪水的。隨著水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度技術(shù)的發(fā)展，水庫(kù)群聯(lián)合防洪調(diào)度已成為實(shí)現(xiàn)流域防洪安全的有效手段。在汛期充分利用水庫(kù)群的空間補(bǔ)償作用攔滯洪水，可有效提高下游共同保護(hù)區(qū)域的防洪安全。因此，尋求合理的水庫(kù)群防洪庫(kù)容優(yōu)化分

2、配方法，充分發(fā)揮水庫(kù)間的協(xié)同作用，是防洪調(diào)度中面臨的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。本文主要針對(duì)水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度防洪庫(kù)容優(yōu)化分配問(wèn)題，以長(zhǎng)江上游水庫(kù)群系統(tǒng)為例展開(kāi)研究，主要工作和創(chuàng)新性成果如下：
　　首先，為了解決水庫(kù)群防洪調(diào)度過(guò)程中各水庫(kù)庫(kù)容使用不均衡問(wèn)題，提出了同步蓄水調(diào)度策略，構(gòu)建了同步蓄水的防洪庫(kù)容優(yōu)化分配模型，運(yùn)用線性規(guī)劃進(jìn)行求解，以長(zhǎng)江上游水庫(kù)群系統(tǒng)為研究對(duì)象，計(jì)算結(jié)果表明相比常規(guī)的超標(biāo)洪量最小策略，同步蓄水策略能夠統(tǒng)籌水庫(kù)群，使每個(gè)水庫(kù)

3、所承擔(dān)的防洪風(fēng)險(xiǎn)趨于一致。其次，針對(duì)線性安全度策略在調(diào)度中會(huì)出現(xiàn)單個(gè)水庫(kù)的庫(kù)容使用率高導(dǎo)致防洪風(fēng)險(xiǎn)較大的問(wèn)題，提出了安全度與庫(kù)容使用率的非線性函數(shù)關(guān)系式，構(gòu)建了水庫(kù)群非線性安全度最大的防洪庫(kù)容優(yōu)化分配模型，運(yùn)用PO A算法求解，該策略可使安全度下降速率隨庫(kù)容比例變化而改變，實(shí)例計(jì)算結(jié)果表明該策略可以兼顧水庫(kù)群與單個(gè)水庫(kù)的安全度情況。再次，為了解決傳統(tǒng)的聚合分解模型無(wú)法分配串聯(lián)水庫(kù)中上下游水庫(kù)來(lái)水量的問(wèn)題，增加了針對(duì)串聯(lián)水庫(kù)的同步蓄水規(guī)則

4、，引入了非線性安全度目標(biāo)，構(gòu)建了聚合分解的混聯(lián)水庫(kù)群防洪庫(kù)容優(yōu)化分配模型，運(yùn)用精英變異粒子群優(yōu)化算法對(duì)聚合水庫(kù)調(diào)度函數(shù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，再通過(guò)分解子模型得到每個(gè)水庫(kù)的出庫(kù)流量，實(shí)例計(jì)算結(jié)果表明改進(jìn)后的混聯(lián)水庫(kù)群聚合分解模型，在保證水庫(kù)安全的前提下可有效降低防洪控制站的超標(biāo)洪量。最后，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了水庫(kù)群防洪調(diào)度系統(tǒng)，集成了上述三種模型，該系統(tǒng)能夠快速得到計(jì)算結(jié)果，用戶(hù)可以通過(guò)瀏覽器為決策者提供及時(shí)的信息，將該系統(tǒng)運(yùn)用在長(zhǎng)江上游水庫(kù)群實(shí)例中，為