水庫防洪風(fēng)險(xiǎn)評估及水文序列變異影響的研究.pdf

1、洪水災(zāi)害是世界上最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，在我國發(fā)生頻繁且影響范圍廣泛。在被保護(hù)區(qū)域的河道上修建水庫，可以起到調(diào)節(jié)洪水、消減洪峰達(dá)到避免洪水災(zāi)害的目的。然而，隨著全球氣候變暖，人類活動的影響，洪水序列已經(jīng)發(fā)生變異，洪水發(fā)生規(guī)律與水庫調(diào)度規(guī)則產(chǎn)生偏差。水庫作為減少洪水災(zāi)害損失的工程措施，一旦遭遇特大洪水、地震等突發(fā)事件時(shí)，可能會發(fā)生危及安全的事故甚至壩體潰決，將會嚴(yán)重威脅下游生命、財(cái)產(chǎn)與環(huán)境的公共安全。本文以海河流域子牙河水系為背景，研究子牙

2、河水系干流和支流洪水遭遇情況，并對干支流設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行修正，研究崗南和黃壁莊梯級水庫遭遇突發(fā)事件時(shí)，如何通過水庫聯(lián)合應(yīng)急調(diào)度，降低下游保護(hù)區(qū)的洪災(zāi)損失。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：
　?、挪捎贸磕Ｐ蛯π∮X站和平山站洪水頻率進(jìn)行分析，假設(shè)洪水超定量年發(fā)生次數(shù)服從Poisson分布，超定量樣本服從GP分布。以小覺站洪峰頻率計(jì)算結(jié)果為例，對頻率計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析可以得出：基于GP分布的洪峰設(shè)計(jì)值與P-Ⅲ分布洪峰設(shè)計(jì)值略有差別，但均在誤差范圍

3、內(nèi)，可以采用該模型對海河流域洪水進(jìn)行頻率計(jì)算分析。
　?、埔隫on Mises分布擬合崗黃水庫干支流小覺和平山站洪水發(fā)生時(shí)間和時(shí)間間隔系列，采用三維Copula函數(shù)構(gòu)造洪水發(fā)生時(shí)間間隔和量級的聯(lián)合分布模型，計(jì)算崗黃水庫干支流洪水遭遇的風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)果顯示：相同量級組合時(shí)洪峰、最大3d洪量和最大6d洪量的遭遇風(fēng)險(xiǎn)依次增大；干支流洪量均為小于5a一遇，和洪量為小于5a一遇和5a~20a一遇組合的遭遇風(fēng)險(xiǎn)較大；干支流洪峰和洪量均為大于50a

4、一遇量級時(shí)遭遇的風(fēng)險(xiǎn)十分小。洪水遭遇風(fēng)險(xiǎn)需要結(jié)合梯級水庫調(diào)洪作用來盡量降低洪水遭遇給下游防護(hù)區(qū)帶來的洪災(zāi)損失，干支流洪水遭遇問題的研究可以為梯級水庫消峰錯峰調(diào)度、防洪調(diào)度規(guī)則的制定以及流域防洪規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。
　　⑶根據(jù)時(shí)間序列合成與分解的原理，采用統(tǒng)計(jì)的方法對環(huán)境變化條件下小覺站和平山站的設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行修正。通過對洪水系列的變異綜合分析可知：小覺站和平山站洪水系列分別在1982年和1978年發(fā)生突變變異。設(shè)計(jì)洪水修正的結(jié)果表明：

5、現(xiàn)狀環(huán)境條件下小覺站和平山站洪峰、最大3d洪量和最大6d洪量的均值以及設(shè)計(jì)值與環(huán)境條件變化前相比，均存在不同程度的減小。這種變化結(jié)果可以降低水庫防洪風(fēng)險(xiǎn)，但對水資源短缺的現(xiàn)狀極為不利。
　?、炔捎肁R(1)對設(shè)計(jì)洪水修正前后崗南和黃壁莊水庫入庫洪水過程進(jìn)行模擬，應(yīng)用MC法計(jì)算梯級水庫漫壩概率。分別對設(shè)計(jì)洪水修正前后崗南水庫出現(xiàn)險(xiǎn)情和黃壁莊水庫出現(xiàn)險(xiǎn)情兩種情況下梯級水庫聯(lián)合應(yīng)急調(diào)度結(jié)果做風(fēng)險(xiǎn)分析，結(jié)果表明：在合理的應(yīng)急調(diào)度模式下，突