不同防洪标准水库群实时洪水的风险调控模型研究

在不显著改变不同防洪标准水库原有防洪调度规则的前提下进行洪水风险联合调控，发挥上游干支流水库对中下游的防洪作用、解决汛末梯级水库间的竞争性蓄水和累积影响问题，存在许多技术和风险协调问题值得研究。针对该问题提出了"不同防洪标准水库群实时洪水的风险调控模型研究"这一课题。该课题以长江三峡水库及其上游干支流防洪控制性水库群为研究对象，采用水文科学、水动力学、数学优化技术、风险科学、计算机技术等多学科交叉的研究方法，研究基于不同防洪标准水库防洪调度规则的风险均衡控制指数、建立风险均衡指数控制的汛期分期库群多目标实时防洪调度模型、分析模型不同计算方法的寻优机理。以揭示汛期不同防洪标准库群联合调度的风险转移与调控规律，提出更为可靠的风险分担模式，增加库群的汛末蓄满保证率，为实现库群联合防洪调度的风险管理提供理论基础和方法体系。

本项目研究对象为长江干支流防洪控制性水库群，在不显著改变不同防洪标准水库原有防洪调度规则的前提下进行洪水风险联合调控，为保障防洪安全提供基础理论和科学支撑。.通过分析三峡上游干支流控制性水库形成后面临的防洪问题，按照上游水库水库单独拦蓄和上游干支流水库共同拦蓄时的防洪库容投入比例，确定上游水库拦蓄对流域防洪库容投入量的影响系数值，提出汛期水库群预留防洪库容总量及分配方式，揭示不同防洪标准水库防洪调度规则的动态风险分担机制。.水库进行洪水调度时，对常规防洪调度规则的合理性描述不足而限制了其应用的问题，根据水库不同防洪对象的精细程度要求，结合预见期内水库预报最大洪水和实时水位，拟定分级防洪预报调度规则，建立带有惩罚机制的防洪调度规则参数优化模型，并提出改进遗传算法求解该模型，即通过混沌算法、混沌变异操作与适应度差值进化改善初始种群质量、提高算法局部与全局搜索能力，实现参数控制的防洪预报调度规则。.三峡水库汛末能否顺利蓄水至正常蓄水位关系到长江中下游的用水安全，由于三峡上游众多梯级水库也是从汛末开始蓄水，将与三峡水库产生竞争性蓄水问题，为了使三峡水库顺利蓄水和最大程度保证上游各梯级电站的经济效益，在分析长江上游干支流水库汛末蓄水对三峡水库蓄水影响的基础上，根据水能价值原理，提出了不影响三峡水库蓄满的上游水库群蓄水分配方法。解决汛末水库之间的竞争性蓄水问题，揭示流域水文同步性下水库群的蓄水分配机制。.针对水库未来入流的随机性、用水目标的不确定性、以及水库调度方法的不同而导致水库调度结果的随机性质，运用蒙特卡罗法和拉丁超立方抽样法，计算不同精度降雨不确定性传播过程的实时防洪调度风险，提出水库多目标的可靠性、回弹性、脆弱性与防洪风险之间的相关关系，建立综合利用水库调度模型的调度性能风险评价指标体系。从洪水风险的产生、传播到防洪调度这样一个整体揭示库群洪水风险转移与调控规律，为库群联合防洪调度的风险调控提供新的理论与方法。