流域水文預報建模及水庫群綜合運用方法研究.pdf

1、在水文學領域，水文預報及建模一直是研究的熱點問題。隨著大規(guī)模水庫的建設，對水文的時空分布規(guī)律產生了極大的影響，因此，對水文預報建模又提出了新的挑戰(zhàn)。洪水災害發(fā)生頻率高、破壞力強，是對人類危害最大的自然災害之一，特別是在中國，河流周圍人口密度大，洪水災害的破壞性更加顯著。另一方面，水利工程的建設帶來了巨大的經濟效益，然而，由于大壩阻隔效應的影響，嚴重影響了流域水文的自然節(jié)律，引發(fā)了一系列嚴重的生態(tài)問題。為此，本文圍繞我國長江流域梯級水電站

2、高效、穩(wěn)定、安全運行背景下高精度徑流預報和梯級水電站聯合優(yōu)化運行面臨的關鍵科學問題和技術難題，開展了多預報模型耦合預報方法、流域水文過程系統動力學建模、梯級防洪調度系統動力學建模以及多目標生態(tài)調度研究工作。論文創(chuàng)新成果概述如下：
　?。?）在研究新安江、API、水箱等水文預報模型建模原理和參數率定方法的基礎上，考慮不同物理背景下水文預報模型性能的局限性及其地域性特征，創(chuàng)新性的提出了一套實時校正與組合預報理論相結合的多模型耦合預報方

3、法，通過在向家壩站點開展實例研究，結果表明所提多模型耦合方法能提高預報精度，其中所提整體優(yōu)選參數耦合方法的效果較實時校正—組合預報耦合方法和組合預報—實時校正耦合方法效果更加突出，該方法有效提高了水文預報的精度，能夠應用于實際水文作業(yè)預報。
　　（2）闡述了系統動力學基本概念、建模原理及方法，明晰了系統動力學方法善于描述多變量、高階次、多回路、強非線性和復雜反饋關系的特點，針對流域降雨產流過程表現出的動態(tài)特性，分析了各變量之間的互

4、饋關系并用明確的微分方程式進行表征，提出了一種基于系統動力學方法模擬流域水文動力過程的水文預報建模方法，通過在柘溪流域進行實例研究，取得了不錯的預報效果，表明所建模型較為準確的反映了流域降雨產流過程的復雜機制，能夠較準確地模擬降雨產流動態(tài)過程，對拓展水文預報建模思路具有一定的借鑒作用。
　?。?）利用系統動力學方法分析了水庫防洪的動力過程，研究了梯級水庫群防洪系統各變量間的互饋關系，提出了基于系統動力學原理的梯級水庫群防洪調度建模

5、理論和風險分析方法，以溪洛渡-向家壩梯級水庫為例，通過模型模擬演算，研究了溪洛渡-向家壩梯級水庫群為宜賓市防洪所需預留庫容及其防洪庫容在兩庫之間的分配方式，進一步，選取超過水庫校核水位和下游防洪點超過安全流量的指標作為評價水庫安全運行的風險指標，考慮水庫預報來水的不確定性，進行了不同來水情景下的水庫防洪調度模擬，從而得到了水庫考慮洪水預報不確定性的防洪調度風險指標值，為水庫群防洪調度和風險分析提供了新的想法和思路。
　?。?）針對

6、長江中上游流域的地理概況、水文氣象特征和生境現狀，以宜昌站長系列歷史日徑流數據為基礎，采用IHA法計算了葛洲壩建壩前后宜昌站斷面各生態(tài)水文指標的變化程度，結合RVA法和Mann-Kendall趨勢檢驗法對各指標的變化程度進行了趨勢分析，研究了水庫調蓄影響下河流水文生態(tài)變化特征；另外，綜合分析了三峽梯級下游河道中水生生物中華鱘和四大家魚產卵所需生態(tài)流量和河流生態(tài)系統的需水量，搭建了面向河流水生生物資源保護的水庫群多目標生態(tài)調度模型，運行得