混聯(lián)水庫群防洪調(diào)度管理理論與方法研究.pdf

1、水庫是河流綜合開發(fā)治理中普遍采用的有效工程措施。利用水庫調(diào)蓄洪水、削減洪峰,對提高江河防洪標(biāo)準(zhǔn),減輕或避免洪水災(zāi)害,起著十分重要的作用。近幾年,我國水資源短缺與洪水災(zāi)害頻繁出現(xiàn),以生態(tài)環(huán)境保護(hù)為目標(biāo)的水庫生態(tài)調(diào)度越來越引起社會各界人士的注意,防洪調(diào)度難以滿足現(xiàn)在各方面需求的局面日益凸顯,因此,深入研究混聯(lián)水庫群防洪調(diào)度管理對我國水資源可持續(xù)利用,減少自然災(zāi)害,促進(jìn)社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要的意義。本文以混聯(lián)水庫群防洪系統(tǒng)為研究對象

2、,以對洪水預(yù)報與防洪調(diào)度管理為前提,應(yīng)用相關(guān)智能算法、風(fēng)險分析和可拓學(xué)等方法理論,深入探討了混聯(lián)水庫群防洪調(diào)度管理中的運(yùn)行優(yōu)化、風(fēng)險分析、方案決策和生態(tài)調(diào)度等問題,并取得了如下成果:
　　 (1)改進(jìn)了洪水預(yù)報技術(shù)及參數(shù)優(yōu)選方法。從洪水成因、水文模型及參數(shù)優(yōu)選方法入手,在馬斯京根模型參數(shù)估計問題中,引進(jìn)絕對殘差絕對值和最小準(zhǔn)則,直接優(yōu)選流量演算系數(shù),且結(jié)合遺傳算法的原理步驟及算法本身的參數(shù)優(yōu)化特性,提出了馬斯京根模型參數(shù)估計自適

3、應(yīng)加速遺傳算法。
　　 (2)建立了混聯(lián)水庫群防洪優(yōu)化調(diào)度模型與方法。論文梳理了單庫單目標(biāo)防洪調(diào)度模型和梯級水庫群多目標(biāo)防洪調(diào)度模型,以水庫群下游控制點(diǎn)的最人過流量最小和水庫群最大泄流量最小為系統(tǒng)目標(biāo),考慮防洪控制點(diǎn)的重要程度和水庫群的運(yùn)行模式,建立了防洪調(diào)度管理優(yōu)化多目標(biāo)集成模型；并對上述模型運(yùn)用快速非支配分類遺傳算法(NSGA-Ⅱ)求解。實(shí)例計算表明,該模型和求解方法方便實(shí)用,可快速獲得多組非劣解,構(gòu)成非劣解集,不僅為復(fù)雜混

4、聯(lián)水庫群聯(lián)合防洪優(yōu)化調(diào)度提供了一條有效的解決途徑,而且也為防洪系統(tǒng)的調(diào)度管理決策提供充分的依據(jù)。
　　 (3)提出了能夠有效解決混聯(lián)水庫群防洪調(diào)度管理中風(fēng)險分析的方法。綜合考慮水庫群下游防洪安全和水庫群本身的防洪風(fēng)險,建立了混聯(lián)水庫群防洪調(diào)度管理風(fēng)險分析模型；模型采用Monte Carlo模擬與“逼近于理想解的排序方法(TOPSIS)”相結(jié)合的方法進(jìn)行求解,比較全面地描述了防洪系統(tǒng)的風(fēng)險特征,為混聯(lián)水庫群防洪調(diào)度風(fēng)險分析提供了一

5、種有效的方法。
　　 (4)拓展了混聯(lián)水庫群防洪調(diào)度管理多目標(biāo)決策理論與方法。論文首先論述了現(xiàn)有各種評價決策方法,結(jié)合混聯(lián)水庫群防洪調(diào)度的特點(diǎn)把信息熵方法引入權(quán)重計算,客觀地反映方案集中具體數(shù)據(jù)對決策的貢獻(xiàn)度,并利用可拓學(xué)在描述事物時能夠?qū)⒉煌问奖硎龅囊蛩亟M合并能夠概括它們的全體特征的優(yōu)點(diǎn),建立了基于可拓學(xué)理論的防洪調(diào)度方案評價方法,為對水庫群防洪調(diào)度管理可行方案集進(jìn)行評估分析、尋求滿意實(shí)施方案提供了有效的解決途徑。
　

6、　 (5)探討了水庫生態(tài)調(diào)度模型與方案優(yōu)選。針對大型水庫運(yùn)行方式的特點(diǎn),建立了兼顧社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益的多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行模型,以期能提高水庫的綜合效益；同時,對排污權(quán)市場的制度建設(shè)進(jìn)行了初步的設(shè)計,從交易的主體、交易的標(biāo)的以及交易的規(guī)范管理等角度出發(fā),分析了排污權(quán)交易市場的主要交易原則,結(jié)合水市場中的排污權(quán)交易實(shí)際,提出了一種基于協(xié)商模式的交易模型,并給出了各種情況下的優(yōu)化解。
　　 (6)構(gòu)建了混聯(lián)水庫群防洪調(diào)度管理決策支持系