基于知識的桓仁水庫實時洪水預(yù)報方法應(yīng)用研究.pdf

1、洪水預(yù)報作為抵御洪水災(zāi)害和合理利用水能、水資源的重要非工程性措施，己經(jīng)在水庫汛期和非汛期調(diào)度決策中發(fā)揮著重要的作用。但是，隨著人口的不斷增長，工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們開始在上游修建中小型水庫、塘壩等蓄水工程，改變了流域產(chǎn)流的下墊面條件，導(dǎo)致水庫洪水預(yù)報原方案預(yù)報精度下降。因此，本文以桓仁水庫以上流域的洪水預(yù)報為背景，針對目前短期洪水預(yù)報方法在實際應(yīng)用中存在的問題，從產(chǎn)流的物理機(jī)制出發(fā)，通過分析流域徑流系數(shù)的變化，研究人類活動對產(chǎn)流變化

2、規(guī)律的影響，提高洪水預(yù)報精度，以指導(dǎo)水庫實時調(diào)度，發(fā)揮水庫的綜合利用效益。主要研究內(nèi)容和成果如下： (1)根據(jù)流域的特點，選擇適合流域的三種產(chǎn)流預(yù)報模型，即降雨徑流相關(guān)模型、新安江模型和大伙房模型，進(jìn)而對水文資料進(jìn)行可靠性分析，舍去資料中不合理的數(shù)據(jù)；利用優(yōu)化算法(遺傳算法)對新安江模型和大伙房模型的產(chǎn)流階段進(jìn)行參數(shù)率定，并用率定的參數(shù)對場次洪水進(jìn)行檢驗。三種模型的模擬和檢驗結(jié)果表明，不管采用何種模型，計算結(jié)果均不理想，模型參數(shù)

3、的檢驗合格率比模擬都低；預(yù)報凈雨比實際凈雨偏大，尤其是前期降雨量很少的場次洪水尤為明顯；另外，不合格的場次洪水幾乎不變，主要集中在第1場洪水。 (2)通過分析三種模型預(yù)報結(jié)果不理想的原因，認(rèn)為人類活動可能是影響桓仁水庫以上流域產(chǎn)流預(yù)報結(jié)果偏大或者精度偏低的主要因素。為進(jìn)一步驗證假定的合理性，論文首先針對降雨和徑流深的變化規(guī)律進(jìn)行了分析，結(jié)果表明徑流的減小受氣候變化影響較小，主要受到了人類活動的影響；其次，針對年徑流、汛期徑流和相

4、似場次洪水的徑流系數(shù)變化趨勢進(jìn)行了分析，結(jié)果表明徑流系數(shù)呈遞減趨勢，流域下墊面情況受到了人類活動影響而改變影響了汛期的徑流，從而一定程度上影響了產(chǎn)流規(guī)律，導(dǎo)致洪水預(yù)報精度的下降。 (3)為將分析結(jié)果可用于實際預(yù)報作業(yè)中，提高徑流預(yù)報精度，論文分析了場次洪水徑流形成影響因素及其對徑流的影響程度，總結(jié)和提煉形成用于指導(dǎo)預(yù)報作業(yè)的規(guī)則。基于規(guī)則，重新率定沒有受人類活動影響的模型參數(shù)，并將新的模型參數(shù)和規(guī)則用于檢驗1995～2003年的

5、13場場次洪水。結(jié)果表明，每種模型模擬和檢驗精度都有不同程度的提高，產(chǎn)流預(yù)報方案均達(dá)到了甲級方案。 (4)針對模型參數(shù)率定涉及多模型和多數(shù)據(jù)源問題，為減少重復(fù)工作量，方便模型參數(shù)的率定，本文采用接口通用設(shè)計、對象持久化等軟件開發(fā)技術(shù)，設(shè)計和開發(fā)了多預(yù)報模型參數(shù)率定系統(tǒng)。在同一平臺下，實現(xiàn)多數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)管理與維護(hù)、數(shù)據(jù)分析與處理、多種預(yù)報模型參數(shù)的人工試錯和自動優(yōu)選率定及評價。最后對全文作了總結(jié)，并對有待進(jìn)一步研究的問題進(jìn)行了討論