金沙江下游梯级水库汛期运行水位协同浮动调度研究

为验证梯级水库汛期运行水位协同浮动调度模型方法的合理性与普适性,在金沙江流域开展实例分析。首先考虑洪水预见期变化,应用动态多目标算法高效求解调度模型;然后评价汛期运行水位协同浮动调度的风险与效益;最后推求乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝水库的汛期运行水位协同浮动关系。研究结果表明：相比年汛限水位静态控制调度方案,梯级水库汛期运行水位协同浮动调度方案在不增加防洪风险前提下,各水库汛期运行水位均可适当抬升,汛期多年平均发电量和电站弃水减少量的最高值(改善率)可达1071亿kWh(11.1%)和649亿m³(14.3%),有效提高了洪水资源利用水平,综合效益巨大。     

基于贝叶斯模型加权平均方法的水文模型不确定性分析

贝叶斯模型加权平均（BMA）方法是通过综合几个模型预报值的后验分布来推断预报量的更可靠概率分布分析工具。它不仅能提供一个综合的预报值,还能提供一个综合的预报区间。本文采用3个水文模型,统一用SCE-UA算法率定参数,得到3组不同的预报值用于BMA方法的综合,着重分析比较BMA和单个模型的预报不确定性区间,来检验贝叶斯模型加权平均方法是否能提高预报的可靠性。结果表明,BMA方法不仅能提高预报精度,还能推求出性质更为优良的预报区间,提高预报的可靠性。     

丹江口库周区人工神经网络洪水预报模型研究

丹江口水库库周区洪水入库方式多样,入库过程难以观测,采用传统模型对库周区洪水进行预报的精度较低.运用人工神经网络模型的基本原理,针对库周区洪水汇流历时短,所需预见期较短,对预报精度要求较高的特点,建立了可以灵活调整预见期的基于人工神经网络的库周区洪水预报模型.模型采用权重自适应算法,不需要单独的误差校正模型,结构较为简洁.选取1996～1999年汛期资料作为率定期资料,以2000～2001年的资料作为检验期资料,获得了较高的模拟和预报精度.当预见期为1个时段时,模型率定期和检验期的确定性系数分别为97.3%、94.9%,水量平衡系数分别为0.997、0.996,总的洪峰合格率达到95.83%.     

融合马尔科夫链-蒙特卡洛算法的改进通用似然不确定性估计方法在流域水文模型中的应用

本文在Blasone研究工作的基础上,进一步提出了基于马尔科夫链-蒙特卡洛算法的改进通用似然不确定性估计方法(Markov Chain_Monte Carlo based Modified Generalized Likelihood Uncertainty Estimation,MMGLUE)。该方法结合近年来被广泛用于推求参数后验分布的MCMC方法,对基于Monte Carlo随机取样方法的传统GLUE方法进行改进,并以预测区间性质最优为标准,对可行参数组阈值进行判断与选择,提出了衡量预测区间对称性的标准,并就预测区间性质与可行参数组个数的相关关系进行了探索。在汉江玉带河流域的实例研究证明,MMGLUE方法较传统的GLUE方法能够推求出性质更为优良的预测区间,从而更真实合理地反映水文模型的不确定性。     

基于风险分析的大坝设计洪水标准研究

在分析和评价传统大坝设计洪水标准的基础上，详细探讨了基于风险分析确定大坝防洪安全标准和设计洪水标准的方法，建立了可接受风险水平约束下的大坝防洪安全标准的风险决策模型，初步解决了风险分析中生命损失不宜货币量化的问题。建议我国把基于风险分析的设计洪水标准作为防洪标准规范的使用参考。     

改进的GLUE方法在水文模型不确定性研究中的应用

将近年来广泛应用于推求参数后验分布的MCMC方法，对基于蒙特卡洛随机取样方法的传统的GLUE方法进行了改进。采用两参数月水量平衡模型对改进的GLUE方法进行验证，结果表明：改进的GLUE方法可以有效地提高预测区间的置信度，并且推导的后验分布与实际情况更为吻合。     

设计洪水计算方法研究进展与评价

设计洪水是确定水利工程建设规模及制定运行管理策略的重要依据,国内外已经开展了大量深入的研究。本文系统总结了国内外洪水频率分析方法,包括抽样方法、分布线型、经验频率公式、参数估计方法、设计洪水过程线、历史洪水、区域洪水频率、PMP/PMF、分期和梯级水库设计洪水等方面的研究进展,重点阐述了中国近30年来的主要研究成果,并讨论了存在的主要问题和不足。从四个方面归纳了当前设计洪水研究的前沿与热点问题:即多变量设计洪水计算、非一致性洪水频率分析、基于水文物理机制的洪水频率分析和设计洪水不确定性研究,并展望了中国设计洪水计算未来的研究重点和方向。     

基于基流退水过程的非一致性枯水频率分析

枯水流量频率研究在水资源管理中具有重要作用。在气候变化和人类活动的影响下,水文极值序列的频率分布随时间变化。近年来,非一致性水文系列频率分析作为一项新课题逐渐被水文学者重视和研究。非一致性序列的频率计算方法主要集中于洪水和年径流,而对枯水频率研究不足。本文探讨了流域基流退水和降雨特征对河道枯水流量的重要影响,并通过结合基流退水分析和广义回归模型,研究了基于基流退水过程的非一致性枯水频率分析方法。以渭河为实例,结果表明:以流域退水参数和降雨参数为协变量的非一致性模型更好地描述了渭河华县站枯水流量分布特征的变化;渭河华县站枯水流量总体呈减少趋势,主要原因是基流退水速率加快、日平均降雨深减少以及降雨事件平均时间间隔增加。研究成果对变化环境下水资源供水设计管理、河流生态系统保护以及旱灾风险管理等问题具有实践意义。     

基于两变量分布的峰量联合分析

采用Gumbel 逻辑模型建立基于超定量取样的两变量联合分布,利用所建立的联合分布,给出了条件频率和两种两变量重现期的计算方法。以隔 河岩水库坝址洪水研究为例,分析了当洪峰超过其某一频率的设计值时,各不同频率的设计 洪量发生的条件频率,并对同频率设计值组合的两变量重现期进行了计算。研究表明在推求 设计洪水过程线时,洪峰和洪量同频率的假定并不是过于偏保守,甚至还存在一定的风险, 作为设计方法中的假定,具有一定的合理性。