大宁水库汛限水位动态控制方案及风险研究

发布时间：2017-10-12 09:36

  本文关键词：大宁水库汛限水位动态控制方案及风险研究

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【摘要】：北京作为海河流域的一座典型北方城市,水资源先天不足,加之近年来北京市人口和城市规模的扩张,对这个世界闻名的特大型城市的水资源承载力提出了巨大的挑战。为解决北京市严重缺水的状况,国家建设了南水北调中线工程,该工程的建成为北京市提供了重要的水资源保证。大宁水库作为北京市南水北调工程的重要调节水库,应用汛限水位动态控制方法,在可控风险条件下充分发掘其调蓄能力,最大限度地利用好南水北调来水,具有重要的实际价值。汛限水位是水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位,也称为防洪限制水位。其在《中华人民共和国防洪法》中确定了法定地位,对水库防洪安全和兴利效益的发挥起着极其重要的作用。我国水库的汛限水位大多以年最大设计洪水为防洪调度依据,采用固定汛限水位,这种方法在过去雨水情预报体系不健全,预报手段不先进的条件下,是偏于安全的设计方式,但也因此使水库处于超标准安全状态,水资源得不到充分利用。随着科技水平的不断进步和发展,洪水预报调度方法研究的不断深入,雨水情预报信息的精度不断提高,现已达到了可利用的水平;现代化的洪水预报及调度系统、闸门自动化控制系统及先进的通讯系统的建设都为洪水预报调度提供了强有力地保证,因此对水资源实现更为精细科学的动态控制具备了运行条件。根据降雨和洪水预报信息,利用动态控制理论,分析了水库水位的动态控制方法。以大宁水库为例,利用预泄流量法确定水库汛限水位的动态控制范围。采用预蓄预泄法分析了水库实时调度过程中的汛限水位决策值。在对汛限水位动态控制过程中的各种风险因素及其主要成因进行分析的基础上,结合大宁水库实际工况,选用P-Ⅲ型分布曲线计算出水库汛限水位动态控制方案的极限风险率,对风险进行定量分析,为风险决策提供依据。并根据汛限水位动态控制过程中的风险特征提出针对性的预防措施。根据多水源联合调度模型对水库汛限水位动态控制及原静态控制条件下的系统供水成本进行对比分析,量化出汛限水位动态控制方案的社会及经济效益。根据风险和收益的对比分析,可以得出在现有预报条件下,大宁水库可在不增加风险的情况下进行汛期常水位蓄水的控制方案。
【关键词】：汛限水位 预泄流量法 预蓄预泄法 风险研究
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV697.13
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 论文研究的背景和意义8-9
• 1.2 研究现状和发展趋势9-14
• 1.2.1 水库汛限水位动态控制方法的研究现状9-13
• 1.2.2 水库汛限水位动态控制风险研究综述13-14
• 1.2.3 水库汛限水位动态控制方法及风险研究的发展趋势14
• 1.3 论文总体思路和主要内容14-17
• 1.3.1 总体思路14-15
• 1.3.2 主要内容15-17
• 第2章 大宁水库汛限水位动态控制的现状条件分析17-30
• 2.1 永定河流域防洪现状分析17-22
• 2.1.1 流域工程概况17-18
• 2.1.2 流域水文特性18-22
• 2.2 大宁水库基本情况分析22-25
• 2.2.1 大宁水库工程情况分析22-24
• 2.2.2 大宁水库调度规则综述24-25
• 2.3 大宁水库汛限水位动态控制的必要性分析25-26
• 2.4 大宁水库汛限水位动态控制的可行性分析26-29
• 2.4.1 汛限水位动态控制需具备的条件26
• 2.4.2 洪水预报信息在汛限水位动态控制中的可行性分析26-28
• 2.4.3 降雨预报信息在汛限水位动态控制中的可行性分析28-29
• 2.5 小结29-30
• 第3章 大宁水库汛限水位动态控制方案研究30-39
• 3.1 水库汛限水位动态控制域的确定30-32
• 3.1.1 水库汛限水位动态控制域上限值的确定30-31
• 3.1.2 水库汛限水位动态控制域下限值的确定31-32
• 3.2 实时调度过程中汛限水位动态控制方案研究32-38
• 3.2.1 实时调度过程中汛限水位动态控制方法32-33
• 3.2.2 大宁水库实时调度过程中汛限水位动态控制规则研究33-34
• 3.2.3 实时调度过程中汛限水位动态控制计算34-38
• 3.3 本章小结38-39
• 第4章 水库汛期限制水位动态控制的风险及效益分析39-55
• 4.1 水库汛期限制水位动态控制的风险分析39-48
• 4.1.1 风险的内涵39-40
• 4.1.2 汛限水位动态控制过程中的风险研究40-42
• 4.1.3 汛限水位动态控制方案极限风险率计算方法综述42-45
• 4.1.4 大宁水库汛限水位动态控制过程中的风险分析45-48
• 4.1.5 降低或规避大宁水库汛期防洪风险的几点措施48
• 4.2 水库汛限水位动态控制收益分析48-53
• 4.2.1 北京市水源配置概况48-50
• 4.2.2 基于多水源联合调度模型的效益分析50-52
• 4.2.3 大宁水库动态控制效益分析52-53
• 4.3 本章小结53-55
• 第5章 总结与展望55-57
• 5.1 总结55
• 5.2 展望55-57
• 参考文献57-61
• 致谢61-63
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果63

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本文编号：1017985