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一种耦合气象-水文不确定性的水库汛限水位动态控制风险分析方法技术

技术编号:26891939 阅读:47 留言:0更新日期:2020-12-29 16:11
本发明专利技术公开了一种耦合气象‑水文不确定性的水库汛限水位动态控制风险分析方法,包括以下步骤:基于两阶段预报预泄法,计算确定性汛限水位动态控制域;收集、整理数据资料,获取风险源样本系列数据进行分布拟合;推导出总超蓄水量的分布密度函数,计算分布参数;定义和计算超蓄风险,进行风险评估与决策。本发明专利技术提出了耦合气象‑水文不确定性的水库汛限水位动态控制风险分析模型,将数值天气预报信息应用于汛期洪水资源利用中,提高了洪水资源利用潜力;建立了预报预泄法风险分析模型,在实时调度中为决策者提供风险决策信息指导,制定合理可行的洪水资源利用策略。

【技术实现步骤摘要】
一种耦合气象-水文不确定性的水库汛限水位动态控制风险分析方法
本专利技术涉及水利工程领域中的水库洪水资源化调度决策技术,具体涉及一种耦合气象-水文不确定性的水库汛限水位动态控制风险分析方法。
技术介绍
为保障防洪安全,水库汛期蓄水不得超过设计汛限水位,称为“汛限水位静态控制”模式。汛限水位静态控制时刻以全部防洪库容迎接设计洪水、校核洪水等小概率事件,虽然在一定程度上保障了防洪安全,但经常导致洪水过后水库无水可蓄,影响兴利效益的发挥。研究在防洪安全、经济可行、生态友好的前提下通过水库蓄滞洪水并将其转化为可供利用的水资源,是协调水库汛期防洪与兴利矛盾的重要举措。汛期分期是洪水资源利用的关键方法之一。根据汛期年际和年内的变化规律,将原来的主汛期一分为二或一分为三,各期采用不同的汛限水位。相较于汛限水位静态控制,分期汛限水位可以在不降低水库防洪标准的前提下进行水库洪水资源化调度,有利于提高水库的经济效益,但此方法仍未能结合实时预报信息,不能解决实时调度中防洪与兴利关系的协调转化。随着科学技术的飞速发展,计算机、雷达和卫星等先进技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耦合气象-水文不确定性的水库汛限水位动态控制风险分析方法,其特征在于,包括以下步骤:/nS1、基于两阶段预报预泄法,计算确定性汛限水位动态控制域;/nS2、收集、整理数据资料,获取风险源样本系列数据进行分布拟合;/nS3、推导出总超蓄水量的分布密度函数,计算分布参数;/nS4、定义和计算超蓄风险,进行风险评估与决策。/n

【技术特征摘要】
1.一种耦合气象-水文不确定性的水库汛限水位动态控制风险分析方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、基于两阶段预报预泄法,计算确定性汛限水位动态控制域;
S2、收集、整理数据资料,获取风险源样本系列数据进行分布拟合;
S3、推导出总超蓄水量的分布密度函数,计算分布参数;
S4、定义和计算超蓄风险,进行风险评估与决策。


2.根据权利要求1所述的耦合气象-水文不确定性的水库汛限水位动态控制风险分析方法,其特征在于,步骤S1具体为:
在两阶段预报预泄法中,超蓄水量通过兴利用水和防洪预泄消减,设预报的无雨天数为d,洪水预报的有效预见期为τ,在无雨期预报和洪水预报都十分精确的前提下,上限超蓄水量的计算公式表示为:



其中,W为上限超蓄水量;qm为水库兴利用水流量;Qin(t)为退水段入库流量;α为安全泄量折扣系数,α<1;qs为水库下游安全泄量;Qfl(t)为后续发生的洪水初期入库流量;△t1为无雨预报时段长;△t2为洪水预报时段长;
预报预泄法所依据的无雨期预报和洪水预报都存在误差,反映在上述公式中即为:d、Qin(t)、Qfl(t)具有不确定性,看作随机变量;由于退水预报精度一般较高,忽略其不确定性影响,故只考虑d、Qfl(t)的不确定性;对于兴利预泄阶段,退水段入库流量Qin(t)已小于qm,此时退水流量一般变化都比较稳定,在有限时段d内不同时长的滑动平均值差别较小,为简化不确定性计算,将预报无雨天数d内的退水段入库流量均化为上述公式转化为:





3.根据权利要求1所述的耦合气象-水文不确定性的水库汛限水位动态控制风险分析方法,其特征在于,步骤S2包括以下步骤:
S21、连续无雨日的不确定性描述;
采集交互式全球大集合预报系统TIGGE的历史降雨预报成果,定义无雨期预报误差△d为实际无雨天数与预报无雨天数的差值;若△d=0,则无雨期预报准确;当△d<0,即出现负偏差△d-,以表示预报无雨天数,则△d>0,即出现正偏差△d+,现实中降雨预报预见期Td有限,即应满足自然连续无雨天数可能会远超Td,实际计算中,取最长自然连续无雨天数为dm,则令min(△d-)=d1,max(△d+)=d2,则△d∈[d1,d2];
为协调误差密度曲线的峰值和离散度,并适应△d的厚尾特性,改进的截断高斯分布,如下式:



其中,f(△d)为△d的分布密度函数;A、△dc、ω、y0为分布参数;
S22、洪水预报不确定性描述;
在预报无系统偏差的条件下,认为t时段,t≤τ,洪水预报相对误差ε(t)服从正...

【专利技术属性】
技术研发人员:卢庆文钟平安徐斌朱非林杨敏芝刘为锋马昱斐肖尧
申请(专利权)人:河海大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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