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中国不仅是世界上水资源极为短缺的国家,也是洪涝灾害频发、洪灾损失严重的国家。由于水资源的进一步开发,已经对洪水的时间、空间分布造成了巨大的变化,原有的防洪体系已经不能有效得应对新形势下的洪水情况。同时又由于中国城市化进程的加速,在尽量减少工程措施的基础上,对流域防洪也提出了更高的要求。因此,如何有效提高流域防洪能力,特别是如何充分发挥非工程措施作用,对解决中国长期洪涝灾害频发问题具有十分重要的意义。
水库防洪优化调度主要是研究水库在洪水期调度决策的优化技术。随着数学规划理论的日渐完善,计算机软硬件技术和决策支持系统的发展,使复杂的计算成为可能,模型的近似程度明显提高,优化模型更接近于实际情况。遥测遥感、水文模拟技术的应用使得水文预报在短期及中长期预报上都有了长足的进步。所有这些,均为水库防洪优化调度提供了一个良好的先决条件。
在广泛阅读、分析前人关于水库防洪优化调度研究成果的基础上,本次研究建立了鄞江上游串联水库优化调度模型,给出了20年-遇情况下串联水库的防洪调度方案,为从非工程措施上提高流域防洪能力提供了依据。
1.详细分析了鄞江流域以及奉化江流域的水利工程状况和防洪能力现状,为了提高计算精度,将水文计算扩展到了整个奉化江流域。对奉化江流域进行了暴雨分区和产流分区,计算得出了流域内38个山区分区各频率下的洪峰流量,并经过汇流计算将其作为进入平原河网的节点流量。
2.通过2000年桑美台风对海河平原河网水利模型进行验证和校核,利用该水利模型模拟了20年-遇下的平原水位变化状况,求得了平原各节点在洪水期的最高水位,并选取其中的26个特征点绘制奉化江流域平原等水位线图,同时也根据模型计算结果绘制了洪水灾害分区图。
3.系统论述了水库防洪优化调度模型的基本理论,并对防洪优化方法进行了探讨,以减小下游防洪点最大洪峰流量为目标,建立了鄞江上游串联水库优化调度模型。讨论、阐述了选择逆序的动态规划方法的合理性和计算步骤,并调用Matlab软件进行编程求解,得到了上游串联水库优化调度方案,并对优化成果进行分析,为洪水期水库防洪调度提供了依据。
4.从自然因素角度,分析了研究区影响洪水形成的主要因子为降雨因子、地形因子和河网因子。根据各因子的实际情况,确定了影响度的划分标准,最后将三个因子的影响度进行叠加,得出了研究区洪水危险性评价图,对研究区的防洪工作安排具有一定的指导作用。