長江上游干支流水庫群聯(lián)合防洪調(diào)度研究.pdf

1、長江流域是我國重要的戰(zhàn)略水源地，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，流域內(nèi)暴雨活動頻繁，洪澇災(zāi)害分布十分廣泛，特別是長江中下游平原地區(qū)最為頻繁嚴(yán)重。全面建成小康社會和長江經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)對長江流域防洪安全的要求越來越高，隨著《長江流域綜合規(guī)劃（2012~2030）》（以下簡稱《規(guī)劃》）的實(shí)施，促成了長江上游一批控制性水庫相繼建成投運(yùn)，為實(shí)現(xiàn)長江上游干支流水庫群聯(lián)合防洪調(diào)度創(chuàng)造了有利條件；同時(shí)長江上游水庫群規(guī)模日趨龐大、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)日漸復(fù)雜，也給水庫群聯(lián)合防洪調(diào)度帶

2、來了極大的挑戰(zhàn)。流域水庫群聯(lián)合防洪調(diào)度是一個(gè)具有多目標(biāo)、高維度和強(qiáng)耦合等特性的復(fù)雜優(yōu)化調(diào)度問題，現(xiàn)階段對于長江上游干支流水庫群聯(lián)合防洪調(diào)度還有巨大的研究空間。為此，本文針對長江上游支流眾多，洪水組成復(fù)雜，長江中下游地區(qū)防洪壓力大，而控制性水庫防洪目標(biāo)多元化的防洪特性，以流域整體防洪安全為目標(biāo)，對長江上游干支流水庫群聯(lián)合防洪調(diào)度進(jìn)行了深入研究。研究工作的主要內(nèi)容和創(chuàng)新性成果如下：
　?。?）全面考慮川江河段各防洪保護(hù)對象的防洪需求，

3、建立了溪洛渡和向家壩梯級（以下簡稱“溪-向梯級”）配合三峽水庫聯(lián)合防洪調(diào)度模型，探究了長江干流水庫群聯(lián)合防洪調(diào)度對三峽水庫入庫洪水的調(diào)節(jié)作用，以及對長江中下游地區(qū)的防洪效益。針對聯(lián)合防洪調(diào)度模型求解中動態(tài)規(guī)劃算法不能進(jìn)行馬斯京根河道演進(jìn)，而其改進(jìn)算法易陷入局部最優(yōu)解的問題，本文提出了基于改進(jìn)動態(tài)規(guī)劃的兩階段優(yōu)化算法對模型進(jìn)行求解，能夠較好的克服上述問題。研究結(jié)果表明，溪-向梯級配合三峽水庫聯(lián)合調(diào)度在保證川江河段防洪安全的前提下，對三峽水

4、庫入庫洪水的滯洪削峰效果顯著，能釋放三峽水庫防洪庫容，大大提升其調(diào)洪能力與靈活性，有效減少長江中下游地區(qū)分洪量，減輕其防洪壓力。
　　（2）為充分利用三峽水庫防洪庫容，提高長江中下游地區(qū)防洪安全，建立了三峽水庫多目標(biāo)防洪優(yōu)化調(diào)度模型。綜合考慮荊江河段與城陵磯地區(qū)防洪需求，該模型以荊江河段分洪量最小為第一目標(biāo)、以城陵磯地區(qū)分洪量最小為第二目標(biāo)、以三峽水庫下泄流量平方和最小為第三目標(biāo)，模型求解時(shí)依次尋優(yōu)。經(jīng)過對多個(gè)典型年設(shè)計(jì)洪水的計(jì)算

5、分析，表明該模型能夠在不降低三峽水庫對荊江河段防洪作用的前提下，充分發(fā)揮三峽水庫調(diào)洪能力兼顧城陵磯地區(qū)防洪，大幅度減少城陵磯地區(qū)分洪量，對城陵磯地區(qū)的防洪效益顯著。
　?。?）針對長江上游干支流水庫群規(guī)模龐大、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，而現(xiàn)階段對其聯(lián)合防洪調(diào)度研究較少的問題，本文全面考慮流域內(nèi)各防洪保護(hù)對象的防洪需求，建立了長江上游干支流水庫群聯(lián)合防洪調(diào)度模型，探究了上游干支流水庫群聯(lián)合調(diào)度對三峽水庫以及長江中下游地區(qū)的影響。針對其復(fù)雜的模型