公伯峡水电站洪水预报与控制分析

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1、第一章绪论施工、运行具有重要的意义和生产实用价值。1．2研究的目的和意义1．2．1研究的目的本研究的主要目的是结合公伯峡水电站的工程实际，通过具体分析公伯峡流域概况、气象条件、径流、洪水等因素，建立适合于公伯峡流域的水情自动测报系统，对李家峡到公伯峡区间洪水做出准确的预报，并进行干流洪水与区间洪水的联合错峰实时调度，对公伯峡水电站的施工、运行提供理论依据和支持。1．2．2研究的意义公伯峡水库在施工期，区间洪水无法控制，特别是高强度局地暴雨形成的区间洪水。如果考虑区间洪水预报，在施工期可以利用上游龙羊峡和李家峡水库调节进行干流与区间洪水错峰调度，保证工

2、程在施工期的安全渡汛；在公伯峡水电站投入正常运行后，可以根据预报结果，进行水库洪水调度，预先打开闸门泄水腾空库容起到一定的调洪作用。在特大洪水出现的情况下，根据预报结果灵活调度可保大坝安全：从电站发电效益来看，根据预报结果灵活合理的安排公伯峡水库的调度运行，可提高发电效益。因此，无论公伯峡水电站在施工期还是在正常运行期，水情自动测报系统对电站施工、运行都具有很重要的意义和生产实用价值。1．3国内外的研究现状及发展趋势水文预报是应用水文学的一个重要组成部分，它是建立在充分掌握客观水文规律及实时雨、水情和水文要素等状态变量的基础上的，是预报未来水文现象的

3、一门水文学科。实时洪水预报是近十多年来发展迅速的一个应用分支。在水情自动测报系统技术问世以前，水文资料的收集全靠少量人工水文站及雨量站点通过邮电部门的电报或有线电话传送信息”1，这往往因测报站数量和受自然环境限制而难以达到要求，影响报西安理工大学硕士学位论文汛质量，尤其是在狂风暴雨急需水情信息的季节，这种情况将使洪水预报延误，防洪调度不利，造成洪水灾害。美国和日本是世界上较早重视水情自动测报技术开发的国家“’。i⋯。美国是工业先进、通讯、交通网非常发达的国家，各种制式、各种通信方式的测报系统均比较发达，采用超短波的系统占主要地位。HANDAR公司与s

4、M公司生产的水情自动测报系统应用于世界各国。日本在水情测报方面投入大量资金，其测报系统集成化和综合程度比较高。水情自动测报系统在我国起步于70年代末、80年代初，主要是水情数据采集系统“”。以浙江的浦阳江系统、广东的西枝江系统、黑龙江拉林河及北京官厅山峡为代表，属于研制阶段。由于元器件及计算工具落后，未能达到实用阶段。1981～1983年，美国SM公司率先在我国建成黄河陆浑小区自报式水情自动测报系统。1983年起，水利部水调中心在丹江口水库引进意大利的一套水情自动测报系统及CLS模型，对我国水情自动测报系统的发展起了巨大的推动作用。此后，1985年7

5、月黄河三门峡至花园口区间国产测报系统投入运行，水情自动测报系统终于在我国进入了蓬勃发展的新时期。目前我国大中型水库、电站已经建成数十个现代化水平较高的水情自动测报系统，通讯方式采用超短波，近年正在研制卫星通信的测报系统“1。水文预报模型是水情自动测报系统核心，但预报软件多借用概念性水文模型“”而成为薄弱环节。水文模型”1按建模的技术分为水文物理模型和水文数学模型。流域水文预报模型属于水文数学模型中的确定性的范畴。六十年代开始，水文学科领域中引进了数学模拟概念，把流域上实际发生的暴雨洪水产汇流现象分别用数学方程(如水量平衡、运动方程等)来表达，并通过计

6、算机模拟来实现，即把流域上的降雨过程，模拟计算出流域出口断面的流量过程。这就是当前各种近代水文流域模型。目前，世界上有200多种流域水文模型“1，其中比较著名的有：澳大利亚气象局模型(CBM)，第一章绪论法国海外科技研究办公室的模型(Girardi)，日本国家防灾研究中心的水箱I、II型模型(TANK—I、TANK—II)，罗马尼亚气象和水文所的洪水预报模型(IJiHZ—SSVP)，美国陆军工程兵团的径流综合水库调节模型(SSARR)，美国国家天气局的水文模型(NWSH)，美国国家天气局河流预报中心的萨克拉门托河流预报中心水文模型(SRFCH)一萨克

7、拉门托模型(Sacramento模型)，美国的斯坦福(Stanford)模型，原苏联水文气象中心降雨径流模型(HMC)，意大利帕维亚大学的约束线性模型(CLS)和我国的新安江系列模型等。模型参数的定量估计“1是流域水文模型的重要组成部分，这在一定程度上决定了模型的拟合精度。以往大多采用人工调试，通过人工的预报实践经验来最终判别拟合成果的优劣。随着电子计算机的出现，从70年代起，开始引进模型最优化参数的推求方法，目前这种途径已达到实用水平。模型参数的率定、优选是指提供给模型的研制者具有代表性的六年输入、输出资料，调整参数，是模型拟合实测资料最好，即达到

8、最优化，并将最优的一组参数确定下来。陆续出现的拟合方法有：图解显示法、相关分析法和目标最佳拟合法。其中目标最