水文序列延长后已建水库防洪特征水位复核.pdf

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1、第33卷第3期长江科学院院报Vo1．33No．32016年3月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteMar．2016doi：10．11988／ckyyb．201409102016，33(03)：14—18水文序列延长后已建水库防洪特征水位复核周研来h·。陈进h·，许继军h-(1．长江科学院a．水资源综合利用研究所Ib．流域水资源与生态环境科学湖北省重点实验室，武汉430010；2．武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉430072)摘要：为探究洪水不确定性对大坝

2、防洪特征水位设计的影响，采用水库调洪演算的随机微分方程推求防洪特征水位的概率分布线型，以三峡水库为例，通过调洪演算将洪水不确定性转换为防洪特征水位的不确定性，以分析已建水库防洪特征水位的分布规律，并对三峡水库防洪特征水位进行了复核分析。研究结果表明：随着样本容量的增加，洪水的信息量增大，三峡大坝设计资料和原校核洪水位(180．4in)的可靠度均有所提高；当样本容量为120a时，设计洪水资料和原校核洪水位的可靠度分别为93．19％和99．17％。研究结果为提高水库大坝安全设计提供了理论依据。关键词：水文序列；防洪特征水位；不确定性

3、；随机微分方程；特征水位复核；三峡水库中图分类号：TV697．1；TV73文献标志码：A文章编号：1001-5485(2016)03-0014-05定性转换为防洪特征水位的不确定性，以分析大坝防洪特征水位的分布规律，并对大坝防洪特征水位1研究背景进行复核。本文以三峡大坝为例，探讨了该方法的大坝防洪特征水位设计是在拟定泄洪建筑物及适用性和合理性。已确定防洪限制水位的条件下，用给出的设计洪水过程、泄洪建筑物的泄洪能力曲线及库容曲线等基2防洪特征水位的复核分析本资料，按照规定的防洪调度规则，推求相应的最高调洪水位。对于承担下游防洪任务

4、的大坝而言，其2．1库水位分布规律分析防洪特征水位通常包括防洪高水位、设计洪水位和在调洪演算过程中库水位H(t)由于受多种随校核洪水位。因调洪演算过程中随机因素的客观存机因素的影响，导致日(t)是一个平稳独立增量过在，导致大坝防洪特征水位为随机变量(上游水库程，并且符合Wiener过程定义的随机过程，即库容群建成后，随机性会降低)。影响防洪特征水位分水位H(t)满足随机微分方程)式(1)。布的不确定性因素包括水文不确定性、水力不确定=+G(；’(1)性和库容水位关系不确定性等¨。其中主要影响因素为水文不确定性，它又包括洪水不确定

5、性¨J【H(t0)=no。和水文预报不确定性-。现有大坝防洪特征水位式中：。(t)和。(，t)分别为当前时段内的平均复核常采用典型年法和随机模拟法j，且国内众入库流量和平均出库流量；to为水库起调时刻；no为多水库设计之初所用水文序列较短，随着建成运行起调水位，本文取汛限水位；G(=dV(／dH，后，水文资料不断积累，水文序列不断延长，特别是是库水位日对应水库库容；B(t)是均值为0水库建成后发生过较大洪水的水库，有必要开展设的Wiener过程。计洪水及防洪特征参数的复核工作。本次重点探讨对于本文而言，仅考虑坝址洪水的不确定性时

6、，洪水不确定性对大坝防洪特征水位设计的影响。此其大小只与坝址洪水过程的方差(t)有关，即有2(t)=(t)t／G(H)]。根据Wiener过程的外，采用水库调洪演算的随机微分方程推求防洪特H征水位的概率分布型状，通过调洪演算将洪水不确性质可知，库水位日(t)服从均值为((。()一收稿日期：2014—10—28；修回日期：2015—02—06基金项目：国家自然科学基金项目(51509008)；湖北省自然科学基金项目(2015CFA157，2015CFB217)；“湖北省高端人才引领培养计划第一层次人选”计划项目(2013-2017

7、)；武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室开放基金资助项目(2014SWG02)作者简介：周研来(1985一)，男，湖南娄底人，工程师，博士，主要从事水文学及水资源开发利用研究，(电话)027—82927557(电子信箱)zy123bulls@whu．edu．ca。第3期周研来等水文序列延长后已建水库防洪特征水位复核15(日，t))／G(H))t和方差为(t)t／G。(日)的正态分布，即H(t)～Ⅳ(((Q(t)一(H，t))／G(H))t，(t)t／G(日))。2．2防洪特征水位抽样误差分析(凡一1)(n一3)按年最大洪水

8、过程调洪演算得到库水位过程根据式(7)和式(11)可知，推求随机变量D的H(t)，统计出调洪最高水位max{H(t))作为大坝分布规律并非易事，因为它反映的是2个具有相关防洪特征水位序列yf。因库水位过程H(t)为独立性随机变量z和z的差异性，一个随机变量服从标