基于知識的桓仁水庫實時洪水預報方法應用研究.pdf

1、洪水預報作為抵御洪水災害和合理利用水能、水資源的重要非工程性措施，己經在水庫汛期和非汛期調度決策中發(fā)揮著重要的作用。但是，隨著人口的不斷增長，工農業(yè)經濟的迅速發(fā)展，人們開始在上游修建中小型水庫、塘壩等蓄水工程，改變了流域產流的下墊面條件，導致水庫洪水預報原方案預報精度下降。因此，本文以桓仁水庫以上流域的洪水預報為背景，針對目前短期洪水預報方法在實際應用中存在的問題，從產流的物理機制出發(fā)，通過分析流域徑流系數(shù)的變化，研究人類活動對產流變化

2、規(guī)律的影響，提高洪水預報精度，以指導水庫實時調度，發(fā)揮水庫的綜合利用效益。主要研究內容和成果如下： (1)根據(jù)流域的特點，選擇適合流域的三種產流預報模型，即降雨徑流相關模型、新安江模型和大伙房模型，進而對水文資料進行可靠性分析，舍去資料中不合理的數(shù)據(jù)；利用優(yōu)化算法(遺傳算法)對新安江模型和大伙房模型的產流階段進行參數(shù)率定，并用率定的參數(shù)對場次洪水進行檢驗。三種模型的模擬和檢驗結果表明，不管采用何種模型，計算結果均不理想，模型參數(shù)

3、的檢驗合格率比模擬都低；預報凈雨比實際凈雨偏大，尤其是前期降雨量很少的場次洪水尤為明顯；另外，不合格的場次洪水幾乎不變，主要集中在第1場洪水。 (2)通過分析三種模型預報結果不理想的原因，認為人類活動可能是影響桓仁水庫以上流域產流預報結果偏大或者精度偏低的主要因素。為進一步驗證假定的合理性，論文首先針對降雨和徑流深的變化規(guī)律進行了分析，結果表明徑流的減小受氣候變化影響較小，主要受到了人類活動的影響；其次，針對年徑流、汛期徑流和相

4、似場次洪水的徑流系數(shù)變化趨勢進行了分析，結果表明徑流系數(shù)呈遞減趨勢，流域下墊面情況受到了人類活動影響而改變影響了汛期的徑流，從而一定程度上影響了產流規(guī)律，導致洪水預報精度的下降。 (3)為將分析結果可用于實際預報作業(yè)中，提高徑流預報精度，論文分析了場次洪水徑流形成影響因素及其對徑流的影響程度，總結和提煉形成用于指導預報作業(yè)的規(guī)則?；谝?guī)則，重新率定沒有受人類活動影響的模型參數(shù)，并將新的模型參數(shù)和規(guī)則用于檢驗1995～2003年的

5、13場場次洪水。結果表明，每種模型模擬和檢驗精度都有不同程度的提高，產流預報方案均達到了甲級方案。 (4)針對模型參數(shù)率定涉及多模型和多數(shù)據(jù)源問題，為減少重復工作量，方便模型參數(shù)的率定，本文采用接口通用設計、對象持久化等軟件開發(fā)技術，設計和開發(fā)了多預報模型參數(shù)率定系統(tǒng)。在同一平臺下，實現(xiàn)多數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)管理與維護、數(shù)據(jù)分析與處理、多種預報模型參數(shù)的人工試錯和自動優(yōu)選率定及評價。最后對全文作了總結，并對有待進一步研究的問題進行了討論