長江上游干支流水庫群聯合防洪調度研究.pdf

1、長江流域是我國重要的戰(zhàn)略水源地，屬亞熱帶季風氣候，流域內暴雨活動頻繁，洪澇災害分布十分廣泛，特別是長江中下游平原地區(qū)最為頻繁嚴重。全面建成小康社會和長江經濟帶建設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》）的實施，促成了長江上游一批控制性水庫相繼建成投運，為實現長江上游干支流水庫群聯合防洪調度創(chuàng)造了有利條件；同時長江上游水庫群規(guī)模日趨龐大、拓撲結構日漸復雜，也給水庫群聯合防洪調度帶

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

3、建立了溪洛渡和向家壩梯級（以下簡稱“溪-向梯級”）配合三峽水庫聯合防洪調度模型，探究了長江干流水庫群聯合防洪調度對三峽水庫入庫洪水的調節(jié)作用，以及對長江中下游地區(qū)的防洪效益。針對聯合防洪調度模型求解中動態(tài)規(guī)劃算法不能進行馬斯京根河道演進，而其改進算法易陷入局部最優(yōu)解的問題，本文提出了基于改進動態(tài)規(guī)劃的兩階段優(yōu)化算法對模型進行求解，能夠較好的克服上述問題。研究結果表明，溪-向梯級配合三峽水庫聯合調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。
　?。?）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防洪優(yōu)化調度模型。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、以城陵磯地區(qū)分洪量最小為第二目標、以三峽水庫下泄流量平方和最小為第三目標，模型求解時依次尋優(yōu)。經過對多個典型年設計洪水的計算

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。
　　（3）針對長江上游干支流水庫群規(guī)模龐大、拓撲結構復雜，而現階段對其聯合防洪調度研究較少的問題，本文全面考慮流域內各防洪保護對象的防洪需求，建立了長江上游干支流水庫群聯合防洪調度模型，探究了上游干支流水庫群聯合調度對三峽水庫以及長江中下游地區(qū)的影響。針對其復雜的模型