110102基于SAR模型与蒙特卡罗法的防洪调度风险分析.pdf

第４２卷 第１期 人　民　长　江 Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．１ ２０１１年 １月　 　 Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｒｉｖｅｒ　 　 Ｊａｎ．， ２０１１ 　　文章编号：１００１－４１７９（２０１１）０１－０００４－０５ 基于 ＳＡＲ模型和蒙特卡罗法的防洪调度风险分析 １ １ １ ２ 罗 启 华 ，周研 来 ，杨　娜 ，马 喜 祥 （１．武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北 武汉４３００７２；　２．中水北方勘测设计研究有限责任公司，天津 ３００２２２） 摘要：应用一阶季节性自回归模型生成多场入库洪水过程，考虑泥沙淤积状况和泄流能力不确定性影响，在给 定汛限水位和调洪规则下对模拟洪水进行调洪演算，统计得到水库防洪风险率。实例分析结果表明：水文因 素的随机性、库容与水位关系的不确定性是万家寨水库防洪风险的主要影响因素，泄流能力不确定因素对水 库泄洪影响不明显；同时得出了各汛限水位方案下水库的防洪风险率，为万家寨水库前汛期动态汛限水位选 择提供了一定的参考依据。 关　键　词：风险分析；蒙特卡罗法；汛限水位；防洪调度 中图法分类号：ＴＶ６９７．１３　　　文献标志码：Ａ 　　水库汛限水位动态控制是指水库在汛期，根据实 法对万家寨水库进行汛限水位动态控制防洪风险分 时雨、水情，利用预报成果，在不降低水库防洪标准，确 析。对汛期水位采用动态控制运用带来的防洪调度风 保水库、上下游地区防洪安全的前提下，按照经科学论 险主要包括：对下游防洪目标的影响；对上游地区防洪 证和有关部门审批的水库汛限水位动态控制方案确定 安全和水库大坝安全的影响；针对黄河万家寨水库实 的控制范围对汛限水位进行浮动的调度过程。 例作防洪调度的风险分析。 汛限水位动态控制能在不降低水库防洪标准的条 １　水库防洪风险分析模型 件下提高水库兴利效益和水资源利用率，但是由于水 文系统广泛存在的不确定性，汛限水位动态控制不可 对于具体防洪对象的防洪风险极限状态，应规定 ［１－２］ ［９］ 避免地存在风险 。基于汛限水位动态控制，水库 明确的极限标志和限值 。就水库防洪安全而言，最 及其上下游防洪风险分析是一种综合风险分析，近年 高调洪水位是重要防洪特征水位。水利部重大科研项 来，国内外许多学者致力于这方面研究，提出了一些方 目《水库汛限水位设计运用专题研究》专题４之“水库 法，如极限状态法［３－４］、概率法［５－７］、随机微分方程［８］ 汛限水位动态控制方法研究”给出的风险定义为：选 和随机模拟法［９－１３］（即蒙特卡罗法）等。其中随机模 定的汛限水位，水库还能抗御某一设计频率 Ｐ 的洪 ｉ 拟法为相对较为成熟的风险分析方法，尤其针对那些 水，调洪最高水位 Ｚ，正好等于规划批复的允许最高蓄 由于非线性或因系统复杂、相关性强而不能用解析法 水位 Ｚ，这一频率 Ｐ亦成为所选汛限水位的风险率 ｄ ｉ 求解的水文问题，随机模拟是较好的求解方法。本文 Ｐ。 ｆ 以国家防洪抗旱总指挥部指定为第二批“汛限水位设