- 科学出版社
- 9787030753281
- 1版
- B5
- 2026-06
作者简介
内容简介
适应洪水特性和环境变化，优化设计水库汛限水位，以保证防洪安全、提高洪水资源利用率，是当前水利领域的热点研究问题，也是保障国家水安全的重大需求。本书从水文非一致条件下水库单值汛限水位设计、考虑水文季节特性的汛限水库水位分期设计、基于洪水气象成因的水库汛限水位分型设计和水库群汛限水位联合优化设计四个方面，系统阐述了变化环境下水库汛限水位设计技术，并在汉江流域开展了系统性的实例应用。
目录
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.1.1 水库汛限水位调整的需求迫切性 1
1.1.2 水库汛限水位调整的科学必要性 2
1.2 国内外研究进展 3
1.2.1 水文非一致性频率分析 3
1.2.2 水库汛限水位分期设计 5
1.2.3 水库汛限水位分型设计 8
1.2.4 水库群汛限水位联合设计 9
1.3 研究框架 10
1.3.1 研究思路 10
1.3.2 研究内容 12
1.3.3 研究流域简介 13
1.4 研究成果概述 15
1.4.1 水文非一致条件下设计洪水计算方法 15
1.4.2 变化水文条件下水库汛限水位优化技术 16
1.4.3 水库群汛限水位联合优化设计技术 17
第2章 水文非一致条件下水库单值汛限水位设计技术 19
2.1 概述 19
2.2 非一致条件下设计洪水计算方法 19
2.2.1 洪水序列变异诊断识别 20
2.2.2 非一致条件下洪水频率分析 32
2.2.3 非一致条件下设计值推求 44
2.3 非一致条件下水库汛限水位设计方法 47
2.3.1 考虑设计洪水变化的水库汛限水位优化设计 47
2.3.2 考虑预报预泄调度的水库汛限水位优化设计 51
2.4 安康水库汛限水位优化设计 53
2.4.1 安康水库控制流域洪水序列非一致性诊断识别 53
2.4.2 安康水库非一致条件下设计洪水推求 63
2.4.3 安康水库汛限水位设计 82
2.5 本章小结 97
第3章 考虑水文季节特性的水库汛限水位分期设计技术 99
3.1 概述 99
3.2 分期下水库防洪标准重现期公式 99
3.2.1 不同危险情景下的重现期 101
3.2.2 不同危险情景差异及在分期下的适用性 104
3.2.3 结构状态情景下的重现期 111
3.2.4 公式的用途 112
3.3 汛限水位分期调整空间影响机制 114
3.3.1 分期前后防洪特征水位年超越风险率的影响 114
3.3.2 分期推求年最大设计洪水与原年最大设计洪水差异的影响 117
3.3.3 多级防洪标准的影响 121
3.4 分期推求年最大洪水频率曲线及其精度分析 122
3.4.1 分期推求年最大洪水频率曲线 122
3.4.2 分期推求年最大洪水频率曲线精度分析 123
3.4.3 两条曲线差异的影响因素分析 125
3.5 丹江口水库实例研究 126
3.5.1 不同危险情景下重现期公式的分析比较 126
3.5.2 汛限水位调整空间分析 129
3.5.3 分期推求年最大设计洪水与原年最大设计洪水差异分析 132
3.5.4 汛限水位调整方案 136
3.6 鸭河口水库实例研究 146
3.6.1 分期设计洪水成果 147
3.6.2 分期典型洪水过程选取 148
3.6.3 典型洪水过程线选择对汛限水位的影响分析 150
3.6.4 秋汛汛限水位调整方案 152
3.6.5 效益评估 153
3.7 本章小结 155
第4章 基于洪水气象成因的水库汛限水位分型设计 157
4.1 概述 157
4.2 水库汛限水位分型设计的原理与方法 157
4.2.1 技术框架 157
4.2.2 关键问题 158
4.3 丹江口水库汛限水位分型设计的必要性与可行性分析 159
4.3.1 必要性分析 159
4.3.2 可行性分析 161
4.4 丹江口水库汛限水位分型设计 168
4.4.1 典型洪水暴雨特性分析 169
4.4.2 典型洪水特征分析 175
4.4.3 典型洪水天气系统特征分析 188
4.4.4 天气系统与暴雨洪水间的对应关系分析 201
4.4.5 典型洪水分类 204
4.4.6 丹江口水库汛限水位分型设计 205
4.4.7 丹江口水库汛限水位分型控制 219
4.5 丹江口水库汛限水位分型控制风险与效益分析 221
4.5.1 水库汛限水位分型控制风险分析 221
4.5.2 水库汛限水位分型控制效益分析 225
4.6 本章小结 227
第5章 梯级水库群汛限水位联合优化设计技术 229
5.1 概述 229
5.2 非一致条件下设计洪水地区组成计算方法 229
5.2.1 典型年法 229
5.2.2 同频率组成法 230
5.2.3 Copula 函数法 230
5.3 非一致条件下梯级水库群汛限水位联合设计 233
5.3.1 联合防洪调度方式确定 233
5.3.2 模型建立与求解 234
5.4 石泉-安康梯级实例研究 235
5.4.1 非一致条件下设计洪水地区组成 235
5.4.2 防洪联合调度方式与规则 239
5.4.3 汛限水位联合优化结果 241
5.5 潘口-黄龙滩梯级联合优化调度研究 244
5.5.1 现状调度分析 244
5.5.2 面向提高黄龙滩水库防洪标准的水库群优化调度 249
5.5.3 面向减轻汉江中下游防洪压力的水库群优化调度 252
5.5.4 面向汛限水位抬高的水库群优化调度 254
5.6 本章小结 255
第6章 大型混联水库群汛限水位联合优化设计技术 256
6.1 概述 256
6.2 碾盘山以上流域设计洪水地区组成 256
6.2.1 设计洪量分配 256
6.2.2 放大典型洪水过程 260
6.3 水库群汛限水位联合优化设计模型 262
6.3.1 目标函数 262
6.3.2 约束条件 262
6.3.3 模型求解 264
6.3.4 实现步骤 266
6.4 碾盘山以上水库群汛限水位联合优化设计 267
6.4.1 系统概化与参数设计 267
6.4.2 水库群防洪调度结果 269
6.4.3 汛限水位联合优化设计方案优选 278
6.5 碾盘山以上水库群防洪优化调度 279
6.5.1 水库群防洪优化调度模型建立 279
6.5.2 优化调度结果与分析 281
6.6 本章小结 283
参考文献 285
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.1.1 水库汛限水位调整的需求迫切性 1
1.1.2 水库汛限水位调整的科学必要性 2
1.2 国内外研究进展 3
1.2.1 水文非一致性频率分析 3
1.2.2 水库汛限水位分期设计 5
1.2.3 水库汛限水位分型设计 8
1.2.4 水库群汛限水位联合设计 9
1.3 研究框架 10
1.3.1 研究思路 10
1.3.2 研究内容 12
1.3.3 研究流域简介 13
1.4 研究成果概述 15
1.4.1 水文非一致条件下设计洪水计算方法 15
1.4.2 变化水文条件下水库汛限水位优化技术 16
1.4.3 水库群汛限水位联合优化设计技术 17
第2章 水文非一致条件下水库单值汛限水位设计技术 19
2.1 概述 19
2.2 非一致条件下设计洪水计算方法 19
2.2.1 洪水序列变异诊断识别 20
2.2.2 非一致条件下洪水频率分析 32
2.2.3 非一致条件下设计值推求 44
2.3 非一致条件下水库汛限水位设计方法 47
2.3.1 考虑设计洪水变化的水库汛限水位优化设计 47
2.3.2 考虑预报预泄调度的水库汛限水位优化设计 51
2.4 安康水库汛限水位优化设计 53
2.4.1 安康水库控制流域洪水序列非一致性诊断识别 53
2.4.2 安康水库非一致条件下设计洪水推求 63
2.4.3 安康水库汛限水位设计 82
2.5 本章小结 97
第3章 考虑水文季节特性的水库汛限水位分期设计技术 99
3.1 概述 99
3.2 分期下水库防洪标准重现期公式 99
3.2.1 不同危险情景下的重现期 101
3.2.2 不同危险情景差异及在分期下的适用性 104
3.2.3 结构状态情景下的重现期 111
3.2.4 公式的用途 112
3.3 汛限水位分期调整空间影响机制 114
3.3.1 分期前后防洪特征水位年超越风险率的影响 114
3.3.2 分期推求年最大设计洪水与原年最大设计洪水差异的影响 117
3.3.3 多级防洪标准的影响 121
3.4 分期推求年最大洪水频率曲线及其精度分析 122
3.4.1 分期推求年最大洪水频率曲线 122
3.4.2 分期推求年最大洪水频率曲线精度分析 123
3.4.3 两条曲线差异的影响因素分析 125
3.5 丹江口水库实例研究 126
3.5.1 不同危险情景下重现期公式的分析比较 126
3.5.2 汛限水位调整空间分析 129
3.5.3 分期推求年最大设计洪水与原年最大设计洪水差异分析 132
3.5.4 汛限水位调整方案 136
3.6 鸭河口水库实例研究 146
3.6.1 分期设计洪水成果 147
3.6.2 分期典型洪水过程选取 148
3.6.3 典型洪水过程线选择对汛限水位的影响分析 150
3.6.4 秋汛汛限水位调整方案 152
3.6.5 效益评估 153
3.7 本章小结 155
第4章 基于洪水气象成因的水库汛限水位分型设计 157
4.1 概述 157
4.2 水库汛限水位分型设计的原理与方法 157
4.2.1 技术框架 157
4.2.2 关键问题 158
4.3 丹江口水库汛限水位分型设计的必要性与可行性分析 159
4.3.1 必要性分析 159
4.3.2 可行性分析 161
4.4 丹江口水库汛限水位分型设计 168
4.4.1 典型洪水暴雨特性分析 169
4.4.2 典型洪水特征分析 175
4.4.3 典型洪水天气系统特征分析 188
4.4.4 天气系统与暴雨洪水间的对应关系分析 201
4.4.5 典型洪水分类 204
4.4.6 丹江口水库汛限水位分型设计 205
4.4.7 丹江口水库汛限水位分型控制 219
4.5 丹江口水库汛限水位分型控制风险与效益分析 221
4.5.1 水库汛限水位分型控制风险分析 221
4.5.2 水库汛限水位分型控制效益分析 225
4.6 本章小结 227
第5章 梯级水库群汛限水位联合优化设计技术 229
5.1 概述 229
5.2 非一致条件下设计洪水地区组成计算方法 229
5.2.1 典型年法 229
5.2.2 同频率组成法 230
5.2.3 Copula 函数法 230
5.3 非一致条件下梯级水库群汛限水位联合设计 233
5.3.1 联合防洪调度方式确定 233
5.3.2 模型建立与求解 234
5.4 石泉-安康梯级实例研究 235
5.4.1 非一致条件下设计洪水地区组成 235
5.4.2 防洪联合调度方式与规则 239
5.4.3 汛限水位联合优化结果 241
5.5 潘口-黄龙滩梯级联合优化调度研究 244
5.5.1 现状调度分析 244
5.5.2 面向提高黄龙滩水库防洪标准的水库群优化调度 249
5.5.3 面向减轻汉江中下游防洪压力的水库群优化调度 252
5.5.4 面向汛限水位抬高的水库群优化调度 254
5.6 本章小结 255
第6章 大型混联水库群汛限水位联合优化设计技术 256
6.1 概述 256
6.2 碾盘山以上流域设计洪水地区组成 256
6.2.1 设计洪量分配 256
6.2.2 放大典型洪水过程 260
6.3 水库群汛限水位联合优化设计模型 262
6.3.1 目标函数 262
6.3.2 约束条件 262
6.3.3 模型求解 264
6.3.4 实现步骤 266
6.4 碾盘山以上水库群汛限水位联合优化设计 267
6.4.1 系统概化与参数设计 267
6.4.2 水库群防洪调度结果 269
6.4.3 汛限水位联合优化设计方案优选 278
6.5 碾盘山以上水库群防洪优化调度 279
6.5.1 水库群防洪优化调度模型建立 279
6.5.2 优化调度结果与分析 281
6.6 本章小结 283
参考文献 285
