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大连理工博士论文 平原地区河流洪水资源利用研究

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  大连理工博士论文-平原地区河流洪水资源利用研究
   摘 要
   我国水资源短缺与洪水频发的现象同时存在,而洪水占据我国水资源总量的 2/3,研究表明洪水资源利用是解决这一矛盾的有效举措。由于洪水是资源与灾害的双重载体,因此如何建立适当的洪水资源利用方式,并使其安全运行成为洪水资源利用研究的主要内容。当前洪水资源利用研究主要集中在抬高水库汛限水位,通过水库风险管理增蓄洪水,利用洪水资源,而对于河流中下游平原地区的洪水资源利用研究相对较少。本文以嫩江中下游的白城地区为研究背景,对平原地区河流洪水资源利用中涉及的利用方式、水文预报的应用、风险与效益分析、洪水水量优化分配与系统开发策略进行了探讨,主要的研究内容如下:
   (1)平原地区河流洪水资源利用措施研究:基于我国水资源时空分布不均衡的背景,研究河流中下游地区存在的时间与区域水文补偿特性,并运用这些区域内的水利工程、天然蓄水设施等,对洪水资源进行综合的利用。研究中以吉林省白城市为例,探索改变以往的区域水资源配置方式,尝试将嫩江与洮儿河的交汇水库的主体水源改为嫩江干流,并借助水库、泡沼、湿地、草原等资源分蓄洮儿河的中小洪水,以弥补该区域的水资源不足。 (2)应用水文预报指导平原地区河流洪水资源利用:洪水发生时间与水量的不确定性与洪水资源利用过程的复杂性降低了洪水资源利用的效率,为减小这些不利因素的影响,本文对中长期水文预报与短期洪水预报成果在洪水资源利用中的综合应用问题进行了探讨。径流中长期预报可应用于洪水资源利用方案的准备工作中,根据预报得到的洪峰流量与峰现时间可以较为合理的安排引蓄洪水和防御洪灾预备方案;而短期洪水预报可应用于洪水资源利用系统的实际运行管理中,洪水资源利用系统中各引蓄节点高精度的洪水过程预报可以为精确控制、安全引蓄洪水提供帮助。本文以白城市为例,建立了基于物理成因概念的多元线性回归径流中长期预报模型与水文控制站点之间的短期洪水统计预报模型,并将其应用于白城市洪水资源利用方案建立与运行管理中。(3)平原地区河流洪水资源利用的风险与效益分析:基于洪水资源利用中风险、效益并存与风险附加性明显的特点,对研究中涉及的洪水资源利用措施的风险与效益进行了分析。分析中,首先识别河流洪水资源利用的主要风险源;由于实施洪水资源利用措施的时间和蓄水设施的蓄水量与后期风险有直接关系,不同的时间与利用不同洪量时取得的效益、面临的风险损失与风险概率不同,因此本文对洪水资源利用的风险与效益进行了时、空二维分析,得出汛期不同时间段各蓄水单元引蓄不同洪量的风险概率与损失,平原地区河流洪水资源利用研究
   - II -
   为洪水资源利用预案制定与决策提供依据。文中以吉林省白城市洪水资源利用系统为研究对象,对当地泡沼、水库等设施引蓄洪水所带来的风险与效益进行了分析。(4)平原地区河流洪水资源水量优化分配研究:洪水的历时、洪量与洪水资源利用的风险性制约了洪水资源利用的效率,为提高效率,本文初步探讨了河流洪水资源优化分配模式,并建立了综合考虑区域经济效益目标、社会效益目标、生态环境效益目标的洪水资源优化分配模型。综合考虑不同运行方案下各单元的风险与效益,力求在可接受风险下取得最大的效益,并据此目标提出洪水利用优化方案。本文以白城市洪水资源利用系统为例进行计算。
   (5)平原地区河流洪水资源开发利用策略研究:提出在规划、预案与运行管理相互配合下对洪水资源进行开发利用。洪水资源利用规划基于对区域水资源需求、洪水特点、水利工程与天然设施蓄水防洪能力的分析,分别建立适用于不同频率洪水情况下的洪水资源利用对策;洪水资源利用预案通过中长期预报得到汛期洪水的主要特性数据,并分析水资源系统现状,最后通过优化分配计算得出相应的洪水资源优化分配方案与应急措施集合; 洪水资源利用实时管理借助先进的实时预报与信息传输技术, 在及时得到水情、工情资料的前提下,选择预案中建立的分配方案能动地进行实时管理。 最后对全文作了总结,并对有待于进一步研究的问题进行了展望。
   关键词:平原地区;河流洪水资源利用;水文预报;风险分析;优化分配;开发策略
  
   目 录
   摘 要.....................................................................................................................................I
   Abstract .................................................................................................................................... III
   1.绪论......................................................................................................................................... 1
   1.1 研究背景与研究意义.................................................................................................. 1
   1.1.1 我国水资源现状............................................................................................... 1
   1.1.2 利用洪水资源缓解水资源短缺压力............................................................... 2
   1.1.3 洪水资源利用研究的主要问题....................................................................... 3
   1.1.4 平原地区河流洪水资源利用的特点............................................................... 5
   1.1.5 本文研究的意义............................................................................................... 6
   1.2 洪水资源利用研究综述.............................................................................................. 7
   1.2.1 国内外洪水资源利用研究与实践................................................................... 7
   1.2.2 洪水资源利用风险-效益分析研究进展.......................................................... 8
   1.2.3 洪水资源优化分配研究进展......................................................................... 13
   1.3 本文主要研究内容.................................................................................................... 15
   2.平原地区河流洪水资源利用方式研究............................................................................... 18
   2.1 研究区域概况............................................................................................................ 19
   2.2 利用水文补偿特性的洪水资源利用措施可行性分析............................................ 20
   2.2.1 嫩江、洮儿河径流特性对比........................................................................ 21
   2.2.2 月亮泡水库内外水位差条件分析................................................................. 27
   2.2.3 月亮泡水库引洪量模拟计算......................................................................... 31
   2.2.4 近年引洪实例................................................................................................ 32
   2.3 白城市河流洪水资源综合利用................................................................................ 32
   2.4 小结............................................................................................................................ 33
   3.水文预报在平原洪水资源利用中的应用........................................................................... 35
   3.1 水文预报在洪水资源利用中应用的必要性分析.................................................... 35
   3.1.1 洪水不确定性................................................................................................. 35
   3.1.2 洪水资源利用过程的复杂性......................................................................... 35
   3.2 水文预报及应用........................................................................................................ 36
   3.2.1 水文预报的主要类型..................................................................................... 36
   3.2.2 水文预报的作用............................................................................................. 36
   3.3 白城市洪水资源利用系统........................................................................................ 38 平原地区河流洪水资源利用研究
   - VI -
   3.3.1 白城市洪水资源利用的意义......................................................................... 38
   3.3.2 白城市洪水资源利用系统............................................................................. 38
   3.3.3 水文预报的作用............................................................................................. 39
   3.4 中长期径流预报模型及其应用............................................................................... 39
   3.4.1 大赉站径流中长期预报................................................................................. 40
   3.4.2 2005 年预报结果及应


论文大小:1.69MB
论文格式:pdf
论文专业:水文学及水资源
论文编号:38159
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