基于两阶段风险分析的水库群汛期运行水位动态控制模型

摘要

水库群实时调度能结合有效的水文预报信息对水库在实时运行层面权衡防洪与兴利效益具有指导意义。然而，水文预报信息的利用面临着不可规避的不确定性问题，故水库群实时调度运行需要考虑风险控制方法的研究。本文针对耦合水文预报的水库群汛期运行水位动态控制问题，提出了可考虑各水库不同预见期长度、不同预报精度的两阶段风险率计算方法，并将其应用于构建水库群汛期运行水位动态控制模型。首先，两阶段风险率是将未来调度时段按预见期节点分为预见期以内和预见期以外两个阶段，预见期以内考虑径流预报不确定性带来的风险，采用集合预报思想统计多组预报径流情景在预见期以内的失事概率；预见期以外考虑因预见期末水位过高难于应对后续洪水的潜在风险，根据历史设计洪水的调洪演算试算风险率。其次，基于所提出的两阶段风险率方法构建以发电量最大为目标函数的水库群汛期运行水位动态控制模型。将该方法应用于汉江流域5库群系统，其研究结果表明：1）提出的两阶段风险率计算方法可兼顾考虑实时调度阶段由径流不确定性引起的预见期以内、预见期以外的潜在风险；2）相比于常规调度方案，优化调度模型方案在2020年实测夏汛期径流情景下提高了库群系统发电量为2.30×10～8 kW·h。因此，基于两阶段风险分析构建的水库群优化调度模型，可求解得出的水库群系统库容动态最优决策过程，且该优化调度模型可在不增加汛期防洪风险的基础上提高水库群系统的发电效益。

关键词

两阶段分析方法 / 水库群 / 汛期运行水位 / 防洪风险 / 汉江流域