水文预报与水资源优化管理关键技术彭顺风学习教案

1、会计学1水文预报水文预报(ybo)与水资源优化管理关键技与水资源优化管理关键技术彭顺风术彭顺风第一页，共43页。第2页/共43页第二页，共43页。第3页/共43页第三页，共43页。性的水旱灾害性的水旱灾害336336次（水灾次（水灾266266次，旱灾次，旱灾7070次），平均次），平均6.76.7年年1 1次。次。2 2、旱涝交替、连旱连涝变化发生、旱涝交替、连旱连涝变化发生频率高频率高第4页/共43页第四页，共43页。第5页/共43页第五页，共43页。第6页/共43页第六页，共43页。第7页/共43页第七页，共43页。第8页/共43页第八页，共43页。第9页/共43页第九页，共43页。小时

2、下泄流量(liling)发电目标，状态变量目标小时下泄(xi xi)流量发电目标，状态变量目标电量(dinling) 洪水损失 供水效益 航运效益当前系统状态水文预报水文预报供水需求供水需求能量需求能量需求航运要求航运要求社会社会/文化约束文化约束机组负荷分配流量调节实时控制模型实时控制模型小时/天中中/短期模型短期模型日，6小时, 或1小时/长度一个周/旬/月长期计划模型长期计划模型周，旬，或月/几个月到一年水文预报电力需求供水需求洪水损失曲线航运要求用水部门和供水量的短期运行权衡关系发电计划防洪管理供水航运用水部门和供水量的长期计划权衡关系用水部门和供水量的长期计划权衡关系效益分享选择效益

3、分享选择节水兴利策略节水兴利策略径流方案径流方案系统开发选择系统开发选择需求方案（水需求方案（水/能）能） 水调方案水调方案方案方案/政策评估模型政策评估模型周，旬，月 / 多年评估结果：评估结果：系统开发选择系统开发选择大型调水政策大型调水政策气候变化气候变化 减灾标准减灾标准水资源分享协议水资源分享协议系统基础设施变化系统基础设施变化管理政策管理政策电量 洪水损失 供水效益 航运效益第10页/共43页第十页，共43页。第11页/共43页第十一页，共43页。第12页/共43页第十二页，共43页。第13页/共43页第十三页，共43页。长长期期预预报报(ybo)模模型型利用径流、降雨利用径流、降

4、雨及海温作为预报及海温作为预报因子，采用回归因子，采用回归和历史相似法作和历史相似法作为预报模型，对为预报模型，对鲁台子以上区间鲁台子以上区间、鲁台子至蚌埠、鲁台子至蚌埠闸区间以及上游闸区间以及上游水库的入库径流水库的入库径流进行预报，以可进行预报，以可能径流过程线集能径流过程线集合的形式合的形式(xngsh)(xngsh)作为作为结果输出，预报结果输出，预报提前期可达提前期可达3 36 6个月。个月。第14页/共43页第十四页，共43页。长长期期计计划划(jhu)模模型型以中长期水库径流预报的结果为依据以中长期水库径流预报的结果为依据(yj)(yj)，综合考虑系统的所有约束条件，综合考虑系统

5、的所有约束条件( (发电，防洪，防旱，灌溉，供水，生态水发电，防洪，防旱，灌溉，供水，生态水质等质等) )，提供管理人员和决策者多种优化，提供管理人员和决策者多种优化方案的权衡对比结果，及相应的各水库今方案的权衡对比结果，及相应的各水库今后几月至一年的每月的调度方案。后几月至一年的每月的调度方案。第15页/共43页第十五页，共43页。多多年年评评估估(pn )模模型型为快速评估中长期水资源优化管理模型的应用为快速评估中长期水资源优化管理模型的应用(yngyng)(yngyng)效果而设计的工具。通过对模拟演算的结果分析，可以对决策支持系统的参数是否要做相应的调整提出建议。效果而设计的工具。通过

6、对模拟演算的结果分析，可以对决策支持系统的参数是否要做相应的调整提出建议。第16页/共43页第十六页，共43页。第17页/共43页第十七页，共43页。第18页/共43页第十八页，共43页。 利用当前水文信息和有关联的海洋温度变化，对流域利用当前水文信息和有关联的海洋温度变化，对流域(liy)(liy)最最有可能的来水进行预报，其预报提前期可达有可能的来水进行预报，其预报提前期可达3-63-6个月，此方法在多个个月，此方法在多个地区均有应用，可靠性超过地区均有应用，可靠性超过70%70%。 第19页/共43页第十九页，共43页。第20页/共43页第二十页，共43页。第21页/共43页第二十一页，

7、共43页。 ELQG 属于迭代优化算法，从一初始控制系列开始R(k); k = 0, 1, 2, ., N-1，然后逐步寻找改善的系列直到收敛。收敛的标准是目标函数不再(b zi)改进。ELQG 法的特点是计算速度快，特别适合有不确定输入的多水库系统的优化问题。 第22页/共43页第二十二页，共43页。第23页/共43页第二十三页，共43页。 快速评估中长期水资源优化管理模型的应用效果。可对决策支持系统的参数是否要做相应的调整提出建议；可评估下列条件变化对系统运行(ynxng)及效益带来的影响：（长期预报模型精度的改进、大气变化、不同的系统约束、新的水利工程开发和不同水资源分配方案）。第24页

8、/共43页第二十四页，共43页。第25页/共43页第二十五页，共43页。地区的水库进行水库群优化调度，地区的水库进行水库群优化调度，算法实用快速，能帮助管理人员制算法实用快速，能帮助管理人员制定从中长期计划到短期实时运行的定从中长期计划到短期实时运行的方案。方案。（3）建立的演算评估模型可以利）建立的演算评估模型可以利用中长期水资源优化管理模型对所用中长期水资源优化管理模型对所选定的长期历史径流系列进行自动选定的长期历史径流系列进行自动反模拟计算，对模拟结果进行分析反模拟计算，对模拟结果进行分析评估。评估。第26页/共43页第二十六页，共43页。第27页/共43页第二十七页，共43页。第28页

9、/共43页第二十八页，共43页。研究研究成果成果达到达到(d do)国际国际先进先进水平水平第29页/共43页第二十九页，共43页。第30页/共43页第三十页，共43页。 “ “淮河上游水资源管理决策支持系统淮河上游水资源管理决策支持系统”是淮河流域是淮河流域防洪抗旱及水资源优化管理配置防洪抗旱及水资源优化管理配置(pizh)(pizh)中的重要非中的重要非工程措施。系统自工程措施。系统自20072007年在淮河流域蚌埠闸以上地区年在淮河流域蚌埠闸以上地区投入使用以来，系统在以下方面做了应用研究：投入使用以来，系统在以下方面做了应用研究：2 2、区域的水资源论证、区域的水资源论证 如淮南凤台、

10、潘集、田集及蚌埠等电厂的水资源论如淮南凤台、潘集、田集及蚌埠等电厂的水资源论证等。证等。第31页/共43页第三十一页，共43页。1 1、水资源规划、研究、水资源规划、研究 如如“淮南煤电基地田集电厂水源条件分析淮南煤电基地田集电厂水源条件分析 ” ”、“特特殊殊(tsh)(tsh)干旱期淮河蚌埠闸上水资源调度方案研究干旱期淮河蚌埠闸上水资源调度方案研究 ” ”、“淮南采煤沉陷区平原水库建设研究淮南采煤沉陷区平原水库建设研究”、“淮河干流临淮淮河干流临淮岗以上规划来水研究岗以上规划来水研究 ” ”、“淮河干流正阳关淮河干流正阳关 蚌埠段水量蚌埠段水量配置方案研究配置方案研究”等。等。第32页/共

11、43页第三十二页，共43页。第33页/共43页第三十三页，共43页。加入海温后的预报模型加入海温后的预报模型(mxng)(mxng)可以将预报提前期由个月增加到个月，为长期计划的制定提可以将预报提前期由个月增加到个月，为长期计划的制定提供了保证。供了保证。加入海温因子后对预报精度加入海温因子后对预报精度(jn d)(jn d)的改进的改进第34页/共43页第三十四页，共43页。 帮助决策人员制定上游山区水库群防洪调度和水资源调度帮助决策人员制定上游山区水库群防洪调度和水资源调度的方案，能计算不同来水年份（丰、平、枯水年等）水资源利的方案，能计算不同来水年份（丰、平、枯水年等）水资源利用率和利用

12、潜力，分析缺水年份不同分水方案对各用水户造成用率和利用潜力，分析缺水年份不同分水方案对各用水户造成影响，从而为制定流域长期水资源规划提供影响，从而为制定流域长期水资源规划提供(tgng)支撑支撑 。第35页/共43页第三十五页，共43页。第36页/共43页第三十六页，共43页。 2003年年2009年，通过系统在不同地年，通过系统在不同地区、不同部门区、不同部门(bmn)的应用，提高了淮的应用，提高了淮河上游区中长期水文预报和水资源预测调河上游区中长期水文预报和水资源预测调度的水平，在蚌埠闸以上地区的水资源水度的水平，在蚌埠闸以上地区的水资源水资源论证、水资源规划研究、水资源的优资源论证、水资

13、源规划研究、水资源的优化配置等方面得到了广泛的应用，经济效化配置等方面得到了广泛的应用，经济效益和社会效益显著。益和社会效益显著。 第37页/共43页第三十七页，共43页。 通过安徽省水文局、淮委水政水资源处，安徽省水科通过安徽省水文局、淮委水政水资源处，安徽省水科院应用院应用(yngyng)取得了显著的应用取得了显著的应用(yngyng)和经济效和经济效益。益。第38页/共43页第三十八页，共43页。第39页/共43页第三十九页，共43页。 目前国内类似目前国内类似(li s)的软件产品不的软件产品不多，国际上虽有类似多，国际上虽有类似(li s)系统软件系统软件，但价格贵，二次开发困难，本项目，但价格贵，二次开发困难，本项目技术成熟，可先在淮河流域内部地区技术成熟，可先在淮河流域内部地区推广应用，然后再推广到其它流域。推广应用，然后再推广到其它流域。 第40页/共43页第四十页，共43页。 项目成果已于项目成果已于2007年投入年投入(tur)应用，应用，并在安徽省水文局、淮委水政水资源处，安并在安徽省水文局、淮委水政水资源处，安