论文部分内容阅读
太湖流域是我国经济最发达的平原河网地区，位于我国的东部地区，是我国重要的“钱庄”和“粮仓”，是淹不得、淹不起的黄金宝地。其水情、工情复杂，平原上圩区众多、湖泊棋布、河道如织，比降十分平缓，水流速度慢，且流向不定，一旦发生大水，将形成大面积的洪涝灾害，造成的经济损失还可能大大增加。因此，平原河网地区复杂防洪问题的研究对保障我国经济发达地区的人民生命和财产安全具有重要意义。论文依托国家防总办公室“太湖流域洪水预报与调度系统”的研究项目，开展了大型平原河网地区防洪系统模拟与调度模型及应用研究。
首先，根据流域地形及水系特征以及水利分区的下垫面组成特点，以水利分区作为降雨径流的计算单元，建立了降雨径流模型总体框架。对于不同的水利分区，将下垫面进行不同类型的划分进行产汇流的计算。平原区考虑圩内、圩外的人工影响，建立平原区产汇流模型。通过分析山丘区地貌特点，考虑中小型水库及塘坝调蓄的作用，建立山丘区汇流计算模型。山区则以新安江模型产汇流理论为天然水循环模拟为基础，将主要水利工程展布到各个子流域，考虑人工影响的水文模型，通过耦合一分解方式构建了进行产汇流模拟。
其次，在以往研究的基础上，利用距离提取陆域宽度。采用最短路线法，考虑河道过水面积、流量模数等因素，对陆域面上的调蓄作用进行相似模拟。为减少了计算工作量，避免受计算机容量、计算工作量及资料的限制，对天然河网湖泊进行合并及概化，考虑区域工程情况和及其运行方式以及破圩后的水流情况，建立了水力学模型。为避免由于水位站基准面高程不同、地面沉降、河网概化及参数率定等因素带来的系统误差，采用“增量法”校正模型，提高了模型预报的精度。
第三，运用水文统计原理，对太湖流域重要水位控制站水位预报以及沿江口门潮位过程进行了模拟。建立了太湖水位预报模型和主要输水通道太浦河重点防洪控制水位站平望以及望虞河重点防洪控制水位站琳桥水位预报模型，并运用近似最小信息准则，对模型进行比选，得到近似最优的太湖水位预报模型，大大减少了模型比选的工作量。
第四，根据太湖流域防洪调度实际情况，对其气象信息、实时水位及其特征值等水情信息和实时工情分析，进行防洪形势分析。按照太湖流域防洪调度规则，进防洪调度的仿真计算，形成供决策者参考的调度方案。同时，考虑水位超警戒水位变量、闸门开启频次以及圩区被淹历等目标，建立防洪调度模型评价指标体系，运用层次分析法对防洪调度模型进行多种方案的评价和比较，将方案选择方式由人工选择随意性变成定量化。
第五，根据1999年报汛资料，验证所研制的整套预报与调度模拟模型适用性及精度，结论是统计相关模型简单实用，预报计算所依据的实时水雨情及工情信息较少。但是，统计相关预报模型不能全面地考虑太湖流域防洪工程的运用情况，因而不能用来作防洪调度方案模拟预报。水动力学模型能全面地考虑太湖流域防洪工程的运用情况，因而能用来作防洪调度方案模拟预报，能全面预报各种防洪调度方案的调度后果，包括太湖水位、太湖上游地区入太湖水量、琳桥水位及甘露水位、平望水位等的预报。统计相关预报模型和水动力学模型各有特色，两者相互参证和补充。
最后，在GIS平台和综合数据库的支持下，实现资料收集与处理、水雨情况查询、洪水预报调度、结果显示与输出等的有机结合和统一，建立了太湖流域防洪系统。