平原河网水力计算及闸群防洪体系优化调度.pdfVIP

第39卷第16期 人 民 长 江 v01．39．N0．16 2008年8月 Yan群ze掰ver Aug．，2008 文章编号：1001—4179(2008)16—0052—03 平原河网水力计算及闸群防洪体系优化调度 刘 芹1 黄贤荣2 罗东兰1 (1．南昌工程学院，江西南昌330099；2．江西省水利规划设计院，江西南昌330029) 摘要：根据平原河网水文、水力特性及闸群工作特点，应用系统论分析理论和方法，构建了基于一维非恒定流水 力计算的多闸多时段联合防洪的闸群防洪体系优化调度模型。模型采用动态规划前向递推方法求解，得到了 满足约束要求的闸群最优运行策略，实现了洪水期内河网容量的有效分配和防洪目标的最优。以宁波市北仓 区为实例进行的研究结果表明，该优化模型是合理的、可行的，可为区域防洪调度和防洪决策提供技术支撑。 关键词：平原河网；水力计算；非恒定流；闸群防洪体系；防洪；优化调度；动态规划 中图分类号：Tv87 文献标识码：A 建立过程中有下列基本假定： 1平原河网防洪体系概述 (1)不考虑闸孔开启时问。如在第七阶段，若闸门i的第j 平原地区河网交错、水系错杂，洪水演进过程相当复杂，加 号闸孔处于开启状态，而第七+1阶段该闸孔关闭，则认为在第 之经济发达、人口众多，洪水灾害带来的经济损失和社会影响极 为严重。防洪调度是防洪实践活动中的一项重要内容，防洪系 间关闭。 统的合理调度可以充分发挥整体防洪能力，保护人民生命财产 (2)假定河道堤防具有一定高度，洪水始终在河道内行进， 安全，最大限度削减洪涝灾害损失。近年来，防洪优化调度在理 不发生破堤。也就是说，当河道洪水水位不超过相应堤防堤顶 论和实践上已日趋成熟，但研究工作主要集中在水库防洪方面， 高程时，洪水将在主河槽及滩地内行进，本模型可以模拟此种情 对于平原以闸群为主要防洪措施的防洪系统的优化调度还研究 况；而当河道洪水水位高于相应堤防堤顶高程时，洪水将四处漫 甚少。因此，开展平原河网水力计算和闸群防洪体系优化调度 溢，水流流态已不再属于一维非恒定流的研究范畴。 研究具有重要的理论意义和实际应用价值。 下游外海边界下游外海边界 下游外海边界下游外海边界 本次研究的平原河网防洪体系由河道、堤防工程、闸群体系 Ⅱ闸臣蜀外河闸臣 蜀 外河闸臣 蜀外河闸臣 和下游出口外海组成，其系统构成如图1所示。河道和堤防工 程构成河网主干，是整个防洪系统相互联系的纽带，充分发挥其 槽蓄作用，可有效控制洪峰流量，提高整体防洪效益；闸群由内 河闸及外河闸组成，均为一孔或多孔节制闸或挡潮闸，主要通过 闸门的启闭调度对整个河网水系的洪水过程进行优化调度，进 圈 ‘d内河闸 而实现防洪体系防洪效果的整体最优。 1界L％镕■ ■{力熏卜淮 2优化调度模型的建立 图1平原河网闸群防洪体系(网格表示由概化河道组成的河网) 闸群防洪体系优化调度，就是在满足防洪体系各种约束条 件的前提下，通过闸群的合理调度，使综合防洪效果(或目标函 2．2变量选取 数)达到最优，并获得相应的闸群运行最优策略。根据闸群调度 多阶段非线性以及水力约束较多等特点，同时参照文献[1，2