预报误差扰动下水库防洪预报调度过程的非线性特征及预报调度优化研究

针对水库防洪预报调度过程中预报信息误差扰动下库水位的非线性响应问题，采用Lyapunov指数方法，从系统动力学的视角分析预报调度系统的初值敏感性，并探寻调洪过程中库水位变化的非线性与随机特性之间的关系，揭示确定性数学模型下水库防洪预报调度过程非线性问题的实质；在此基础上，以入库流量变化率作为预报调度规则的判断指标，从图示的角度分析水库防洪预报调度过程的规律和特征，研制耦合双指标的水库防洪预报调度规则及防洪预报调度图；并通过将模拟和遗传优化算法相结合，研究以调洪风险率最小和洪水资源利用率最大为复合目标的预报调度优化问题。本项目研究是对水库实时防洪调度及其风险问题的深入探索，有关防洪预报调度图的优化研究及成果，以期为工程实践提供相对安全且能高效利用洪水资源的应用范例。项目研究具有重要的理论意义和应用价值。

项目在已有研究的基础上，建立了水库调洪随机微分方程模型，通过对模型的求解，获得调洪不同时刻库水位的概率分布，探讨了水库调洪过程中库水位随机变化的规律；采用系统动力学及模拟方法，分析了水库调洪演算公式及调度规则所确立的数学模型的非线性本质，研究水库防洪预报调度过程中的不确定性问题以及洪水调度过程对预报信息误差的响应问题；结合安康水库等工程实例，分析了安康水库防洪预报误差的统计特征及分布规律，在此基础上研究在入流不确定性条件下，探讨了预报调度优化等问题及水库实施防洪预报调度时的风险补救措施问题等。通过对这些重要问题的研究，从更深层次揭示了水库防洪预报调度的非线性演化规律及其水库风险调度等问题，研究取得的结论和成果具有一定的理论价值和实践意义。在项目研究过程中，项目组严格执行了项目申请书及计划书中所列研究内容和目标。项目组成员根据分工，各年度研究按计划进行，项目总体执行情况良好，取得较为丰富的研究成果，项目组共发表论文14篇，其中SCI检索1篇，EI检索收录3篇，另有1篇论文被EI期刊录用待刊，2篇论文已投SCI刊源期刊，3篇已投国内CSCD收录期刊，尚处于审稿阶段。此外，部分研究成果尚正在撰写和整理，将于结题后作为后续成果出版。项目已培养博士后出站人员1名，博士研究生2名，硕士研究生1名。按照预订研究计划顺利完成了课题任务，解决了项目申请书中“拟解决的科学问题”，实现了项目预先提出的研究目标。