水庫群聯合調度是實現江河安瀾和水資源高效利用的重要方法。水庫群防洪-供水-生態調度理論與方法聚焦長江流域的防洪、供水和生態問題，以復雜系統科學理論為基礎，圍繞多維隨機變量耦合的多目標協同優化關鍵技術難題，研究非線性河道洪水演算方法及水庫群聯合防洪調度方法，闡明洪水資源化利用的風險調控方法，構建水庫群供水調度多目標優化模型，進行變化環境下的河流棲息地影響分析。本書部分彩圖附彩圖二維碼，見封底。
華中科技大學 水利水電工程專業 博士；
華中科技大學 水力發電工程專業 碩士；
河海大學 水文水資源專業 學士；2007年-至今，華中科技大學水電與數字化工程學院 教授；
2008年-至今，華中科技大學 博士生導師；
2017年-至今，華中科技大學-美國佐治亞理工學院國際水安全聯合研究中心 主任；
2011年-2023年，華中科技大學網絡與計算中心 副主任；
2024年-至今，華中科技大學土木與水利工程學院 副院長；水庫群智能聯合調度與風險調控、水資源與水環境評價及決策、數字孿生流域大禹水利科學技術獎，一等獎，2018；教育部科技進步獎，一等獎，2000；湖南省科技進步獎，三等獎，2003；湖北省高等學校教學研究成果獎，二等獎，2005；華中科技大學“治學楷模”研究生導師獎，2012；華中科技大學“教學名師”，2019；湖北省三八紅旗手，2009。2014-2019年，湖北省湖泊保護協會副會長；
2019年-至今，流域水工程智慧聯合調度與風險調控技術專委會委員
2023年-至今，中國水利教育協會常務理事；
2011年-至今，致公黨武漢市委員會 副主委；
2017年-至今，武漢市政協科教衛體專委會副主任；
2023年-至今，湖北省政協委員；
目錄
第1章 緒論 1
1.1 水庫調度的發展與挑戰 1
1.2 水庫群聯合調度的關鍵問題 3
1.2.1 水庫群防洪庫容優化分配 3
1.2.2 水庫群調度規則的設計和優化 4
1.2.3 調度方案的智能決策 4
1.2.4 面向生態目標的調度方法 4
1.3 研究區域概況 5
1.3.1 長江基本概況 5
1.3.2 地貌特征 6
1.3.3 氣候水文特點 6
1.3.4 洪水時空分布特征 7
第2章 非線性河道洪水演算方法 10
2.1 LMM 10
2.2 非線性馬斯京根模型 11
2.2.1 變冪指數非線性馬斯京根模型 11
2.2.2 變參數非線性馬斯京根模型 15
2.3 參數優化算法 19
2.3.1 變參數非線性馬斯京根模型參數優選方法 19
2.3.2 混合優化算法 20
2.4 模型驗證及應用 28
2.4.1 VEP-4PNMM-L驗證 28
2.4.2 DV-3PNMM驗證 37
第3章 水庫群聯合防洪調度方法 43
3.1 研究區域概況 43
3.1.1 水庫群防洪系統 44
3.1.2 設計洪水 45
3.2 變權重預留防洪庫容最大優化分配方法 47
3.2.1 變權重預留防洪庫容最大策略 47
3.2.2 水庫群防洪庫容優化分配模型 48
3.2.3 DV-3PNMM計算超標洪量 51
3.2.4 防洪優化調度及結果分析 53
3.3 系統非線性安全度最大優化分配方法 57
3.3.1 系統非線性安全度最大策略 58
3.3.2 水庫群防洪庫容優化分配模型 59
3.3.3 防洪優化調度及結果分析 60
3.4 水庫群防洪庫容等效性研究 63
3.4.1 水庫群防洪庫容等效性定量研究方法 63
3.4.2 長江川渝河段干支流水庫與溪洛渡水庫防洪庫容等效性 64
3.4.3 長江川渝河段支流水庫與干流水庫防洪庫容等效性 68
第4章 水庫洪水資源化利用風險調控方法 71
4.1 研究范圍與典型洪水 72
4.1.1 研究范圍 72
4.1.2 防洪調度規程 73
4.1.3 典型洪水 75
4.2 洪水過程隨機模擬方法 76
4.2.1 純隨機序列隨機模擬模型 77
4.2.2 相關解集模型 77
4.2.3 模型實用性檢驗 79
4.2.4 洪水隨機模擬結果 81
4.3 水庫防洪調度風險因素分析 82
4.3.1 水庫防洪調度風險因素辨識 82
4.3.2 洪水預報誤差分布規律 83
4.4 多變量水文分析方法 88
4.4.1 多變量水文分析計算 88
4.4.2 洪水發生時間分布規律 89
4.4.3 丹江口水庫入庫洪峰流量及其發生時間 92
4.5 洪水地區組成分布規律 98
4.5.1 條件期望組合模型 99
4.5.2 洪水地區組成分析方法 99
4.5.3 丹皇區間洪水地區組成 99
4.6 水庫洪水資源化利用風險分析模型 107
4.6.1 水庫防洪調度風險分析模型 107
4.6.2 洪水預報誤差對水庫運行水位的影響 110
4.7 水庫汛期運行水位動態控制風險分析方法 114
4.7.1 水庫防洪風險控制水位計算方法 114
4.7.2 丹江口水庫汛期運行水位動態控制風險分析 114
4.7.3 初始起調水位對水庫防洪風險的影響 125
第5章 水庫群供水調度方法 128
5.1 多目標決策方法 129
5.1.1 多目標優化問題及其求解 129
5.1.2 NSGA-II 131
5.1.3 多屬性決策問題及其求解 133
5.1.4 SEABODE方法 138
5.1.5 NSGA-II-SEABODE方法 141
5.2 水庫群供水調度規則設計與評價 142
5.2.1 水庫群供水調度規則設計 142
5.2.2 水庫群供水調度規則評價指標體系 151
5.3 水庫群供水調度規則優選決策 153
5.3.1 嘉陵江流域及水庫群供水系統概況 153
5.3.2 水庫群供水調度多目標優化模型 155
5.3.3 模型求解——NSGA-II 156
5.3.4 調度規則優選——SEABODE方法 158
5.4 實例應用與結果 159
5.4.1 枯水典型年劃分 159
5.4.2 規劃水平年設計用水 160
5.4.3 調度規則方案集 161
5.4.4 調度規則方案優選 162
第6章 河流棲息地模型研究 167
6.1 變化環境下的河流棲息地影響研究 167
6.1.1 河流生態水文指標 167
6.1.2 棲息地統計模型 169
6.2 梯級水庫對河流水文情勢的影響分析 172
6.2.1 水文指標變異分析 172
6.2.2 水溫情勢變化分析 175
6.3 中華鱘棲息地模型 176
6.3.1 水動力模型建立與驗證 176
6.3.2 適宜棲息面積計算 179
6.3.3 棲息地多元統計評價 181
參考文獻 184
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