在探讨水库汛限水位动态控制的问题时,首先要明白汛限水位是水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位。这个水位值对于水库防洪和兴利效益的发挥具有极其重要的影响。传统的水库管理方式往往采用固定或几个固定的汛限水位值,在汛期中几乎不进行调整,这就导致了在汛期可能会有大量弃水现象,而在汛末又难以蓄到兴利水位,从而造成洪水和水能资源的浪费。
为了解决这一问题,实现水库防洪与兴利之间的协调,本文提出了一种基于模糊集合理论的方法来确定大伙房水库的分期汛限水位。模糊集合理论是处理不确定性问题的有效工具,尤其适用于涉及模糊性(即不精确或不完全清晰的情况)的环境,如汛期的分期。本文的研究目的是在满足水库防洪安全的前提下,通过动态调整汛限水位,提高水资源的利用率,并增强汛限水位动态控制的可操作性。
汛期的分期模糊隶属度是本文方法的核心。汛期并不是一个清晰划分的时间段,而是一个模糊的时间范围,因此将汛期视为一个模糊子集,并通过隶属函数来描述汛期的不确定性。汛期隶属函数的物理意义在于,它为每个时间点分配了一个介于0到1之间的数值,代表该时间点对于汛期的隶属度。如果隶属度为1,则表示该时间点完全属于汛期;如果为0,则表示完全不属于汛期;如果介于0和1之间,则表示存在一定的隶属程度。
为了确定汛期隶属函数,需要进行以下步骤:
1. 选择某水库多年汛期(通常为6月1日至9月30日)的逐日流量资料作为试验集。
2. 定义汛期分期的流量指标阈值YT,作为判断是否进入汛期的依据。
3. 对于每一年,根据大于或等于YT的起始时间和终止时间确定该年的主汛期。
4. 将上述步骤得到的主汛期作为模糊统计试验的一次结果,并进行n次试验,得到n个显影样本。
5. 在时间论域T上,计算某一时间t被汛期显影样本覆盖的次数m,时间t的隶属度即为覆盖次数m除以显影样本总数n。
通过上述方法,可以得到汛期各天的汛限水位。这种基于模糊集合理论确定的汛限水位相比传统的静态汛限水位而言,可以更好地适应汛期的不确定性,提高水资源利用率,并且增强汛限水位动态控制的可操作性。此方法不仅适用于大伙房水库,也有一定的应用推广价值,可以为其他水库汛限水位的计算提供理论和实践上的参考。