水庫調(diào)洪演算的SD模擬.pdf

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1、第34卷第2期人民黃河Vol_34．No．22012年2月YELL0WRIVERFeb．，2012【水文·泥沙】水庫調(diào)洪演算的SD模擬簡新平，劉興華，王麗娟(河北工程大學水電學院，河北邯鄲056021)摘要：基于sD理論建立了水庫調(diào)洪演算的sD模型，并通過實例模擬了水庫調(diào)洪過程。結(jié)果表明：SD模型可避免求解水庫調(diào)洪演算方程組的復雜過程，可準確、高效地模擬水庫調(diào)洪運行的過程。關(guān)鍵詞：SD模型；調(diào)洪演算；水庫中圖分類號：P333文獻標識碼：Adoi：10．3969／j．issn．1000—1379．2012．02．012Simulatio

2、nofReservoirFloodControlBasedonSystemDynamicsJIANXin-ping，LIUXing—hua，WANGLi-juan(CollegeofWaterResourcesandHydropower，HebeiUniversityofEngineering，Handan056021，China)Abstract：BasedonSystemdynamics，amodelforreservoirfloodcontrolcalculationwasdeveloped．Thmughanactualexam

3、pleitwasappliedtosimulatethefloodcontrolofareservoir．TheresultsshowthattheSDmodelcanavoidthecomplexprocessofsolvingequationsofreservoirfloodcontrolandsimulatetheprocessoffloodroutingthroughreservoiraccuratelyandeficiently．Keywords：SDmodel；calculationofreservoirfloodcont

4、rol；reservoir水庫調(diào)洪演算是洪水災害管理中重要的非工程措施之一，邏輯推理演算而獲得答案，而是依據(jù)系統(tǒng)的實測信息來建立動也是水庫規(guī)劃設計的重要內(nèi)容。其實質(zhì)是建立壩前水位與入態(tài)仿真模型，通過計算機模擬得出所需要的結(jié)果。基于以庫流量的非線性函數(shù)關(guān)系J。傳統(tǒng)的調(diào)洪演算可歸結(jié)為求解上觀點，筆者從水庫調(diào)洪系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)出發(fā)，建立了水庫調(diào)洪演水庫調(diào)洪演算方程組：算SD模型，并對水庫調(diào)洪過程進行了模擬。1(Ql+Q2)一÷_g2)==(1)1SD的基本特點q=，()(2)SD一反過去常用的功能模擬(也稱黑箱模擬)法，從系統(tǒng)式中：Q、Q：分別為

5、計算時段初、末的入庫流量，m／s；q。、q：分的微觀結(jié)構(gòu)人手構(gòu)造系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，進而模擬與分析系統(tǒng)的別為計算時段初、末的下泄流量，m／s；VI、分別為計算時段動態(tài)行為。這樣的模擬更適于研究復雜系統(tǒng)隨時間變化的問初、末水庫的蓄水量，nl；At為計算時段，一般取1～6h，需轉(zhuǎn)題”。sD在研究復雜系統(tǒng)時具有以下基本特點。換為秒。(1)SD以控制論為基礎(chǔ)，認為系統(tǒng)是動態(tài)的，系統(tǒng)所包含該方程組為隱式非線性方程組，目前還不能求出其解析的變量隨時間變化，可通過以時間為坐標的曲線來描述系統(tǒng)的解_2j，近似解法有列表試算法、半圖解法等。隨著計算機技術(shù)動

6、態(tài)行為。的發(fā)展，涌現(xiàn)了各種適合編程計算的數(shù)值解法。列表試算(2)SD強調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定系統(tǒng)的功能。SD根據(jù)系統(tǒng)理法和半圖解法是手工計算方法，工作量大且精度不高；現(xiàn)有的論對研究對象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和反饋機制進行研究，通過引入水平數(shù)值解法不是需要進行繁瑣的前處理計算(如通過自然樣條函變量(Leve1)、速率變量(Rate)、信息流等因素，構(gòu)造更加深入數(shù)擬合調(diào)洪資料)，就是需要復雜的迭代計算；人工神經(jīng)網(wǎng)絡方的系統(tǒng)行為關(guān)系圖(流圖)，更完整、具體地描述系統(tǒng)構(gòu)成、系統(tǒng)法需要采用其他方法的計算結(jié)果作為樣本進行模型訓練，尚不行為和系統(tǒng)元素相互作用機制的全

7、貌。具有實用價值J?？傊F(xiàn)有的水庫調(diào)洪演算方法歸結(jié)為求解隱式非線性方程組，在計算效率、實用性和通用性等方面均不收稿日期：20l1—05_o4夠理想?；痦椖浚汉颖笔∷麖d科技和推廣項目(2010—107)；中國水利水電科學研系統(tǒng)動力學(SystemDynamics，簡稱SD)擅長處理高階、非究院開放研究基金資助項目。作者簡介：簡新平(1978一)，男，江西新余人，講師，主要從事水利水電工程系線性問題，尤其適用于研究復雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能與行為之間統(tǒng)仿真、虛擬現(xiàn)實等研究工作。的辯證對立統(tǒng)一關(guān)系。從處理技術(shù)上來說，SD不是按照數(shù)學E．in

8、ail!emial@126．com·31·人民黃河2012年第2期(3)SD用規(guī)范的數(shù)學方程式描述系統(tǒng)，建立用于定量分析庫及其泄水建筑物等構(gòu)成的系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行描述。該模型的仿真模型，并借助于仿真技術(shù)模擬系統(tǒng)的動態(tài)行為和