水库群联合调度是实现江河安澜和水资源高效利用的重要方法。水库群防洪-供水-生态调度理论与方法聚焦长江流域的防洪、供水和生态问题，以复杂系统科学理论为基础，围绕多维随机变量耦合的多目标协同优化关键技术难题，研究非线性河道洪水演算方法及水库群联合防洪调度方法，阐明洪水资源化利用的风险调控方法，构建水库群供水调度多目标优化模型，进行变化环境下的河流栖息地影响分析。本书部分彩图附彩图二维码，见封底。
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华中科技大学 水利水电工程专业 博士；
华中科技大学 水力发电工程专业 硕士；
河海大学 水文水资源专业 学士；2007年-至今，华中科技大学水电与数字化工程学院 教授；
2008年-至今，华中科技大学 博士生导师；
2017年-至今，华中科技大学-美国佐治亚理工学院国际水安全联合研究中心 主任；
2011年-2023年，华中科技大学网络与计算中心 副主任；
2024年-至今，华中科技大学土木与水利工程学院 副院长；水库群智能联合调度与风险调控、水资源与水环境评价及决策、数字孪生流域大禹水利科学技术奖，一等奖，2018；教育部科技进步奖，一等奖，2000；湖南省科技进步奖，三等奖，2003；湖北省高等学校教学研究成果奖，二等奖，2005；华中科技大学“治学楷模”研究生导师奖，2012；华中科技大学“教学名师”，2019；湖北省三八红旗手，2009。2014-2019年，湖北省湖泊保护协会副会长；
2019年-至今，流域水工程智慧联合调度与风险调控技术专委会委员
2023年-至今，中国水利教育协会常务理事；
2011年-至今，致公党武汉市委员会 副主委；
2017年-至今，武汉市政协科教卫体专委会副主任；
2023年-至今，湖北省政协委员；
目录
第1章 绪论 1
1.1 水库调度的发展与挑战 1
1.2 水库群联合调度的关键问题 3
1.2.1 水库群防洪库容优化分配 3
1.2.2 水库群调度规则的设计和优化 4
1.2.3 调度方案的智能决策 4
1.2.4 面向生态目标的调度方法 4
1.3 研究区域概况 5
1.3.1 长江基本概况 5
1.3.2 地貌特征 6
1.3.3 气候水文特点 6
1.3.4 洪水时空分布特征 7
第2章 非线性河道洪水演算方法 10
2.1 LMM 10
2.2 非线性马斯京根模型 11
2.2.1 变幂指数非线性马斯京根模型 11
2.2.2 变参数非线性马斯京根模型 15
2.3 参数优化算法 19
2.3.1 变参数非线性马斯京根模型参数优选方法 19
2.3.2 混合优化算法 20
2.4 模型验证及应用 28
2.4.1 VEP-4PNMM-L验证 28
2.4.2 DV-3PNMM验证 37
第3章 水库群联合防洪调度方法 43
3.1 研究区域概况 43
3.1.1 水库群防洪系统 44
3.1.2 设计洪水 45
3.2 变权重预留防洪库容最大优化分配方法 47
3.2.1 变权重预留防洪库容最大策略 47
3.2.2 水库群防洪库容优化分配模型 48
3.2.3 DV-3PNMM计算超标洪量 51
3.2.4 防洪优化调度及结果分析 53
3.3 系统非线性安全度最大优化分配方法 57
3.3.1 系统非线性安全度最大策略 58
3.3.2 水库群防洪库容优化分配模型 59
3.3.3 防洪优化调度及结果分析 60
3.4 水库群防洪库容等效性研究 63
3.4.1 水库群防洪库容等效性定量研究方法 63
3.4.2 长江川渝河段干支流水库与溪洛渡水库防洪库容等效性 64
3.4.3 长江川渝河段支流水库与干流水库防洪库容等效性 68
第4章 水库洪水资源化利用风险调控方法 71
4.1 研究范围与典型洪水 72
4.1.1 研究范围 72
4.1.2 防洪调度规程 73
4.1.3 典型洪水 75
4.2 洪水过程随机模拟方法 76
4.2.1 纯随机序列随机模拟模型 77
4.2.2 相关解集模型 77
4.2.3 模型实用性检验 79
4.2.4 洪水随机模拟结果 81
4.3 水库防洪调度风险因素分析 82
4.3.1 水库防洪调度风险因素辨识 82
4.3.2 洪水预报误差分布规律 83
4.4 多变量水文分析方法 88
4.4.1 多变量水文分析计算 88
4.4.2 洪水发生时间分布规律 89
4.4.3 丹江口水库入库洪峰流量及其发生时间 92
4.5 洪水地区组成分布规律 98
4.5.1 条件期望组合模型 99
4.5.2 洪水地区组成分析方法 99
4.5.3 丹皇区间洪水地区组成 99
4.6 水库洪水资源化利用风险分析模型 107
4.6.1 水库防洪调度风险分析模型 107
4.6.2 洪水预报误差对水库运行水位的影响 110
4.7 水库汛期运行水位动态控制风险分析方法 114
4.7.1 水库防洪风险控制水位计算方法 114
4.7.2 丹江口水库汛期运行水位动态控制风险分析 114
4.7.3 初始起调水位对水库防洪风险的影响 125
第5章 水库群供水调度方法 128
5.1 多目标决策方法 129
5.1.1 多目标优化问题及其求解 129
5.1.2 NSGA-II 131
5.1.3 多属性决策问题及其求解 133
5.1.4 SEABODE方法 138
5.1.5 NSGA-II-SEABODE方法 141
5.2 水库群供水调度规则设计与评价 142
5.2.1 水库群供水调度规则设计 142
5.2.2 水库群供水调度规则评价指标体系 151
5.3 水库群供水调度规则优选决策 153
5.3.1 嘉陵江流域及水库群供水系统概况 153
5.3.2 水库群供水调度多目标优化模型 155
5.3.3 模型求解——NSGA-II 156
5.3.4 调度规则优选——SEABODE方法 158
5.4 实例应用与结果 159
5.4.1 枯水典型年划分 159
5.4.2 规划水平年设计用水 160
5.4.3 调度规则方案集 161
5.4.4 调度规则方案优选 162
第6章 河流栖息地模型研究 167
6.1 变化环境下的河流栖息地影响研究 167
6.1.1 河流生态水文指标 167
6.1.2 栖息地统计模型 169
6.2 梯级水库对河流水文情势的影响分析 172
6.2.1 水文指标变异分析 172
6.2.2 水温情势变化分析 175
6.3 中华鲟栖息地模型 176
6.3.1 水动力模型建立与验证 176
6.3.2 适宜栖息面积计算 179
6.3.3 栖息地多元统计评价 181
参考文献 184
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