摘要
洪水是世界上最严重的自然灾害之一，影响范围广，可能造成巨大的经济损失和人员伤亡。水库对洪水具有较强的控制能力和调蓄作用，在不增加额外工程投入的情况下，水库防洪优化调度，是一项重要的可以提高水库防洪能力的非工程性防洪措施，起到调节洪峰、存蓄洪水、减轻甚至避免洪涝灾害的效果。因此开展水库防洪调度研究具有重要的科学意义和应用价值。本文对智能优化算法之一的遗传算法进行研究并加以改进，以淮河干流王家坝以上流域为例开展水库（群）防洪优化调度研究。本文的主要研究成果包括： （1）针对传统的遗传算法在水库防洪调度过程中遭遇的约束条件过多难以处理的问题，本文对其进行改进，提出一种更优的初始种群产生方法。并以淮河流域的佛子岭水库为例，采用2场典型洪水验证改进遗传算法的有效性。结果表明，改进遗传算法中用于生成初始种群的方法能够缩小初始解的生成范围，减少惩罚函数的数量从而使模型应用更为便捷。 （2）基于改进后的遗传算法求解模型，以淮河流域的出山店水库为背景进行考虑区间洪水的水库错峰防洪调度研究。分别构建基于调度规程、考虑补偿调节的水库防洪调度模型，以马斯京根法将水库泄流及区间洪水演进至下游防洪控制断面，从水库防洪调度过程、下游控制站点的洪水过程两方面探究不同防洪调度模型的优点及适用性，并为下一章水库群防洪联合调度奠定基础。 （3）以暴雨中心偏南的区域性大洪水为例，对淮河干流王家坝以上流域的出山店、南湾、宿鸭湖水库建立水库群防洪联合优化调度模型，分别讨论了基于最大削峰准则、剩余防洪库容最大准则及二者相结合的三库联调对下游防洪控制站点王家坝站洪水过程的影响。结果表明，相较于各水库单独的规程调度，水库防洪联合优化调度能够同时保证水库自身及下游防洪控制站点的防洪安全。同时，基于剩余防洪库容最大准则的调度方式考虑了库容分配策略，可以使南湾水库帮助分摊部分出山店水库的防洪压力，有助于降低水库群面临的防洪风险。
NETL