前言

我国地处北半球欧亚大陆的东南部，东南濒临太平洋，西北深入亚洲腹地，西南与南亚次大陆接壤，受季风气候的影响，降水主要集中在夏季，大部分地区每年汛期（6—9月）连续4个月的降水量占年降水总量的60%～80%，连续枯水或丰水的年份较为常见。因此，我国是世界上洪涝灾害最为严重和频繁的国家之一，其对社会经济造成的损失占各种自然灾害的首位。所以通过研究现有水利工程科学合理的控制运用，以实现防洪减灾与洪水资源化，是一个具有重大现实意义的课题。

实现防洪减灾与洪水资源化涉及的问题很多，其本质是在掌握区域洪水发生的基本规律、河道洪水的运动特性和对未来洪水准确预报的基础上，利用水利工程对洪水进行科学合理的调度。本书围绕水库群防洪调度与洪水资源化课题，对洪水的退水规律、汛期的变化规律及水库群防洪优化调度等理论问题开展研究，并结合滦河流域潘家口、大黑汀、桃林口水库群的实际，开展了相关研究。重点主要集中在以下几个方面：

（1）针对退水预报模型在参数估计中存在的问题，提出了基于差分进化的退水预报模型的参数估计方法及评价准则。应用差分进化算法分别对线性模型、非线性模型和指数模型进行参数估计，并利用均方根误差和纳什系数对各模型进行评价。针对不同场次洪水的退水参数不尽相同的问题，通过分析场次洪水特征值与退水模型参数的耦合关系，建立了基于神经网络的退水预报模型的参数动态估计方法。

（2）应用差分进化算法对马斯京根模型参数进行优选，与多种算法的结果分析比较表明，差分进化算法不仅能获得最好的优化结果，而且参数的敏感性分析表明，在优化马斯京根参数时该计算方法的计算结果稳定性较好。

（3）提出了以潘家口水库控制流域的旬暴雨日数、旬平均雨量、旬最大1d雨量、旬最大3d雨量、旬最大7d雨量、旬多年平均入库流量、旬最大3d洪量、年最大洪峰出现次数指标为研究对象，利用量变与质变判别模式进行洪水汛期分期识别。实例计算结果表明，洪水汛期分期指标的物理意义明确、数学概念清楚、计算方便、分期确定较为客观、符合实际。

（4）以滦河流域潘家口、大黑汀、桃林口三水库联合防洪调度为例，以现有洪水预报水平为条件，研究了在保证工程和下游防洪区安全的前提下滦河流域洪水联合调度问题，针对各种级别洪水提出了该水库群联合防洪调度方式，给出对不同量级洪水的具体调度方案，充分发挥了各水库调洪、滞洪的作用，通过采用提前预泄、超蓄等调度措施，达到了在确保防洪安全的前提下，实现洪水资源化的目标。

本书是在系统总结作者近年来的研究成果的基础上形成的，在编写过程中，参阅和引用了大量相关文献，在此谨向有关作者和专家表示感谢。本书能够问世，要特别感谢我的硕士导师邱林教授和博士生导师陈守煜及周惠成教授，感谢他们多年来在我求学和工作中，在诸多问题上给予的指导和帮助。

本书的编写得到了河南省高校科技创新人才支持计划项目（13HASTIT034）、河南省高校科技创新团队（14IRTSTHN028）、水资源高效利用与保障工程河南省协调创新中心资助。

作者还要特别感谢中国水利水电出版社的同志为本书出版所付出的心血，没有他们的辛勤工作，本书就难以面世。

限于作者水平有限，且部分成果内容有待进一步深入研究，难免有疏漏或错误之处，恳请读者多提宝贵意见！

著者

2015年7月