跨流域引水期间受水水库引水与供水联合调度研究

针对跨流域引水工程中受水水库引水与供水联合调度问题,建立了供水量最大与引水效率最高的多目标联合调度模型,并将其分解成两个单目标调度模型,应用长系列模拟优化的方法,求解受水水库引水与供水联合调度图及其调度规则。以大伙房水库输水应急入连工程规划为基础,采用本文建立的模型方法对其受水水库碧流河水库进行实例研究,先后求解引水期间水库最大可供水量以及如何高效引水的问题。结果表明,进行联合优化调度后,可提高跨流域引水的有效性,从而增加受水水库的综合效益。     

松江跨流域引水梯级电站群长期优化调度方法

结合松江跨流域引水梯级水电站群,建立了长期优化调度模型及求解方法。该模型首先确定初步的引水流量,然后以典型日负荷曲线为基础构建调峰电价曲线,以调峰效益最大为目标构建梯级水电站群优化调度模型,采用逐步优化算法、逐次逼近算法和状态逐密离散微分动态规划联合对模型进行求解。通过不断调整引水流量,对目标函数进行寻优,确定引水流量及相应的各水库调度方案,以充分发挥跨流域引水水库的调节与补偿能力。成果可直接应用于松江流域。     

优化引调水规则的跨流域水库联合调度研究

为解决跨流域水库群最优供水调度问题,以忻定盆地-阳泉跨流域供水系统为例,结合该地区的水库群及供水区特点,优化引调水规则和供水规则,设置引水控制线和减少引水控制线将受水水库库容分为3个区间,设置调水控制线将水源水库库容划分为2个区间,以此建立跨流域水库联合调度模型进行合理调度。结合实例对优化后的引调水规则和优化模型的可行性进行检验,结果表明:优化后的引调水规则和调度模型减少了弃水量,提高了忻定盆地-阳泉跨流域水库群联合调度的引水效率。     

遗传算法在大伙房跨流域引水工程优化调度中的应用

在大伙房水库跨流域调水工程规划成果的基础上,重点研究遗传算法在制定优化调水方案中的应用。结合调水工程实际情况建立了优化调水模型,然后用遗传算法对该优化模型进行求解,并解决了求解过程中遗传算法计算各环节的问题,得到了优化方案。与传统的长系列调节计算结果相比,在相同供水指标和保证率条件下,优化调度方案引水少、弃水也少,更优先地利用了当地(受水流域)的水资源。     

毕节市白甫河流域水库群联合调度供水研究

为了保证白甫河流域内生活用水、下游生态用水、毕节煤电化一体化项目的供水及工农业用水,对流域内的6个水库进行联合优化调节计算,以水库群的年供水量最大为目标,建立水库群联合调度模型并进行优化求解.     

毕节市白甫河流域水库群联合调度供水研究

为了保证白甫河流域内生活用水、下游生态用水、毕节煤电一体化项目的供水及工农业用水,本文对该流域内的6个水库进行联合优化调节计算,以水库群的年供水量最大为目标,建立了水库群联合调度模型,并进行了优化求解。     

耦合中期、长期径流预报的跨流域引水受水水库调度图研究

针对跨流域引水工程受水水库如何提高引水有效性的问题,本文基于参数-模拟-优化模型(PSO),研究耦合中期、长期径流预报信息的跨流域引水受水水库调度图。结合碧流河水库实例研究,提出利用长期径流预报修正调度图引水上下限及采用"库容+中期径流预报"制定引水决策的方法。通过比较多种预报调度图的模拟结果及调度风险分析,论证耦合中期、长期径流预报调度图的合理性。结果表明:应用耦合长期、中期径流预报信息的调度图可有效减少跨流域引水量,提高水资源利用率,且相比仅考虑长期径流预报的调度图降低了缺水风险。     

基于引水限制调度线的并联水库系统供水优化算法及应用

以实现梯级水库群或者水源连通工程水量补偿式调节为目标,针对并联水库的联合供水特征,采用引水限制调度线控制引水水库可引水量,引入粒子群算法构建了并联水库优化调度模型。通过优化引水调度线提出可以改进并联水库系统的调度规则和调度方法,将优化和常规调度有机结合,并根据并联水库系统实际运行条件设置模型的目标函数、约束条件和参数设置方法。以X市S水库和L水库组成的并联水库系统为实例,采用该模型进行优化模拟。结果表明:并联水库系统经优化年均弃水量比两库单独供水的弃水量减少5 496万m~3,末库容比两库单独供水时提高203万m~3。在95%供水保证率时,并联水库系统供水系统的年供水能力比双库单独供水能力之和提高了5 556万m~3。优化形成的引水限制调度线分布形态合理,并联供水系统经过优化大幅度提高了水库系统的供水能力,证明了基于引水限制调度线的并联水库系统供水优化算法的可行性,该方法对并联水库联合调度具有重要参考价值。     

冶峪河流域供水水库优化调度及用水补偿研究

针对梯级水库供水优化调度中模型目标的选择往往只重视综合效益的最大而无法协调各方面的利益,提出梯级水库优化调度与用水补偿相结合的思想,对用水削减方给予一定补偿。以冶峪河流域为研究对象,建立流域可供水量之和最大的多水源联合调度数学模型,采用蚁群算法,对模型进行求解,并根据流域实际分析用水削减方的用水补偿方案。结果表明:上游屯庄水库的运行,影响下游黑松林水库多年平均灌溉水量从1022.7万m3减少到851.2万m3,使黑松林水库灌区供水保证率减小了13.43%;而对下游灌区的用水补偿方案可以设定近期和远期两种补给方案后达到平衡。蚁群算法在研究梯级水库调度中计算速度快、收敛性好;水库调度与用水补偿相结合,可以最大限度地满足各部门用水需求,有效解决流域上下游和不同行政区之间的用水矛盾,为梯级水库供水优化调度提供了一种新的模式。     

金昌二坝渠调水系统水能水量优化调度研究

针对金昌市二坝渠调水系统中供水水库与受水水库间输水渠有较大落差的特点,为解决输水渠不合理的年调水流量过程造成渠道梯级电站弃水量较大和受水水库供水综合效益低等问题,研究以水库缺水量最小和渠道蕴藏水能资源最大为优化目标,建立了调水系统水能水量联合调度模型。采用基于Pareto强度的多目标遗传算法求解调水流量序列的非劣解集,并基于最优调水流量过程利用"优化-模拟-仿真"的技术框架模拟分析了供水水库与受水水库的调度函数与调度规则。结果表明:优化调度方案合理可行,提高了渠道调水的有效性,增加了受水水库的综合效益,获取调水与发电双赢。     

Simulation-optimization model of reservoir operation based on target storage curves

This paper proposes a new storage allocation rule based on target storage curves. Joint operating rules are also proposed to solve the operation problems of a multi-reservoir system with joint demands and water transfer-supply projects. The joint operating rules include a water diversion rule to determine the amount of diverted water in a period, a hedging rule based on an aggregated reservoir to determine the total release from the system, and a storage allocation rule to specify the release from each reservoir. A simulation-optimization model was established to optimize the key points of the water diversion curves, the hedging rule curves, and the target storage curves using the improved particle swarm optimization （IPSO） algorithm. The multi-reservoir water supply system located in Liaoning Province, China, including a water transfer-supply project, was employed as a case study to verify the effectiveness of the proposed join operating rules and target storage curves. The results indicate that the proposed operating rules are suitable for the complex system. The storage allocation rule based on target storage curves shows an improved performance with regard to system storage distribution.     

Simulation and Optimization of Multi-Reservoir Operation in Inter-Basin Water Transfer System

Inter-basin water transfer projects are usually considered as one of the most effective facilities to balance the non-uniform temporal and spatial distribution of water resources and water demands by diverting water from surplus to deficient area. However, the operation of these projects are always daunting, especially for projects with multi-donor reservoirs but only one recipient reservoir. In this study, a set of water transfer rule curves are firstly proposed to determine when, where and how much water should be diverted from each donor reservoir. In addition, a simulation-optimization model with the objective to minimize both water shortage risk and vulnerability is established to derive the optimal operation rule curves. Following that, the new transfer rules are applied to provide guidelines for the operation of a water transfer-supply project with two donor reservoirs in central China. The effects of water diversion on each reservoir are evaluated under different scenarios including no diversion, diversion from the donor reservoir with relatively sufficient water, diversion from the donor reservoir with relatively limited water, and diversion from both donor reservoirs. The results show the advantages of improving the performance of whole water diversion system and demonstrate the feasibility of the proposed approach.     

跨流域供水水库群联合调度规则研究

针对跨流域供水水库群联合调度存在的主从递阶结构,提出了调水规则和供水规则相结合的跨流域供水水库群联合调度规则。其中,调水规则由一组基于各水库蓄水量的调水控制线表示,根据其间的相对位置关系,决定是否调水,调水量如何分配等;供水规则由各库供水调度图表示,对应于不同用水户的限制供水线将水库的兴利库容分为若干调度区。建立了适合于主从递阶结构的水库群联合调度二层规划模型,采用并行种群混合进化的粒子群算法对模型进行求解。中国北方某大型跨流域调水工程的实例研究证明了模型的合理性和有效性。     

Water Transfer Triggering Mechanism for Multi-Reservoir Operation in Inter-Basin Water Transfer-Supply Project

This paper proposes a new water transfer triggering mechanism for multi-reservoir system to divert water from abundant to scarce regions with a constant diversion flow in an inter-basin water transfer-supply project. Taking into account of the uncertain nature of inflow, the storage of reservoir is taken as a signal for decision-making to indicate water abundance or water scarcity. In this study, a set of rule curves based on storage of donor reservoir and storage of recipient reservoir are used together to determine when to start water transfer. To initiate water diversion to each recipient reservoir effectively, several water transfer rule curves of the donor reservoir are set for each recipient reservoir respectively in the multi-reservoir system with one donor reservoir and several recipient reservoirs, which is the main difference in comparison with other water transfer triggering mechanisms. In addition, a systematic framework is developed to integrate the water transfer rule curves with hedging rule curves to simultaneously solve the water transfer and water supply problems, since they interact with each other during the operation process. In order to verify the utility of the new water transfer triggering mechanism, an inter-basin water transfer-supply project in China is used as a case study and an improved particle swarm optimization algorithm (IPSO) with a simulation model is adopted for optimizing the decision variables. The results show that the proposed water transfer triggering mechanism can improve the operation performances of the inter-basin system.     

引江济淮工程水源区论证分析

水源区论证是引调水工程前期工作的重要内容。引江济淮工程调水规模大且水源区受影响因素多、影响涉及范围广,因此,对该工程水源区进行论证较为复杂。在开展有关规划依据、经济社会发展需求分析的基础上,对引江济淮工程进行了取水合理性分析;在考虑规划水平年工程取水水源论证范围内水库群的联合调度、增耗水以及跨流域调水等因素的基础上,对水源的可靠性进行了分析,同时,也对工程给水源区水文情势、水域主要功能和纳污能力、咸潮上溯等方面可能受到的影响进行了分析研究。分析结果表明,引江济淮工程取水合理、水源可靠、对水源区造成的影响较小。     

新安江水库供水后调度图优化研究

随着部分地区可利用水资源日益紧缺,水库需要承担更多功能,但不同功能间会互相影响和制约,优化水库调度图则是协调水库不同兴利目标之间矛盾的关键。以新安江水电站库区供水工程——千岛湖引水工程为实例,考虑年引水规模9.78亿m~3对新安江水电站造成的影响,通过降低调度图中部分丰水月份的保证出力和在降低出力区内增设供水保证线,最终提出调度图优化研究方案。结果表明:水库按优化调度图运行可减少因引水造成的年发电量损失,并能较好地控制水库水位和下泄流量的变化程度。研究成果可为解决水库发电和其他兴利目标之间的矛盾提供借鉴。     

云南蜻蛉河大型灌区水库联合优化调度

针对蜻蛉河大型灌区在干旱条件下的水资源供需矛盾突出的问题,选取径流资料、灌区用水资料和水库资料建立了灌区水库优化调度模型。结果表明:在保证率为75%的情况下引水总量为668.25万m3;其中胡家山水库引水最多,大康郎水库引水最少。     

复杂跨流域调水系统联合优化调度研究——以陕西省引嘉入汉调水工程为例

针对两个调水区联合调水供给同一受水区的复杂跨流域联合调度,建立了多目标联合优化调度模型,采用大系统分解协调(LSSDC)理论与方法,构建了联合调度最优决策制定模式,并以陕西省汉江与嘉陵江流域内的引汉济渭及引嘉入汉调水工程为例,通过1955-2010年55 a长系列优化调度,验证了复杂调水系统内部互补性及其优化调度规则的实用性。结果表明：通过联合优化调度,复杂调水系统能够有效提高调水效率,降低调水过程波动,更利于工程实际运行管理。     

无锡水源地贡湖引水改善水质效果分析

为了分析“引江济太工程”对无锡市主要饮水水源地贡湖南泉水质的影响,建立了太湖二维水量水质模拟模型。在设定引水水质与水源地水质的条件下,针对常规和突发污染事故调度情况,模拟分析了引水枢纽望亭立交及梅梁湖泵站不同引水流量对南泉水源地水质的影响,掌握了水源地水质的恢复时间及恢复过程与引水流量的关系。研究结果可为水资源管理部门决策、优化工程调度、水源地供水安全保障提供科技支撑。