钱塘江流域1995年型特大洪水防御形势分析

为复核现状水利工程洪水防御能力,完善防洪体系建设,积极应对特大洪水。以钱塘江流域1955年实测特大洪水为例,通过构建水利计算数据模型,分析在现状工程条件下,应对特大洪水的防御方案及洪水风险。结果表明,流域内重要大中型水库需结合洪水预报,及时降低水库起调水位,拦蓄洪水,实现与干流洪峰的错峰调度,才能提高应对特大洪水的能力,有效减少洪灾风险。     

洪水不可控特性对水库防洪安全的影响

针对洪水进入不可控阶段给水库防洪安全水平带来的影响,主要探讨了水库洪水调度中反映安全水平的调洪最高水位、最快下泄时间两个参数,重点分析了起调水位、入库洪水量级和洪水是否可控的相互关系,提出判别洪水是否可控的条件,在此基础上提炼了最快下泄时间这个影响防洪安全的综合参数,并分析起调水位、洪水量级、调度方式对其影响的变化情况。实例应用结果表明,起调水位较洪水量级对最快下泄时间的影响大,且预泄对其影响也较为显著,为进一步构建水库洪水调度安全度量化评价系统提供了依据。     

基于洪水预报信息的桓仁水库后汛二期洪水调度规则研究及应用

针对桓仁水库后汛二期存在弃水量大、洪水资源利用率不足、电厂效益低的问题,根据洪水预报信息、洪水预报精度及误差分布,拟定了以"预报累积净雨量"和"库水位"为判别指标的桓仁水库后汛二期洪水调度规则。利用该规则调节5~30年一遇的设计洪水及20场实测洪水,结果表明在不增加原设计防洪风险的情况下,与原设计调洪规则相比,洪水资源和水能资源利用率均得到提高。     

基于预报调度的河口村水库汛限水位动态控制域研究

开展实时预报调度是实现汛限水位动态控制的重要手段之一,构建了以削峰率最大为目标的水库实时防洪调度模型,提出了防洪库容分期动态使用的方法,选取河口村水库历史洪水及百年一遇洪水过程,通过实时预报调度仿真,在保证足够安全裕度的条件下,确定了河口村水库汛限水位动态控制值的上限为250m,在不增加防洪风险的前提下,多场次洪水平均可增加的洪水资源利用量为4 070×104 m3。     

乌江中下游干流梯级水库洪水资源利用方式研究

汛期在保障防洪安全的前提下合理利用洪水资源,是提高乌江中下游干流构皮滩、思林、沙沱和彭水水电站综合效益的有效手段。在分析乌江干流中下游洪水资源特点和洪水资源利用原则的基础上,提出了基于"控制对象允许蓄量"的梯级水库洪水资源利用方式,以协调多水库和多防洪保护对象的相互影响,并以1963年实际洪水过程为例进行模拟调度,从防洪、兴利的角度综合分析了洪水资源利用效益。结果表明,所提出的洪水资源利用方式能有效提高乌江干流梯级水库洪水资源利用率,有利于提高梯级水库的综合效益。     

清江梯级和三峡梯级防洪库容投入时机方案研究

针对三峡和清江梯级水库群防洪库容投入时间问题,分别从各梯级投入时机、各水库投入次序展开讨论,并分析了不同时机方案对荆江河段的防洪补偿联合调度效果。结果表明,在清江洪水与长江洪水遭遇前提下,采用清江梯级水库防洪库容首先投入运用、不足部分由三峡水库承担的联合运用方式。选取1954年典型洪水,按清江梯级水库配合三峡水库的联合防洪调度方式计算得出,可将荆江河段的防洪标准由100年一遇提高至124年一遇。     

桓仁水库后汛二期洪水预报调度方式及调度规则制定

针对桓仁水库后汛二期弃水较多,洪水资源利用率不足,电厂效益低的问题,在分析桓仁水库后汛二期未来24h降水预报信息可利用性的基础上,制定了耦合洪水预报信息和降水预报信息的桓仁水库后汛二期实时防洪预报调度规则。风险分析结果表明,未来24h降水预报信息漏报时不会增加防洪风险,空报时也不会增加蓄水风险。应用所制定的洪水调度规则对13场实际洪水进行预报调度,在不降低原设计防洪标准的前提下,平均每场洪水减少弃水1.07×108 m3,增发电量1.96×106kW·h。研究成果可为水库后汛期洪水调度及资源化利用提供参考。     

基于设计洪水过程线法的百色水库汛限水位动态控制

为提高百色水库对洪水的调节作用和洪水资源化利用效益,对百色水库进行分期汛限水位动态控制。先对百色水库进行汛期分期,计算各分期设计洪水;然后,采用老口水库与百色水库洪水同频、区间洪水按实际典型组成分配及老口水库与区间洪水同频、百色水库洪水按实际典型组成分配两种工况,分析了主汛期、汛末期南宁市洪水地区组成;最后,针对百色水库主汛期和汛末期不同汛限水位,对百色、老口水库进行联合洪水调度,得到百色水库主汛期汛限水位调整域为214~215 m;汛末期汛限水位调整域为214~223 m。由此可知,对百色水库进行汛限水位动态控制可提高洪水资源化利用效益。     

龙羊峡水库年末运行水位控制研究

龙羊峡多年调节水库年末运行水位控制是关系到黄河上游梯级水电站整体效益的关键问题。在分析影响龙羊峡龙刘两水库年末运行水位主要因素的基础上,结合黄河上游梯级水库联合调度的特点,建立了龙羊峡水库模拟调度模型,拟定以三个来水典型年和不同起调水位的组合方案,在满足下游综合用水基本要求的前提下,重点从发电量和弃水概率两方面分析论证了龙羊峡水库年末运行水位的合理控制区域。研究成果对今后龙羊峡水库调度运行和其他类似多年调节水库的调度具有一定的参考价值。     

基于Copula方法的渭河多站点洪水风险转移模拟

鉴于联合洪水风险的研究对水库建设和调度具有重要意义,基于Copula方法,建立了渭河流域的多水库联合洪水风险分布,以渭河支流的咸阳、华县、张家山站为例,每两个站点建立Pair-Copula分布,利用K-plot及Chi-plot分析两站点间的相关性,并根据咸阳和华县不同的洪水风险水平,利用Copula联合洪水风险分布,计算了张家山相应洪水风险及洪量。研究结果可为张家山水库的建设工程提供建设性建议与决策支持。     

干支流洪水组合在航道通航条件影响评价中的应用

受干流回水顶托影响的支流水流条件复杂,干支流洪水组合随机性大。根据干支流河道上水文站历史洪水遭遇情况,分析桥位处可能出现的极端水流条件,研究干支流洪水组合情况,确定与通航净空尺度和通航水流条件有关的控制性工况,并运用二维数学计算模型对各控制工况进行计算。通过对比各工况条件下的通航水位和工程实施前后通航水流条件参数,评价工程实施对航道的影响,研究结果为工程决策提供相关依据,并为类似工程水文分析提供了参考。     

梯级水库下游工程施工导流流量优化设计研究

通过汛期临时改变梯级水库上游可调节水库运行方式,提出减小梯级水库下游工程施工导流流量的优化设计方法,并以黄河上游积石峡水电站施工导流流量的优化设计为例进行分析计算。     

对龙羊峡水库实施动态汛限水位的思考

在对黄河上游龙羊峡以上流域产汇流特性和洪水规律分析的基础上,结合水文预报开展情况,论述了三方面的内容:分期划分汛限水位;利用洪水规律,提高汛后期洪水落水段汛限水位;充分利用多年调节水库较大的调节库容,处理好小概率洪水与常见洪水的防洪问题。尤其是第三个问题,应引起重视。结果表明,在龙羊峡水库实施动态汛限水位是可行的,实施动态汛限水位在水资源短缺的黄河流域显得更为重要。     

基于暴雨洪水相似性分析的洪水分类研究

目前,水库通常仅选取一场洪水过程作为典型,确定的汛限水位为一个值或一个动态控制域,洪水资源利用率仍有提高的潜力。通过分析暴雨洪水演化过程中的相似性指标,基于历史洪水资料分析了暴雨洪水在形成过程中的相似性,对暴雨洪水的天气成因进行了定性分析,分别采用相关系数法和加权距离系数法计算了暴雨洪水演化过程的相似系数,从而对暴雨洪水进行了分类,并以大伙房水库为例,根据暴雨洪水的相似性,将洪水分为三类,为汛限水位动态控制的研究提供了参考。     

金沙江下游梯级汛前联合消落控制方式研究

流域梯级水库群汛前消落控制是水库调度的关键问题之一,而传统的判别系数法在确定水库群消落次序时未考虑弃水风险的存在,难以满足实际消落控制需求。为此,以金沙江下游梯级枢纽为例,构建了梯级水库汛前消落控制模型,针对不同典型来水并通过设定梯级各水库不同消落时机代入模型进行模拟调度,得到了梯级不同时机组合所对应的发电量和弃水量,从中推求出不同来水情景下兼顾发电和弃水的梯级水库最优消落时机。结果表明,确定的梯级消落控制方法能很好地适应不同的调度需求,可为金沙江下游梯级水库消落调度工程应用提供指导。     

斜流泵压力脉动模型试验研究

为探究斜流泵叶轮进出口处压力脉动的分布规律,通过模型试验测量斜流泵在不同叶片安装角度及扬程下叶轮进出口的压力脉动,运用时域和频域分析法对比分析压力脉动。结果表明,当扬程低于额定扬程时,随着扬程增加,泵运行趋于稳定,压力脉动相对幅值逐渐减小,当扬程达到额定扬程后,压力脉动相对幅值达到恒定值;叶轮出口处离转轮位置较近,受叶片旋转作业的影响较大,导致出水流道处压力脉动相对幅值较进口处大;叶轮进口处压力脉动频率以3倍转频为主,2倍转频脉动干扰较明显;叶轮出口压力脉动较复杂,在6倍转频处波动最大,同时伴有低频脉动。研究成果可为斜流泵设计与管理提供理论依据。     

基于RVA法的黄河中游建库后河道水文变异分析

为了了解水利工程修建后河流天然水文情势受干扰的程度,针对黄河中上游流域特点,利用RVA法分析了万家寨、龙口梯级水库调度前后黄河中下游河道的水文条件变化情况。结果表明,黄河中游段水文条件因上游梯级水库的调度发生了较大变化,其中黄河中游段河曲断面的水文情势为中度改变。建议通过估算下游河道生态需水流量过程、优化水库调度方式来开展水库生态调度。     

龙羊峡-刘家峡水库连续枯水年优化调度研究

针对以龙羊峡-刘家峡为主的黄河上游梯级水库群在遭遇连续枯水年这种极端气候条件下的优化调度问题,建立了黄河上游水库群优化调度模型,提出改进的逐步优化算法(ICGC-POA)并对模型进行求解,从水库供水与发电、运行情况、防凌、生态等方面对模型结果进行分析。结果表明,在连续枯水年中,模型优化后的龙羊峡-刘家峡梯级水库群发电量及供水保证率得到大幅提高,研究结果可为黄河上游水库群在遭遇连续枯水年时的调度提供理论基础和决策依据。