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。     

区间水优先的水库群引供水调度规则研究

【目的】随着跨流域调水工程不断地发展与完善,没有调节能力的闸坝逐渐与水库共同参与到调度中来,对需要考虑多流域丰枯特性和多水库调节能力的调度规则制订提出了更大的挑战。【方法】为此,提出在调水中相对于水库优先利用区间水的原则,以此构建系统总弃水量最小的调度模型,利用改进的遗传算法求解得到调度规则。并且,以石湖-龙湾-碧流河水库与黑鱼汀闸坝联合的引洋入连引调水工程作为研究实例进行对比。【结果】结果显示,相比于常规调度,优先利用区间水的调度规则方案规避了系统深度破坏,满足95%保证率的城市供水需求,多年平均引水量增加了0.79亿m³,系统年均弃水量减少了2.1亿m³。【结论】该研究方法较好地提高了区间水的利用率及系统的用水效率,可为有闸坝参与的跨流域调水系统的调度提供科学参考和技术支撑。     

黄河梯级水库群多过程协同调度模型与方法

黄河水少沙多,河道内外用水矛盾突出,梯级水库群调度下供水、输沙、发电、生态等用水过程之间存在复杂的竞争与协作关系,协同调度是提升综合效益的重要途径。本文采用多尺度嵌套和多过程耦合方法,建立了融合供水、输沙、发电、生态等过程的黄河梯级水库群协同调度模型,研究以综合满意度为引导的优化求解方法,选取代表径流系列,提出多过程协同调度方案。结果表明,通过优化黄河梯级水库群蓄泄秩序和下泄过程,协调多用水过程的关系,能显著提高水库调度的综合效益：通过优化河段取水过程,实现了供水时空均衡,流域缺水率控制在11.6%～18.8%;优化水库拦沙-河道输沙过程,减少水库淤积0.65亿t,增加河道输沙1.16亿t,下游河道年均冲刷0.26亿t;优化梯级水库群发电下泄过程,增加发电量64.25亿kW·h;优化断面流量过程,增加非汛期生态水量4.88亿m³。本研究可为梯级水库多目标调度与流域综合管理提供方向性参考。     

新疆山区水库参与调度后平原水库废弃可行性分析

新疆山区水库参与调度后部分平原水库可不再承担原有任务,使平原水库废弃成为可能。以玛纳斯河灌区夹河子水库为例,对比分析夹河子水库废弃前后灌区种植业与水库群联合调度方案的变化,确定平原水库废弃的可行性及对灌区种植业与水库群联合调度等的影响。结果表明:夹河子水库废弃可以降低水库群年蒸发(980.9万~1 884.0万m³)与渗漏(135.7万~878.2万m³)损失;丰水年与平水年增加水库群弃水量(分别增加3 474.4万,1 360.1万m³),枯水年减少弃水量(2 140.1万m³);显著提高灌区种植业产值(30.8%~43.9%)与种植面积(17.4%~29.9%)。故山区水库参与调度后夹河子水库废弃可行,而新疆其他类似地区也可以有选择地废弃部分水深浅、库容小、安全状态差的平原水库。     

考虑电能消耗成本的城市供水系统优化调度方法研究

为了高效地对城市供水系统进行调度,利用优化方法,对系统调度进行优化。从电能消耗成本的视角,结合宏观模型和罚函数,构建供水系统优化调度模型。结果显示,优化调度模型能调节供水流量,减少供水费用;时段3下,A水厂优化流量为3 166.25m³/h,比实测流量大668.35m³/h; A、B两座水厂平均节约供水费用率为5.80%。研究方法提高了城市供水系统调度的效率,降低了水厂运行成本。     

考虑调水和供水规则的水库优化调度

针对用于调节当地地表水资源的水库受多水源影响需要制订新调度规则的问题，考虑非常规水调蓄能力低的特点，在优先配置非常规水的基础上对受水区水库设置调水和供水规则，建立了考虑调水和供水效率的水库优化调度模型，并采用理想点法和遗传算法对调度规则寻优。将模型应用于威海市区米山水库，结果表明：与标准调度策略相比，优化后的水库调度规则使多年平均调水量减少2 692.4万m³,多年平均弃水量减少417.5万m³,提高了天然来水和外调水的利用率；枯水年对外调水的依赖性高于丰水年和平水年，平均调水量仅减少398万m³;在该调度规则下，减少外调水量的同时增加非常规水的配置可将农业供水保证率从75%提高到88.4%。     

应对2022年枯水的长江上游水库群联合调度方案

2022年长江汛期来水特枯,针对2022～2023年长江枯季来水预测持续偏少,长江上游水库群2022年9月初蓄水量严重不足,枯水期抗旱保供水困难等问题,充分考虑特枯水条件下的调度约束,分阶段明确蓄水期、枯水期调度目标,研究并提出了保障长江流域供水和航运等多目标需求的联合调度方案,并在实时调度中付诸实践。结果表明：以提出的联合调度方案为指导,2022年11月上旬长江上游水库群最大蓄水量495.9亿m³,取得了良好的蓄水成效;枯水期(12月至次年4月),长江上游水库群有能力实施联合补水调度维持三峡水库下泄流量在7 000～7 500 m³/s,可基本保障长江中下游干流的供水、航运、发电、生态等需求。     

水库群供水调度预警系统研究及应用

针对水库供水调度的实时性和不确定性,通过分析入库径流超越机率,以缺水率最小为目标函数,建立水库群供水调度模型,并应用基于免疫进化的蚁群算法对模型进行求解,绘制水库群供水调度操作规线;应用模糊数学、信息熵等原理,确定现状水库供水指标D、未来供水水情指标S以及水库供水预警指标和应变措施,建立了水库群供水调度预警系统。实例计算表明,本文建立的水库供水预警系统能够合理、有效地为调度操作人员提供正确、及时的决策。     

基于智能算法的水库群联合调度图优化

简述水库群联合调度的特点及有关优化方法,采用群智能算法与渐进最优性算法相结合的优化方法对水库群联合调度图中的兴利调度图进行优化,给出了供水量和水位同时优化及供水量和水位交替进行优化两种情况下的具体优化步骤。认为优化水库群联合调度图对充分发挥水库工程的群体作用,进一步提高水资源利用的整体效率和综合效益具有重要意义。     

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.     

考虑生态流量的小流域水库群联合调度研究

在小流域开展考虑生态流量需求的水库群联合调度,成为改善小流域河道生态环境的重要途径。采用水库群模拟优化方法建立了考虑下游河道生态需水的水库群多目标联合调度模型。模型依据流域内水库群的调节能力和调度目标,将水库群划分为3类;以供水目标为优先原则,确立水库群的调度方式和调度图。在此基础上,采用多目标遗传算法（NSGA-II）求解水库群联合调度的调度图。最后以重庆市龙溪河流域为研究实例,对不同生态需水流量下的水库群多目标调度效益进行对比分析。结果表明,生态流量的增加对流域内的农业用水影响最为明显,水库群多目标调度成为平衡各目标之间竞争性的重要方式。     

2022年长江流域水库群抗旱补水调度实践与思考

2022年，长江流域遭受严重旱情。为缓解长江中下游严重枯水给供水、灌溉等用水需求带来的影响，保障流域粮食安全、供水安全，在水利部统一部署下，长江水利委员会同湖南、江西省水利厅分别于8月中旬和9月中旬实施了两次长江流域水库群抗旱保供水保秋粮丰收补水调度。在分析长江中下游用水需求、前期水库群蓄水及调度情况和来水预测的基础上，确定了调度长江上游、洞庭湖水系、鄱阳湖水系水库群的抗旱补水方案，两次专项行动分别补水35.7亿，25.9亿m³。根据2022年长江流域水库群抗旱补水调度实践，提出了存在干旱预报能力有待提升、旱区用水需求掌握不够精准、抗旱补水调度规则体系有待建立和抗旱调度基础研究有待深入等问题，并提出了有针对性的建议。     

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。     

基于需水过程线的多级泵站扬水灌区供需水量优化调度

为了改善红寺堡扬水系统供需水量在时间维度上存在的不协调问题,以需水过程线和泵站设计流量线为比较对象,构建扬水系统内泵站供需水流量优化调节模型,分析不同时段的灌溉面积、高效节水面积比重和灌溉定额等因素引起的需水流量与泵站设计流量关系。基于需水过程线多级泵站扬水灌区供需水量优化调度模型包括流量平衡模型、需水过程线模型和流量调节模型,对红寺堡扬水灌区4种工况进行模拟。结果表明：在高效节水面积占比为60%时,随着灌溉面积从6.02×10⁴ hm²增加到6.77×10⁴ hm²,红三泵站控制灌域内调蓄水量从1.47×10⁶ m³增加到8.49×10⁶ m³,其他3座泵站调蓄规模保持不变;在高效节水面积占比为80%时,红一泵站和红三泵站不调蓄,红四泵站和红五泵站的调蓄规模分别为3.08×10⁶ m³和0.47×10⁶ m³。此模型构建与应...     

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。     

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。     

跨流域引水后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，先后求解引水后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。     

基于多目标调节的东庄水库运行可靠性研究

为了解决东庄水库供水系统中需考虑供水、发电、生态等问题,通过构建调水调沙情景下考虑供水-发电-生态需求的东庄水库多目标调度模型,并采用随机森林算法提取东庄水库调度规则。结果表明：东庄水库可以保障下游河道的生态基流需求,多年平均生态供水量为1.66亿m³;供水受调水调沙的影响较大,中线、北线和南线多年平均缺水量分别约为0.33亿m³、0.21亿m³、0.07亿m³;t、t+1时段入库流量、t+1时段总需水量、t时段初、末水位是东庄水库调度函数的关键决策因子。研究成果可为未来东庄水库协调多目标间的竞争关系、制定科学的调度规则和提高东庄水库运行可靠性提供参考。     

调水背景下丹江口水库优化调度与效益分析

针对南水北调中线一期工程建成调水这一新常态下丹江口水库调度问题,从丹江口水库蓄水、供水、发电等不同运行任务出发,通过设定弃水最小化、发电量最大化调度目标函数和不同供水调度情景,建立了丹江口水库优化调度模型,构建满足丹江口水库调度运行方式的求解空间,采用1956—2015年丹江口天然入库径流系列,运用较成熟的动态规划优化算法对丹江口优化调度进行模拟,研究水源地枢纽丹江口水库不同调度目标函数和运行方式对下游区域水文情势和供需水平衡的影响,试图为提出可权衡汉江流域多方用水需求的丹江口调度运行方式提供基础支撑。结果表明:考虑南水北调中线一期工程引水后,采用丹江口优化调度方案的下泄水量>272亿m³,能够满足下游基础供水需求。     

基于模拟-优化模式的供水水库群联合调度规则研究

提出了基于模拟-优化模式的混联供水水库群联合优化调度规则求解框架。首先,通过构建虚拟聚合水库,编制联合调度图,以做出水库群对各用水户的供水方案;其次,通过优化成员水库供水任务分配因子,并结合供水水库群常规调度规则,实现共同供水任务在水库间的优化分配。采用改进粒子群算法 （NSPSO） 对观音阁-葠窝-汤河水库群联合供水调度模型决策变量 （联合调度图调度线位置和成员水库供水任务分配因子） 进行多目标优化,分析联合供水调度过程中目标之间的竞争关系,检验联合调度规则的合理性与有效性以及NSPSO算法的优化效率。