水库调度研究的若干进展

简要回顾了水库群调度优化方法的进展;介绍了生态友好型水库调度的概念,总结了其研究现状及研究重点;对求解水电站水库群优化调度这类高维、非线性问题作了初步分析。     

皂市水库生态友好型优化调度

以水电站年发电量最大为优化目标,以满足由逐月频率法计算的水库下游适宜生态流量下限为约束条件,构建皂市水库生态友好型优化调度模型,并利用该模型选取典型年,采用动态规划法进行皂市水库常规调度与优化调度的发电效益对比以及优化调度与生态优化调度的发电效益对比研究。结果表明,总体平均而言,皂市水库优化调度比常规调度年发电量可增加1.8%,基于保障下游河段生态径流过程的皂市水库生态优化调度比优化调度年发电量减少0.95%。     

山美水库预报调度

山美水库是一座具有防洪、供水、灌溉、发电等综合功能的大型水利枢纽工程,水库防洪预报调度的方法包括气象水文预报法、时段洪水预报法、参数值控制法、预泄调度法、补偿和错峰调度法等。文章通过洪水发生的实例,对这几种方法的综合运用进行了论述。     

长江流域大型水库实施生态调度方法框架研究

为减缓水库运行对河流生态环境的影响,开展生态调度已成为流域管理的一项重要内容。结合长江流域水利工程与生态环境背景,探讨了水库生态调度相关概念和主要调度内容;分析了生态调度与常规兴利调度的关系;从生态影响辨析、生态目标设定、生态流量确定、调度方案设计、经济可行性、生态监测反馈等方面探讨实施生态调度的方法框架;最后探讨长江流域生态调度面临的主要困难。研究结果将为长江流域未来实施生态调度提供一定的参考。     

基于RIA和Web Service的雅砻江水库群生态调度决策支持系统

以雅砻江水库群生态调度决策支持系统为背景,研究生态调度优化计算方法,建立了生态调度模型,同时介绍水库群生态调度决策支持系统的体系结构、功能和特点,探讨构建该决策支持系统的解决方案和关键技术;并基于RIA(Rich Internet Applications)和Web Service技术,ASP.NET技术开发出了体系先进、实用可靠和界面友好的分布式、可扩展性系统。     

基于水生态系统可持续发展理念的水库调度模式探讨

水库传统调度方式多为防洪和兴利调度,对生态调度的关注较少。文章从保障水库下游水生态系统可持续发展的理念出发,对水库调度过程中所应采取的生态调度方法和措施进行了分析和讨论。实践证明,水库的生态调度对改善或恢复被破坏的水生态系统、实现水生态安全健康可持续发展具有重要意义。     

水库多目标生态调度

分析了现行水库调度方法的不足,指出应在实现社会经济多种目标的前提下,兼顾河流生态系统需求,实行水库的多目标生态调度。文中讨论了水库多目标生态调度的方法,包括建立相应法规体系;保证维持下游河道基本生态功能的需水量;模拟自然水文情势的水库泄流方式;进行水库泥沙调控及水库富营养化控制;减轻水体温度分层影响;进行防污调度以及增强水系连通性等方面的调度技术。     

水库汛限水位动态控制综合信息模糊推理模式法及其应用

洪水实时调度中严格按照设计的汛限水位控制,即所谓的“静态控制法,”这种控制法造成一些水库汛期大量弃水,而旬末蓄不到正常蓄水位的问题。本文以申窝水库为例,建立了水库汛限水位动态控制综合信息模糊推理模式法,通过水库长系列调节计算,证明此方法在减少弃水,发电和供水等方面均有比较显著的效益。     

流域梯级水库群联合调度研究进展

在阐述国内外梯级水库群联合调度研究的基础上,系统分析了现阶段水库调度的新理念,讨论了梯级水库群联合优化调度在防洪和兴利方面的优点,论述了优化调度过程中确定性方法和不确定性方法的优缺点,并指出当前调度管理中存在调度管理信息化建设不够完善、对流域生态环境造成负面影响等问题。建议:1在运行模式方面将水库调度原则和电力市场原则相结合,在调度模型方面构建既符合实际又便于求解的模型,在模型求解方面引进新理论、新技术;2建立包含梯级水库计算机监测控制系统、水情自动测报系统等为一体的水库优化调度管理模式;3将生态调度纳入联合调度统一考虑,积极探索梯级水库群防洪、兴利与生态环境相互协调、统一的水库综合调度方式,将水库群对河流生态和库区水环境造成的负面影响控制在可承受范围内。     

水库生态调度研究实践及展望

综合国内外学者对水库生态调度的定义,认为水库生态调度是以保障国民经济和防洪安全为基础,以消除水库工程对河流及其沿岸与水有关的生态系统、生物群落的不利影响,恢复流域生态为重点,合理有效地蓄泄入库径流的一种新型调度方案。阐述了国内外关于水库生态调度的研究成果和实践过程,提出了今后研究的三大关注点:水库生态调度保护对象的确定以及调度技术指标的量化;水库生态调度效益的评定;水库生态调度管理体制的研究。最后得出结论:当前水库生态调度缺乏完整的体系,微观深入地定量研究和长期有效地常规调度是完善水库生态调度体系的关键。     

考虑水文改变生态指标的丹江口水库多目标优化调度

对水文改变指标进行分类、筛选并赋权,构建流量等级和流量波动 2 个生态指标;使用高斯径向基函数拟合 水库调度规则,以供水量、发电量和水文改变生态指标为目标函数,在丹江口水库开展多目标优化调度研究;分析 供水、发电与生态效益各指标间的竞争关系,寻求社会经济和生态效益均较佳的调度方案,论证生态流量的合理 性。结果表明：丹江口水库调度的供水、发电和生态效益之间存在目标冲突;同时考虑供水、发电、流量等级、流 量波动 4 个目标的推荐方案,可在确保防洪安全并维持供水和发电量不变的前提下,保证流量等级和流量波动水 文改变生态指标与天然状态相近;推荐方案尽可能达到适宜生态流量,满足了汉江中下游水生物自然繁衍需求。 研究成果可为丹江口水库优化调度以及汉江中下游水生态环境保护提供参考。     

水库生态调度研究的若干思考

传统的水库调度方式在保障防洪安全的基础上力求最大限度发挥河流水资源的经济效益,对库区及下游的生态环境考虑较少,在防洪兴利的同时危及了河流健康。改变传统的水库调度方式,将生态目标纳入到水库调度中来,开展以维护或改善河流健康为重要目标的水库生态调度是十分必要和迫切的。从水库修建运用的生态效应出发,在国内外相关研究的基础上系统分析了水库生态调度的概念、内涵及研究热点,并重点讨论基于生态水文模拟的水库生态调度方式及其研究中的一些关键技术问题,以期能够对水库生态调度研究提供参考。     

三峡水库试验性运行期生态调度效果评价

三峡工程是治理开发长江的骨干型水利枢纽工程,对国家经济、社会和生态环境影响深远。三峡水库建成以来,不仅在防御长江洪水威胁方面作用巨大,而且发电、航运等综合经济效益显著。为减轻工程运行造成的不利影响,对三峡水库2011—2014年运行期间开展了生态调度试验。为了更好地推进三峡水库生态调度工作,结合三峡工程设计阶段的生态环境影响评估结论和试验运行期生态调度目标的监测结果,对已开展的生态调度效果进行科学的评价,并对未来生态调度提出建议。     

基于图论的韩江流域水库群生态调度

采用水文学方法计算了韩江流域干支流重要控制断面的生态流量目标;基于图论原理,根据流域内干支流水系特征、重要水利工程和控制断面分布情况构建了韩江流域河网图模型;考虑河段区间来水、河道外取水、引调水等边界条件以及流域水库群水量调蓄作用,开展了河网水量平衡计算,确定了河网节点流量。通过计算水库坝址所在断面的天然生态基流,提出了耦合最小生态下泄流量要求的水库常规调度规则;借鉴大系统聚合-分解思想,提出了韩江流域河网图模型迭代优化求解思路;通过选取不同典型年来水过程,评估了常规调度情况下控制断面生态流量保障程度,并在此基础上进行优化调度,分析流域水库群生态调度保障潜力。结果显示,耦合最小生态下泄流量要求的水库常规调度规则能够让水库在独立运行的情况下,基本保障不同来水条件下的控制断面生态流量需求;韩江流域水库群可通过开展联合优化调度满足控制断面生态流量需求;基于图论方法开展流域水库群生态调度具有可行性和实用性。     

Ecological operation for Three Gorges Reservoir

The traditional operation of the Three Gorges Reservoir has mainly focused on water for flood control,power generation,navigation,water supply,and recreation,and given less attention to the negative impacts of reservoir operation on the river ecosystem.In order to reduce the negative influence of reservoir operation,ecological operation of the reservoir should be studied with a focus on maintaining a healthy river ecosystem.This study considered ecological operation targets,including maintaining the river environmental flow and protecting the spawning and reproduction of the Chinese sturgeon and four major Chinese carps.Using flow data from 1900 to 2006 at the Yichang gauging station as the control station data for the Yangtze River,the minimal and optimal river environmental flows were analyzed,and eco-hydrological targets for the Chinese sturgeon and four major Chinese carps in the Yangtze River were calculated.This paper proposes a reservoir ecological operation model,which comprehensively considers flood control,power generation,navigation,and the ecological environment.Three typical periods,wet,normal,and dry years,were selected,and the particle swarm optimization algorithm was used to analyze the model.The results show that ecological operation modes have different effects on the economic benefit of the hydropower station,and the reservoir ecological operation model can simulate the flood pulse for the requirements of spawning of the Chinese sturgeon and four major Chinese carps.According to the results,by adopting a suitable re-operation scheme,the hydropower benefit of the reservoir will not decrease dramatically while the ecological demand is met.The results provide a reference for designing reasonable operation schemes for the Three Gorges Reservoir.     

水库多目标生态调度研究进展

水库多目标生态调度研究是当前国内外河流生态恢复研究中的热点问题。综合分析了水库多目标生态调度国内外研究进展,指出了水库多目标生态调度研究存在的问题,提出了水库多目标生态调度研究的发展方向,认为今后水库多目标生态调度研究还需在水库生态调度理论框架体系、水库生态调度目标定量化研究、水库多目标生态调度优化和模拟技术研究、梯级水库多目标生态调度方案效果评价研究以及水库生态调度管理体制等方面进一步加强。     

Multi-objective Decision-Making for the Ecological Operation of Built Reservoirs Based on the Improved Comprehensive Fuzzy Evaluation Method

With the social progress and economic development, people have put forward requirements for the ecological operation of built reservoirs. However, there are conflicts between the ecological landscape and the existing benefits such as irrigation and flood control, so it is necessary to build a decision-making model for the comprehensive value of the ecological operation of reservoirs. Taking a reservoir project which needs to satisfy multi-objective requirements as an example, this paper proposes a set of decision-making methods for ecological operation of built reservoirs based on improved comprehensive fuzzy comprehensive evaluation method and constructs a multi-objective decision-making model and optimization strategy combination. Through case analysis in this paper, the improved comprehensive fuzzy evaluation method has a good effect on multi-objective decision-making of ecological dispatching of built reservoirs. The research shows that the combination strategy of improving the reservoir’s water storage capacity and the water-saving supporting transformation measures has a good effect, which can reduce the waste of the reservoir diversion project and large-scale high-efficiency water-saving transformation project construction. It embodies the idea of water-saving priorities and space balance and has broad application prospects in the optimization of reservoir ecological dispatch.

     

水库调度性能风险评价方法研究

运用水库常规调度和优化调度模型,分别确定水库调度策略,从水电站发电和下游生态需水的可靠性、可恢复性、脆弱性和防洪调度权转移风险出发,建立基于综合利用水库调度模型的调度性能风险评价指标体系。以新安江水库调度为例,对1960—2009年旬径流系列的常规与优化调度结果进行风险评价,结果表明:水库优化调度方法比常规调度方法的发电效益、可靠性、可恢复性更高,但其发电脆弱性和防洪调度权转移风险更高。水库调度性能指标全面地评价了不同调度方法对水库调度结果的影响,该研究为综合利用水库在防洪安全、供水安全、生态与环境安全等方面的决策管理提供了一种新的评价思路。     

水库大坝工程生态文明建设路径初探

水库大坝工程生态文明建设是国家生态文明建设的重要组成部分,加强与水库大坝工程有关的生态文明建设技术路径研究,是建设生态水利工程的新要求和实现水利工程开发与生态环境保护协调发展的新挑战。为正确认识水库大坝工程生态文明建设的路径和技术方法,收集整理了中国知网、国家自然科学基金、水利政策法规和技术标准等生态文明相关的文献资料,调研了国际典型案例,利用文献计量学的方法系统分析了国外和国内水库大坝工程生态文明建设的经验,提炼总结了水库大坝工程生态文明的概念内涵、总体思路和核心内容,识别了水库大坝工程在规划、设计、建设、运行和退役等不同阶段的生态文明总体建设路径、具体技术要求和关键指标。研究成果可为落实可持续发展目标提供技术手段和科学方法,为完善生态文明建设的制度体系和推动水库大坝工程绿色发展提供参考。     

供水水库多目标生态调度研究

根据我国北方地区径流特征及供水水库调度的实际需求,构建了供水水库多目标生态调度模型。模型将下游生态需水过程分为最小生态需水及适宜生态需水两个等级,要求枯水期水库放水过程能够满足河流最小生态需水要求,确保下游生态不退化;丰水期放水过程贴近适宜生态需水过程,为下游提供良好生境。基于该模型,采用自适应遗传算法,对承德双峰寺水库生态调度问题进行了优化求解,结果表明该模型能够对北方供水水库生态调度决策提供支持。