上海长江水源地大型水库规划建设关键技术

长江水源地是上海城市供水的重要水源地,青草沙水源地水库是上海长江水源地中规模最大、建设条件最复杂的水库.针对青草沙水库规划建设过程中遇到的技术难题,通过现场调查、数学模型分析、物理模型试验、现场试验等手段,创新提出了泵闸联动节能型取水方式,特大龙口钢框笼抛石平堵截流方式,泵闸侧向进水导流墩和出流潜坝整流措施,集监测、预报、评价、调度为一体的富营养化预控技术体系等技术,并成功应用于水库建设中,保障了水库安全节能运行.     

特枯水情下青草沙水库取水保证程度研究

在长江中上游多年水文观测资料及青草沙水域盐度监测资料分析的基础上,分析长江来水与沿江引排水的基本特征和变化趋势,定量研究长江大通水文站流量与青草沙水域盐度之间的关系,结果表明:大通站月平均流量大于3万m³／s时,青草沙水域月平均盐度接近或等于0;月平均流量小于2万m³／s时,平均盐度增加较快。提出特枯水情下青草沙水域取水保证率,为青草沙水库合理运行调度提供重要依据。     

超大型城市饮用水多水源连通方案研究

以解决当前长江陈行和青草沙区域水源地原水系统存在的主要问题为出发点,结合上海市水源地原水系统长远期需求,提出上海市原水互连互通方案,为提高整个上海城市水源地原水系统安全保障能力,发挥技术引领和基本保障功能.研究建立了全市原水系统水力耦合模型,基于模型对上海市多水源现状及连通需求进行分析,并提出近、中、远相结合的原水连通方案.对全市多水源现状及连通需求分析发现,陈行原水系统总体供水能力不能满足区域水厂规模和实际水量需求;新环境下长江口咸潮仍是威胁陈行水库和青草沙水库取水安全保障的重要因素.通过研究推出方案为长江陈行水库区域多水源连通方案推荐与宝钢水库连通;长江青草沙与陈行水库连通方案推荐库管连通;黄浦江上游与长江原水互联互通系统工程方案推荐"中置线"方案.     

防止藻类过度繁殖的青草沙水库合理水力停留时间初探

青草沙水库位于长江口长兴岛的西北水域,水量丰富、水质优良,是上海城市供水水源战略转移的重要依托之一.青草沙水库水力停留时间是确定水库运行方式的重要依据,它直接关系到水库水位、泵闸调度及运行成本等.根据水库库形特征,库内外水文水质条件,研究合理水力停留时间,改善水环境,最大限度发挥水库的自净能力,防止藻类大面积繁殖.通过建立水库藻类生长模型,提出青草沙水库满足藻类"水华"控制要求的水力停留时间,在夏季温度较高(>25 ℃)时水库水力停留时间可以取15～18 d,在春秋季温度相对稍低时(<20 ℃)可以取25～30 d.     

黄河上游梯级水库联合调水调沙及合理库容研究

随着对黄河水资源利用要求的提高,需明确未来调水调沙及南水北调西线工程对黄河上游梯级水库所需库容的影响,探求未来多工况用水要求下合理的梯级水库兴利库容。考虑黄河上游兰州断面需水、梯级水库发电、调水调沙、防洪、防凌等要求,首先建立了以缺水量最小为目标的梯级水库联合调度模型,设置了现状年及远景年共8个方案;其次采用自迭代模拟优化算法求解模型,用长系列径流资料进行优化调度计算;最后对模型求解结果采用时历法推求梯级水库所需兴利库容,确定梯级水库合理库容。从总调沙次数、调沙频率、多年供水量、供水保证率、多年平均发电量、发电保证率等指标分别量化了调水调沙、供水和发电效益。未来梯级水库所需合理库容将因综合需水和调沙次数的增加而增大,而西线工程的实施将有助于减小合理库容规模。在各调沙方案中,仅当2030年西线调水80亿m3时现有的梯级水库兴利库容能够满足综合用水需求,适当降低调沙力度与调沙频率或许是解决这一矛盾的折衷选择。研究成果量化了未来新水资源利用形势下的梯级水库合理库容,为科学指导黄河上游总体工程布局提供了决策依据。     

多沙河流水库“蓄清调浑”运用方式及其设计技术

系统总结了1950年代以来我国多沙河流水库运用方式发展历程，阐释了不同时期水库运用方式及其设计技术的发展变化，详细剖析了“蓄清调浑”运用方式及其设计技术。“蓄清调浑”运用将以往低壅水“拦粗排细”传统拦沙模式发展为“小水拦沙，大水排沙，适时造峰，淤滩塑槽”滩槽同步塑造运用和拦沙库容多元化利用，改变了只淤不冲的传统拦沙模式，正常运用期采用水沙分级分类调度辅以非常规排沙调度，实现协调水沙关系和拦沙库容再生利用，能在长期保持水库有效库容的基础上，进一步兼顾水库调水调沙需要，有效避免了泥沙淤积占用水库有效库容，减少了水库强迫排沙对下游水沙关系的不利影响，是对“蓄清排浑”运用的继承和对“调水调沙”的全面发展。在设计技术上，为了更好地满足调沙需要，要求科学合理设计调沙库容和排沙水位相应泄流规模，考虑调沙过程中的不同淤积状态，按照“深槽调沙、中槽兴利、高槽调洪”的库容分布规则进行水库库容配置；超高含沙量河流要在正常泄流排沙孔以下增设非常排沙底孔，形成“正常+非常”双泥沙侵蚀基准面；特高含沙量河流水库有效库容保持和供水调节之间难以协调，要采用水沙分置开发方式。研究成果将为当前和今后一段时期内多沙河流水库...     

长江河口盐水入侵监测与预警技术

上海、江苏地处长江河口,长期受盐水入侵困扰。研究项目针对长江河口盐水入侵的复杂性以及南支水源地建设和运行的迫切需要,以调查、收集、分析国内外相关技术为基础,应用多种技术手段和研究方法,自主开发了适合咸淡水交汇水域的水体氯度监测系统、长江河口水库链避咸蓄淡预警预报系统,破解了长江河口长时间序列、实时同步获取氯度数据难题,破解了陈行水库和宝钢水库避咸蓄淡预警预报难题,破解了青草沙水库选址和库容难题,同时为揭示长江河口盐水入侵机理和规律奠定了科学基础,为上海给水厂调度、上海崇明水源地规划建设、江苏南通太仓水源地规划建设提供了服务。     

广东省潮州供水枢纽水情测报系统

论述了潮州供水枢纽水情遥测、水文预报和水库调度系统的组成、功能及技术方案.系统采用GPRS/SMS通信方式,及时预报来水情况,实现潮州供水枢纽的调度运行、管理自动化,使枢纽的水库合理调度,满足灌溉、供水等用水需求,最大限度地增加电站发电量,取得最大的社会效益和经济效益.     

青草沙水源地原水工程调度系统总体设计综述

青草沙水源地原水工程是促进上海市国民经济可持续发展、保证上海市供水安全和提高供水质量的重大工程.青草沙水源地原水工程调度系统总体设计以科学调度、安全输水为基本点,系统地考虑了工程的特点以及调度所涉及的各类因素,有针对性地应用了多种先进的信息化技术,建立了一体化信息管理平台,可实现调度的科学性、预测性和时效性,以达到在满足社会需求前提下,合理利用水资源、减少能耗、降低输水成本的目的.     

新丰江水库汛期分期蓄水目标研究

针对新丰江水库供水调度存在的问题和供水需求,提出基于洪水分期蓄水,预留库容的调度方法。在满足防洪要求的前提下,兼顾防洪和供水。水库以2013年调度为实例,调度结果表明:策略正确,效果明显。全年水库沿上调度线运行,提高了供水和防洪效益。     

长江上游水库群联合蓄水调度初步研究与思考

蓄水期是长江中下游地区用水需求最集中的时期,蓄水调度是实现水库综合利用任务最重要的环节。根据水库汛期承担的防洪任务,将长江上游蓄水水库分为仅承担所在支流防洪、自身无防洪任务但承担长江中下游防洪以及承担所在支流和长江中下游双重防洪任务的3种类型。重点分析了承担本河流和配合三峡水库承担长江中下游双重防洪任务的部分控制性水库防洪与蓄水的关系,并探讨了水库提前蓄水的可行性;结合来水的不确定性,分析了在特枯水年、偏枯水年和偏丰水年等不同典型年下三峡水库蓄水调度方式及应对措施。另外就水库群联合蓄水调度研究面临的挑战,提出了亟待开展的工作建议。     

三峡水库围堰发电期的防洪调度

按审查批准的三峡水利枢纽初步设计，围堰发电期三峡水库没有为长江中下游设置防洪库容。1998年长江大洪水后，长江中下游的防洪对三峡建设期防洪调度提出了新的要求。在围堰发电期，当长江发生大洪水、防洪形势严峻、诸多水库已非常运用的情况下，三峡水库在确保围堰安全运行的同时，利用可挖掘的防洪潜力，适度发挥滞洪错峰作用，以充分发挥三峡工程围堰发电期的综合利用效益。围堰发电期的防洪调度主要有正常调度和非常调度两种方式。启用非常调度方式是以沙市水位作为控制判定条件的。     

长江口水源地取水口盐度对径潮动力的响应

上海市饮用水的80%来自长江口三大水源地——陈行水库、青草沙水库和东风西沙水库。枯季盐水入侵一直是长江口水源地安全面临的最大威胁。作为河口区域的主要动力, 有必要进一步研究径流和潮汐对长江口水源地盐水入侵的影响。通过建立长江口平面二维潮流盐度数学模型, 对长江口盐水入侵进行模拟, 分析了水源地取水口盐度过程与潮位过程的关系, 探讨了北支盐水倒灌对水源地的影响。研究结果表明:三大水源地因位置不同, 盐度过程线特征也不相同。水源地取水口盐度过程线与潮位过程线的关系可作为受北支倒灌盐水和正面入侵盐水影响程度的重要依据。北支盐水倒灌发生时, 东风西沙水库、陈行水库、青草沙水库水源地分别在大潮、中潮及小潮时受倒灌盐水影响最为严重。随着径流增大, 水源地受盐水入侵影响的时间会提前, 但是盐度则随径流的增大而减弱。     

应对长江口咸潮的长江上游水库群调度可行性分析

长江口咸潮入侵是威胁上海市供水安全的一大隐患。为全面协调在流域层面应对长江口水源地咸潮灾害风险,在分析咸潮入侵规律、现有应对措施、上游水库群调度情况、三峡水库供水能力等问题的基础上,探讨了长江上游水库群应对长江口咸潮的压咸调度的可行性,并提出相应以三峡水库调节为主,长江上游其他水库配合的调度原则。     

引江济太应急调水保障上海市青草沙原水系统切换期间供水安全

上海市青草沙原水系统通水切换期间,杨树浦、南市、居家桥、陆家嘴等4家水厂将临时就地取用黄浦江水.由于黄浦江受多种因素影响,水质不稳定,为保障黄浦江临时取水口水质平稳,确保上海市供水安全,水利部太湖流域管理局成功组织实施了引江济太应急调水.通过总结应急调水背景、组织实施过程以及调水效果,分析了引江济太应急调水对保障青草沙原水系统切换期间供水安全的作用,对指导流域供水安全保障工作具有一定意义.     

新时期三门峡水库的地位和功能

三门峡水库投入运用以来，在确保黄河下游防洪、防凌安全等方面发挥了巨大的作用，在水库调度、机组抗磨蚀等方面取得了丰硕成果，为多泥沙河流水库如何长期保持有效库容探索出了一条成功之路。小浪底水库修建后，根据黄河治理开发规划及黄河下游洪水处理调度和水资源综合利用的要求，三门峡水库仍须承担相当繁重的任务：①按照小浪底水库设计要求，只有当小浪底、三门峡、故县、陆浑4座水库联合调度时，黄河下游才能达到千年一遇防洪标准。小浪底水库死库容淤积完后，需要三门峡水库配合运用的防洪库容将更大。②当黄河下游发生严重凌情时，小浪底正常运用后的库容不能满足下游防凌的要求，仍需要三门峡与小浪底两水库联合控制。③随着黄河流域经济的快速发展，三门峡水库将在未来的供水体系中占有十分重要的位置。④三门峡、小浪底和西霞院3座水利枢纽将组成梯级水库群，小浪底水库承上启下，发挥中心枢纽的作用，但小浪底水库库容也是有限的，一些问题仍需要三门峡水库配合才能得到解决。此外，三门峡水库建库初期，破坏了当地的自然环境，而投入运用40多年来，非汛期蓄水，汛期降低水位，经过自然的修复和人工的建设，在库区形成了独特的生态系统和自然环境，在库周形成了依托水库发展的社会经济模式，因此三门峡水库不仅承担着流域治理开发而赋予的任务，而且对库区自身的发展起着重要作用：①保护和改善库区湿地生态环境。②为库区沿岸工农业用水提供保障。③改善库区水质。④支撑三门峡市的发展。     

梯级水库联合优化调度模型及其应用

为充分挖掘梯级水库间的水文补偿和库容补偿潜力,获取更高的综合利用效益,提出应用判别系数与水库蓄供水控制线相结合的方法,并结合免疫粒子群算法,以梯级电站发电量最大为目标,对水库蓄供水控制线进行优化。以乌江梯级水库为例,对其蓄供水方式进行了研究。联合调度结果表明,优化后的水库蓄供水控制线不仅可以合理控制水库蓄放水次序和蓄放水量,达到合理控制水库群运行方式的目的,而且在实际调度中具有良好的可操作性和抗风险性。     

梯级水库联合优化调度模型及其应用

为充分挖掘梯级水库间的水文补偿和库容补偿潜力,获取更高的综合利用效益,提出应用判别系数与水库蓄供水控制线相结合的方法,并结合免疫粒子群算法,以梯级电站发电量最大为目标,对水库蓄供水控制线进行优化。以乌江梯级水库为例,对其蓄供水方式进行了研究。联合调度结果表明,优化后的水库蓄供水控制线不仅可以合理控制水库蓄放水次序和蓄放水量,达到合理控制水库群运行方式的目的,而且在实际调度中具有良好的可操作性和抗风险性。     

长江流域水库型水源地生态补偿研究

水库型水源地是长江流域较为重要的一种水源地类型。基于长江流域70个重要水库型水源地总体状况和生态补偿实践经验,研究总结了水库型水源地生态补偿的3类主要模式,即水价调节类、跨界断面水质考核类和混合类,重点分析了3种类型水源地的具体特点和适用条件,并构建了长江流域水库型水源地生态补偿总体框架。研究内容可为长江流域水库型水源地生态补偿的实施和推广提供参考。     

混沌变异粒子群算法在水库供水调度规则制定中的应用

本文针对基于调度图规则的水库供水调度问题,建立了以水库供水保证率高且缺水量少为目标的优化调度模型。同时应用混沌变异减缓粒子群算法收敛速度,当算法进化停滞步数大于停滞步数阀值时,随机选取其中20%的粒子进行混沌变异操作,将原本聚集的粒子群"驱散开来",达到增加种群多样性、避免算法早熟收敛的目的,并将该算法引入到调度图的获取中。并以白石水库为例,得到了满足各项用水保证率的水库调度图,验证了该方法的可行性。