径流预测在雅砻江流域梯级电站中的应用

电力市场环境下，水电站入库径流预测对水电站安排发电调度计划、进行电量交易和竞价上网具有重要意义。基于粒子群优化（PSO）的BP人工神经网络径流预测模型，应用于雅砻江流域梯级电站下的二滩水电站进行月径流预测，并通过对BP人工神经网络和实际数据的比较，建立了雅砻江流域梯级电站径流预测模型，可供梯级电站生产使用参考。     

雅砻江流域径流特性分析

雅砻江是南水北调西线一期工程水源区河流之一,通过阿安和仁达坝址处径流资料对雅砻江流域径流特性进行分析。结果表明:雅砻江流域径流主要集中在6—10月份,径流年内变化呈"双峰型"分布,年际变化较为稳定,径流多年变化趋势不明显,有利于向黄河相机补水的研究。     

基于水文学法的雅砻江中游河段生态流量研究

为推求雅砻江中段雅江站河段最适宜生态流量,对比分析了Tennant法、最小月平均实测径流法、Q90法、Texas法、逐月频率计算法、NGPRP法、ABF法共7种代表性生态流量水文学计算方法,从需水量、水文节律和生态流量满足度3方面对各方法计算结果进行了综合分析与比较。基于模糊优选法提出了生态流量计算方法适用性指数,并用该指数分析各生态流量计算方法在研究区的适用性。结果表明：(1) ABF法和逐月频率计算法计算的生态流量几乎与实测多年平均月流量相等,且在鱼类产卵期满足度较低;(2) Q90法计算的生态流量不能反映径流天然变化过程,不适用于该河段;(3)改进后的最小月平均实测径流法、NGPRP法在鱼类产卵期其适用性指数较小;(4) Texas法适用性指数最高,可用于雅砻江中段生态流量计算。研究成果可为雅砻江中段水利工程生态调度提供参考与数据支撑。     

雅砻江流域近60a径流趋势特征分析

为揭示雅砻江流域年径流趋势变化特征,综合运用Mann-Kendall法、累积距平曲线检验法、滑动t检验法以及R/S法等方法对锦屏水文站近60 a(1954~2013年)年径流量进行计算分析,总结出年际径流突变年份以及趋势特征,并采用线性回归法对突变年进行突变成因分析。结果表明:受降水和下垫面等因素影响,1967年为突变年,该年前后径流趋势呈显著突变,且在未来年份中年径流有递增趋势。研究结果可为调度人员掌握雅砻江流域水文特性提供参考,进而指导下游水库群联合调度工作。     

流域径流指标的构造与应用

水电开发改变了流域内径流的原始状态。为此,以雅砻江流域为研究区,分别基于径流特征和控制面积构建表征流域径流状态的径流指标,并通过降雨-径流关系分析指标适用性。结果表明,月尺度上,降雨与两个径流指标的相关系数高于二滩站降雨-径流相关系数;年尺度上,降雨与两个径流指标的相关系数低于二滩站降雨-径流相关系数。说明水库调蓄对流域径流的影响在不同时间尺度上呈现不同的特征,雅砻江流域月尺度径流变化主要受降雨与调蓄的影响,而年尺度径流则主要受降雨影响。     

基于水文循环分析的雅砻江流域生态需水量计算

本文提出基于水文循环分析的生态需水量计算流程图和方法，即通过野外现场查勘和室内遥感分析，总结研究区生态需水特征，运用环境同位素技术分析水分来源和河道内外水力补给关系，确定明确的生态保护目标，选定合适的生态需水估算方法并进行计算。最后对雅砻江流域河道内外的生态需水量进行计算。结果表明，雅砻江河道径流主要受大气降水补给，地下水单向补给河道水；河道内外生态保护目标分别为保持当前植被面积不减少和保证优势鱼类生长繁殖期最低生境条件；天然降水即可满足草地林地的生态需水要求。雅砻江热巴坝址处最小生态流量范围为36.3～46.8m3/s。     

河流生态环境需水量计算方法的研究

本文对国内外河流生态环境需水量的计算方法进行了分析研究,重点分析了各种方法的优缺点及适用条件。并根据南水北调西线一期工程调水河流近40年的年月径流实测资料,分别采用7Q10改进法、最小月平均流量法、Tennant法计算了雅砻江、大渡河两条河流中五个引水坝址的最小河流生态环境需水量。最小月平均流量法计算的最小河流生态环境需水量比较适用于西线调水河流。     

雅砻江流域中长期径流预测分析

随着雅砻江中下游全面加快建设,为科学合理安排流域梯级水电站水库运行方式,充分利用水量发电,为梯级电站发电预计划的编制提供重要依据,同时为合理安排在建工程施工进度、物资调配及为防洪度汛提供参考,开展雅砻江流域中长期径流预测分析十分必要。     

雅砻江流域降水时空特征及径流响应分析

在气候变化和人类活动的双重影响下，全球极端气候频发，流域降水发生了深刻变化，因此有必要深入挖掘降水径流的内在特性及变化规律，增强人类在变化环境下对流域水文气象要素演变规律的认识。通过引入Mann-Kendall非参数检验法、R/S分析法、滑动t检验和Morlet小波变换，解析了雅砻江流域气象站点近50 a来降水的年际趋势、突变识别和周期特征，同时以相关系数衡量了径流对降水的响应程度。结果表明：流域降水Hurst指数均大于0.5,其中清水河、石渠和中甸站趋势性较为显著；同时受变化环境的持续影响，流域降水在时域和频域均存在多尺度显著性周期，降水在1.0～2.5 a的小周期和4～6 a的大周期间不断振荡；且得到了流域径流对降水的强响应气象站点，其中除中甸站外，其余站点的趋势性并不显著。研究成果可为非线性径流预报模型驱动因子筛选提供科学依据。     

雅砻江流域典型年天然径流量时空分布特征

研究雅砻江天然径流特征对流域内已建梯级水电站群工程运行、管理及水能开发规划具有重要参考意义。本文选取雅砻江流域特枯、偏丰、特丰三个典型年份,利用水量平衡方法还原河川天然径流量,综合运用基尼系数和径流贡献率两项指标,分析其天然径流量时空分布特征。结果表明:(1)特枯年份,各个站点基尼系数均介于0.30～0.39之间,天然径流年内分配相对均匀;偏丰和特丰年份,各个站点基尼系数均介于0.40～0.59之间,天然径流年内分配不均匀;特丰、偏丰和特枯年份,流域基尼系数均值分别为0.49、0.43和0.35,各站点天然径流年内分配不均匀程度与径流量正相关。(2)枯季,特枯、偏丰水年流域上、中、下游径流贡献率比例接近1∶1∶1,而特丰水年流域径流贡献率为上游下游中游;汛季和全年,特枯、特丰水年流域径流贡献率为上游下游中游,而偏丰水年流域径流贡献率比例接近1∶1∶1;总体呈现左岸径流量大于右岸径流量的分布格局。(3)雅砻江流域天然径流时间分布特征主要受降雨因素影响,而空间分布特征由降雨、地形和集水面积等多种因素共同决定。     

从四川能源结构特点看雅砻江水能资源开发

四川现有电源组成以水电为主，而水电中以径流式的电站居多，表现出供电丰水期富裕、枯水期紧张的结构性矛盾。雅砻江水能资源具有调节性能好、技术经济指标优越等特点，应加快雅砻江水能资源特别是中下游河段具有良好调节性能的两河口、锦屏等水电站电源点的开发建设。     

基于F检验的金沙江下游梯级径流还现分析研究

流域工程条件的变化会不可避免地对径流分配造成影响。通过对长江流域金中梯级和雅砻江梯级的蓄泄过程分析,展开对其下游金下梯级的径流还现计算。进一步采用F检验对现状年和历史径流系列进行差异显著性检验,并对径流还现前后检验结果作对比,证实上游库群的建设对下游年内径流分配的影响。同时逐旬分析还现径流不同水平年序列的一致性,验证还现结果的合理性,为今后流域库群联合调度奠定数据基础。     

基于FPA-ELM模型的中长期径流预测——以雅砻江流域为例

为提高中长期径流预测效果，提出一种花授粉算法（FPA）优化极限学习机模型（ELM）的中长期径流预测方法。首先，构造反映流域水情丰枯变化的流域径流整体趋势变化因子（COM）,并采用偏互信息法获得影响中长期径流过程变化的关键因子集；然后，结合K折交叉验证与花授粉算法优化ELM参数，构建FPA-ELM模型，完成中长期径流预测。最后，以雅砻江流域为研究区域，将构建的FPA-ELM模型与BP神经网络（BPNN）、支持向量机（SVM）、ELM和GA-ELM等模型进行对比分析。结果表明：FPA-ELM模型的平均绝对百分比误差(Emape)为20.15%,均方根误差(Ermse)为268.77 m3/s,确定性系数(Edc)为0.916 9,合格率(Eqr)为60.0%,运算时间为19.32 s,均优于上述4种数据驱动模型。研究成果可为基于智能算法的中长期径流预测提供借鉴。     

不同生态流量需求下雅砻江中下游梯级电站联合优化调度

为协同雅砻江干流水力发电与河道生态流量需求,以中下游7座电站为研究对象,进行不同生态流量需求下雅砻江中下游梯级电站联合优化调度。基于改进型可变月径流法,计算了雅砻江主要生态控制断面最小、适宜及最佳生态流量过程;构建了以梯级发电量最大化为目标的雅砻江中下游梯级电站联合优化调度模型,并用遗传算法对其求解。结果表明：（1）随河道生态流量需求的提高,梯级电站发电效益和水资源利用效率均下降,其中锦屏二级电站发电量下降最为显著;（2）梯级电站保障发电效益正常发挥的同时,实施联合优化调度,其下游河道能维持更高层次的生态流量,一定程度缓解了流域水能开发利用与河道生态保护间的关系。     

南水北调西线工程雅砻江可调水量分析

在充分分析南水北调西线工程引水河流之一——雅砻江流域社会经济发展现状的基础上，通过对流域各河段不同水平年水资源利用情况分析和预测，论证了南水北调西线工程从雅砻江调水入黄河的可行性及可调水量规模。分析认为从雅砻江调水４５亿ｍ３入黄河是可行的，对流域用水不会造成影响。     

雅砻江甘孜以上区域水文特性

雅砻江甘孜以上河段系南水北调西线工程主要调水河段之一。针对该区地处青藏高原地区的特点，对降水暴雨的气象成因，地区分布，年内和年际分配，产汇流特性（包括融雪径流），多年平均年径流量，径流的年内，年际变化和洪水的特性及气象成因进行了分析，对泥沙的冰情进行了简要介绍。     

南水北调西线对引水河流径流的影响

南水北调西线工程规划总调水170亿m^3。其中,从通天河调水80亿m^3,雅砻江调水65亿m^3,大渡河调水25亿m^3,并分三期实施。调水减少了“三江”年径流总量,改变了径流的年内分配,调水对径流的影响上游河段大于下游,汛期大于枯期。     

南水北调西线工程雅砻江可调水量分析

在充分分析南水北调西线工程引水河流之一－－雅砻江流域社会经济发展现状的基础上，通过对流域各河段不同水平年水资源利用情况分析和预测，论证了南水北调西线工程从雅砻江调水入黄河的可行性及可调水量规模。分析认为从雅砻江调水４５亿ｍ＾３人黄河是可行的，对流域用水不会造成影响。     

雅砻江流域中长期径流预测方法研究

为科学合理安排流域梯级水电站水库运行方式并充分利用水量发电,以期为梯级电站发电预计划的编制提供重要依据,采用物理成因分析法和多种数理统计方法对雅砻江流域梯级水电站的年、月入库流量进行预测。年、月平均流量预测均采用定性和定量结合的方法,预测结果具有较高可信度。根据生产实际的需要和径流的实际变化情况,对月、旬径流分枯期、过渡期和丰水期单独建模进行预测,并基于丰枯形势分析结果给出了径流预测的推荐值。研究还表明,中长期径流预测要充分把握和降水密切相关的气象因子的变化,并以此来指导径流预测,提高径流预测精度。     

雅砻江流域气候变化对径流的影响分析

选取雅砻江流域1960～2004年降水、气温及径流资料,采用随机过程分析方法,探讨其变化趋势、突变点以及周期性,进而分析降水和气温对径流变化的影响。结果表明,雅砻江流域降水分布地区差异较大,年内分配严重不均匀,但年际变化较小。年降水在1960～2004年呈不显著的上升趋势,相比之下,春季降水上升趋势显著。年降水突变主要发生在1997年,但夏季降水在1966年也表现出显著性突变。降水存在3 a、5 a、11 a、19 a的年际周期变化,其中,8～15 a降水的周期振荡最显著。