多沙水库汛限水位实时动态控制方案研究

水库在汛期使用单一汛限水位有利于保障水库的防洪安全,却大大降低了调度的灵活性和发电效益。对于多沙水库,在进行汛限水位动态控制的研究时,也应对泥沙因素予以考虑。为制定合理的多沙水库汛限水位动态控制方案,先采用预泄能力约束法,基于一维非均匀流不平衡输沙模型,选定水库汛限水位分期动态控制的范围,而后依据汛限水位动态控制预蓄预泄的基本原理,拟定某多沙水库的汛限水位实时动态控制方案。结果表明:在保证防洪安全和冲沙调度的前提下,对水库实施汛期分期及汛限水位动态控制方案,能够有效地提高水库的兴利效益。     

苗家坝-碧口梯级水库汛期水位动态控制研究

本文将单一水库预泄能力约束法,推广到梯级水库汛期水位动态控制中,并建立了梯级水库汛期水位联合运用和动态控制模型,假定预报信息准确,在不降低下游保护对象的防洪标准的前提下,最大限度发挥梯级水库的兴利效益。以苗家坝、碧口水库为对象进行了实时调度模拟,其结果相比于原设计汛限水位动态控制方案,减少了弃水,且保证最大出库流量均在可控范围内,达到在不降低防洪标准的前提下提高梯级水库兴利效益的目的,大大提高了洪水资源利用率。     

基于降水预报信息的棉花滩水库汛限水位动态控制模型

为了提高汛期洪水资源的利用率,对棉花滩水库进行了汛限水位动态控制研究。从汛限水位动态控制条件、历次洪水预报误差等方面分析棉花滩水库实施动态控制的可行性。以2010年复核的汛限水位为基础,基于实时预蓄预泄方法,根据流域的短期降水预报信息、面临时刻水情信息、工情和灾情信息,结合洪水预报,确定适用于棉花滩水库的预蓄预泄调度模型,制定水库汛限水位实时动态控制方案,并进行相应的风险分析及效益计算。此方案在不降低原设计防洪标准的前提下,可增加水库蓄水量与发电效益。     

实时汛限水位动态控制方法研究

很多研究表明,汛限水位动态控制是协调水库调度中防洪和兴利间关系的有效方法,但大多集中于研究汛限水位控制域的确定,很少有文献针对汛限水位动态控制的核心—实时汛限水位动态控制进行研究。本文提出了一种实时汛限水位动态控制的方法,该方法首先利用24 h分类降雨预报作为判别指标,然后依据水文预报结果和水库的泄流能力计算控制水位、泄流量等具体指标。文中将该方法用于碧流河水库“19960810”场次洪水的调度中,结果表明,该方法能保证汛限水位动态控制的有效性,可以用做实时汛限水位动态控制的实施方法。     

三峡水库汛限水位动态控制

本文分析了在汛期有防洪任务的水库汛限水位的动态控制的可能性,提出能实行汛限水位动态控制运用的水库所应具备条件:(1)枢纽和工程防洪效益的安全运用;(2)可靠的水文自动测报和自动化调度系统;(3)健全的水文气象预报体系;(4)实时跟踪预报;(5)完善的防洪调度预案.同时对三峡水库调度实践进行分析总结,提出在保证工程防洪安全的前提下,利用洪水资源,可更好地发挥工程综合效益.     

短期降雨预报在桓仁水库汛限水位动态控制中的应用

以桓仁水库为例,分析短期降雨预报应用于汛限水位动态控制的可行性,研究了利用短期降雨预报信息进行水库汛限水位动态控制的调度方式,计算了利用降雨预报信息进行汛限水位动态控制后水库的发电效益。结果表明：利用降雨预报信息进行汛限水位动态控制后,在不增加桓仁水库防洪风险的前提下,为水库带来较大的经济效益。     

基于防洪预报调度调整水库汛限水位的研究

汛限水位是协调水库运行管理中防洪与兴利矛盾的关键参数之一,也是实现洪水资源安全利用的重要指标。以于桥水库为例,研究以累积净雨为判别洪水指标的预报调度方式及规则,分析了防洪预报调度方式的运行机理及其对水库调度的影响,并采用防洪风险和蓄水效益综合评价体系,确定出相对合理的汛限水位控制值。研究结果表明,采用合理的预报调度方式和综合评价体系,可经济安全地抬高汛限水位,实现汛期洪水资源的安全利用。     

漳泽水库汛限水位动态控制必要性及可行性分析

随着当地社会经济的快速发展,漳泽水库蓄水兴利与防洪安全的矛盾越来越突出。根据水库实际情况,合理确定水库汛限水位,研究汛限水位动态控制方法,建立切实可行的水库汛限水位控制模式,为更好地利用汛期洪水资源来提高水库兴利效益,在现有基础上对漳泽水库汛限水位动态控制进行了合理性分析。     

汛限水位动态控制在石门水库主汛期调度中的应用研究

在汛限水位静态控制的运行方式下常导致水库汛期不敢蓄水,汛后库水位却常常达不到正常蓄水位,极大地限制了水库兴利效益,造成水资源浪费。以石门水库为例,针对其静态汛限水位运行的现状,分析该运行方式下对水库兴利效益的影响,提出采用汛限水位动态控制的方法来提高水资源利用率。实际调度中,结合石门水库天气、水文等预报信息,采用预蓄预泄方法,分析汛限水位动态控制的上下限,给出了动态控制的调度策略,并以"20110728"洪水对比了两种调度方式。结果表明:当预报降雨或洪水偏小时,可抬高汛限水位最高至617.5 m,拦蓄洪尾,有效增加水库的蓄水量;当预报降雨或洪水偏大时,可降低汛限水位最低至610.0 m,腾空库容,迎接洪水。     

碧流河水库汛限水位动态控制方法研究与应用

针对碧流河水库汛限水位控制运用中由于"静态控制"而导致洪水资源浪费的问题,从规划和实时运行两方面研究动态控制汛限水位的方法。首先研究了该水库汛限水位动态控制域的确定方法,在此基础上提出基于洪水预报和24小时降雨预报信息的实时动态控制方法,并以碧流河水库流域"2005.8.8"洪水实际调度为背景,介绍了水库水位的实时控制过程。结果表明,基于预报信息动态控制水库水位后,在没有额外增加防洪风险的前提下,提高了洪水资源的利用率。本文研究的方法具有较强的可操作性,可用于指导我国北方其他调节性好的水库的实时防洪调度。     

三峡水库运行期设计洪水及汛控水位初探

考虑长江上游水库群调蓄对三峡水库设计洪水的影响,采用最可能组成法和典型年法推求干支流控制站洪水的地区组成,构建多输入单输出(MISO)系统模型模拟向家坝至三峡水库未控区间的洪水过程,研究探讨三峡水库运行期设计洪水及汛期防洪控制水位(汛控水位)。结果表明:长江上游干支流梯级水库的调蓄作用对三峡水库设计洪水影响显著;三峡运行期千年一遇设计洪峰流量为81 136 m3/s,3、7、15和30 d洪量分别为188.2、386.3、727.4和1320.9亿m3,相比建设期设计值分别削减了18.2%、23.8%、20.6%、20.2%和16.9%;在不降低防洪标准的前提下,三峡水库运行期汛控水位(155 m)比建设期汛限水位(145 m)抬高了10 m,这不仅有利于库区航运、维护库岸稳定、保护消落区生态环境,还可增发电量、减少蓄水期对洞庭湖和鄱阳湖的影响,经济社会和生态环境效益巨大。     

三峡水库动态汛限水位控制范围探讨

为了充分发挥三峡水库的防洪兴利效益,将当前单一汛限水位控制的运行方式改为动态汛限水位控制是必要的,也是可行的.在满足水库下游防洪标准和允许水库下泄安全流量要求的前提下,对主汛期和汛末期分别采用预泄方式和预蓄方式进行调洪演算,研究不同动态汛限水位控制范围的影响,得到了符合水库实际调度的动态汛限水位控制范围.结果表明,三峡水库实施动态汛限水位控制的运行方式,既可以避免抬高汛限水位引起的防洪风险,又能增加水库兴利效益.     

考虑水文模型参数时变的水库水位多预见期实时预报——以水布垭水库为例

精准可靠的坝前水位预测可支撑水库的调度决策,保障流域防洪安全。传统水库水位实时预报方法均基于降雨径流稳态假定,在变化环境下精度不高。为此,本研究提出了一种整合水文模型参数时变和实时校正的水库水位多预见期实时预报方法：识别变化环境下水文模型参数的时变过程,构建时变参数与自然、社会经济因子的函数关系;基于时变参数函数式构建预报调度集成模型,以预见期内多个时刻预报水位与观测水位的吻合程度为目标函数率定水文模型的参数;采用基于反向拟合算法的实时校正技术进行误差校正,输出不同预见期的水库水位预报。以水布垭水库流域为研究对象,结果表明,较传统水库水位预报方法,论文提出的方法在率定期和检验期的平均绝对值误差分别下降了0.050和0.040 m,可为防洪减灾提供高精度、长预见期的水库水位预测。     

Comparative Study of Three Updating Procedures for Real-Time Flood Forecasting

Accurate real-time flood forecasting is essential for flood control and warning system, reservoir operation and other relevant water resources management activities. The objective of this study is to investigate and compare the capability of three updating procedures, namely autoregressive (AR) model, recursive least-squares (RLS) model and hydrologic uncertainty processor (HUP) in the real-time flood forecasting. The Baiyunshan reservoir basin located in southern China was selected as a case study. These three procedures were employed to update outputs of the established Xinanjiang flood forecasting model. The Nash-Sutcliffe efficiency (NSE) and Relative Error (RE) are used as model evaluation criteria. It is found that all of these three updating procedures significantly improve the accuracy of Xinanjiang model when operating in real-time forecasting mode. Comparison results also indicated that the HUP performed better than the AR and RLS models, while RLS model was slightly superior to AR model. In addition, the HUP implemented in the probabilistic form can quantify the uncertainty of the actual discharge to be forecasted and provide a posterior distribution as well as interval estimation, which offer more useful information than two other deterministic updating procedures. Thus, the HUP updating procedure is more promising and recommended for real-time flood forecasting in practice.     

Real-time flood forecasting of Huai River with flood diversion and retarding areas

A combination of the rainfall-runoff module of the Xin’anjiang model, the Muskingum routing method, the water stage simulating hydrologic method, the diffusion wave nonlinear water stage method, and the real-time error correction method is applied to the real-time flood forecasting and regulation of the Huai River with flood diversion and retarding areas. The Xin’anjiang model is used to forecast the flood discharge hydrograph of the upstream and tributary. The flood routing of the main channel and flood diversion areas is based on the Muskingum method. The water stage of the downstream boundary condition is calculated with the water stage simulating hydrologic method and the water stages of each cross section are calculated from downstream to upstream with the diffusion wave nonlinear water stage method. The input flood discharge hydrograph from the main channel to the flood diversion area is estimated with the fixed split ratio of the main channel discharge. The flood flow inside the flood retarding area is calculated as a reservoir with the water balance method. The faded-memory forgetting factor least square of error series is used as the real-time error correction method for forecasting discharge and water stage. As an example, the combined models were applied to flood forecasting and regulation of the upper reaches of the Huai River above Lutaizi during the 2007 flood season. The forecast achieves a high accuracy and the results show that the combined models provide a scientific way of flood forecasting and regulation for a complex watershed with flood diversion and retarding areas.     

考虑预见期降水的三峡水库区间洪水预报模型研究

 选用长江三峡水库区间流域的历史雨洪资料与短期定量降水预报资料,编制三峡水库区间流域洪水预报模型,并将区间定量降水预报与区间洪水预报模型相耦合,研究了预见期降水对洪水预报的影响。提出了一个随机降水模型,随机生成 500组序列作为降水预报值输入到区间洪水预报模型,并以均值作为预报结果发布。方案比较结果表明,考虑预见期内的降水预报可提高三峡水库的洪水预报精度。     

三峡水库汛期“蓄清排浑”动态运用方式计算研究

在入库沙量大幅减少的背景下,三峡水库持续开展汛期中小洪水调度,增大了汛期库区泥沙淤积和防洪风险,减少了水库下泄大流量的机会。在三峡水库汛期,开展“蓄清排浑”泥沙调度方式动态运用研究有助于进一步优化三峡水库汛期调度方式。利用三峡水库干支流河道一维非恒定流数学模型,探索开展了三峡水库汛期 “蓄清排浑”动态运用方式计算研究,并提出了汛期“蓄清排浑”动态运用方案。计算结果表明:三峡水库汛期“蓄清排浑”动态运用方式可以同时兼顾排沙、发电和防洪,“蓄清”水位150 m要优于155 m,“蓄清”运行期间库水位可选择在145~150 m之间浮动运行;建议将寸滩含沙量达到2.0 kg/m³且当日寸滩站入库流量≥25 000 m³/s的时间作为水库增泄“排浑”的起始时间,将出库含沙量降至约0.1 kg/m³作为“排浑”调度结束重新进入“蓄清”调度的泥沙参考因素。研究成果可为三峡水库汛期优化调度提供参考。     

漳河水库汛限水位浮动控制运用的探索

依据漳河水库流域实时水雨情信息及水文、气象预报成果,采用上、下浮动控制运用的办法,对水库汛期限制水位实行实时动态管理,并建立了非线性数学模型及解算方法,探讨可能存在的风险因素、风险程度与实施条件.运用实践证明,水库年均增加蓄水量0 32亿m3,既避免了单一追求水库兴利效益而忽视水库防洪安全的倾向,也避免了单一强调水库安全而忽视兴利用水的需求,较好地解决了水库防洪安全与兴利蓄水之间的矛盾.     

三峡水库洪水资源利用Ⅰ:调度方式和效益分析

三峡水库试验性蓄水以来的调度运行实践表明,汛期对中小洪水实施滞洪调度,既减轻长江中下游防洪压力,又提升了三峡水库洪水资源利用水平。为了提升三峡水库洪水资源利用水平,针对30 000~55 000m3/s的水库来水进行了洪水资源利用研究。通过研究,提出了洪水资源利用的基本原则和控制条件,分析了洪水资源利用启动时机和预报预泄条件,制定了三峡水库洪水资源利用调度规则,分析了洪水资源利用的防洪影响和发电效益。同时考虑到洪水预报误差、预见期、上游水库调蓄作用的影响,开展了2012年洪水资源利用实例分析。研究还定量明确了三峡水库洪水资源利用的调度方式和效益分析,研究结果对于发挥三峡水库综合利用效益具有重要的理论意义和良好的推广应用价值。     

漳河水库动库容研究

依据漳河水库入库洪水计算中存在的主要问题,提出综合考虑入流及出流影响的漳河观音寺水库动态库容计算方法,并建立了模型的求解方程与动态水位-库容曲线。在实际应用中,较好地解决了由静态水位-库容曲线求得的入库水量失真的问题。研究成果为水库洪水预报提供了新的技术方法,有利于多种方法对水库洪水预报进行相互佐证,提高了水库洪水预报调度水平。