梯级水库防洪标准选择的协调方法研究

对中国水库防洪标准进行了分析与评价,指出了其不足。根据梯级水库群防洪标准选择的特点和主要影响因素,对其协调方法进行了研究,采取了协调措施,以助同行对这一问题进行深入的研究。     

梯级水库联合保坝防洪调度的方法

潘口和黄龙滩水库，系汉江支流堵河的梯级水库。潘口水库的兴建，除获得发电效益之外，还担负着提高下游已建梯级水库黄龙滩大坝防洪标准的任务。本文具体叙述联合保坝防洪调度方法及有关分析成果。     

梯级水库防洪规划设计方法

梯级水库联合拦洪以满足下游某地区的防洪要求时，该地区的防洪标准和防洪措施，需进行经济计算比较，并采用净效益最大的原则优选确定。对满足同一防洪标准的各种防洪措施，也可用年费用最小的原则优选。而梯级水库大坝防洪安全的相互保证，则必须高度重视梯级各库之间的相互关系。     

梯级水库防洪标准研究

为确定梯级水库防洪标准的最优方案,应用可能度-满意度理论,提出了确定其防洪标准的步骤。系统地构建了一套含不确定变量的梯级水库防洪标准评价指标体系,并与层次分析法进行了比较验证。结果表明：采用可能度-满意度理论来确定梯级水库防洪标准的方法具有一定的理论价值和现实意义。并且具有思路清晰,合理、有效、直观和便于决策等特点。     

国内外水库工程防洪标准分析

目前在我国已经形成流域梯级开发的格局,但现有的水库防洪标准主要针对单一水库.影响梯级水库群防洪安全的因素远比单一水库多,因此,正确选择水库的防洪标准对水库的防洪安全至关重要.通过分析国内外现行防洪标准的特点和存在的问题,提出风险分析是确定梯级水库群防洪标准的关键,以及对我国防洪标准规范改进的建议.     

梯级水库的防洪风险及防洪规划研究

为了更好地利用水资源,保障人类社会经济发展,梯级水库应运而生。它是为了开发利用河流的水利水能资源而修建的一系列呈阶梯式的水库和水电站,担负着涝旱灾害防治和水资源再分配的重要职责。但是,当水库遇到突发事件例如洪水、地震等灾害导致坝体坍塌,使大量洪水向下游倾泄,会引发严重的洪涝灾害。因此文章针对这个问题展开探讨,谈谈自己的看法。     

梯级水库的联合防洪调度及防洪风险分析

由于我国兴建的水库大坝约90%为土坝,有相当部分为梯级水库,当水库遭遇突发事件如超标准洪水、地震、地质灾害问题造成的坝体坍塌、大坝渗漏发生管涌等工程事故、战争或恐怖事件等因素导致溃坝,将使蓄量巨大的洪水瞬间向下游倾泻,引发严重的洪涝灾害,对人民生命财产安全和社会经济发展造成严重威胁和破坏。由于梯级水库建于同一条河道上,当上游水库大坝突遇险情溃坝时,会引起下游水库溃坝的连锁反应,这样造成的灾害特别巨大。因此研究梯级水库联合防洪调度措施,并对其进行防洪风险分析,寻找最优的调度方式,最大可能降低甚至避免大坝溃坝风险,这对保证当地人民群众的生命财产安全和社会经济的可持续发展具有重要的意义。     

梯级水库防洪调度功能需求分析

梯级水库防洪调度系统是实现流域防洪调度的关键和核心.文中从应用角度出发,分析梯级水库防洪调度的业务需求,提出梯级水库防洪调度系统须具有资料管理、仿真学习、调度计算、安全校验、分析会商等功能,总结出较为实用的水库调度方案制定流程为数据录入、分析试算、闸门反推计算、结果安全校验、成果表达,推进了梯级防洪调度系统的实用化、智能化.     

对梯级水库洪水标准的一点改进建议

用现行规范确定梯级水库的洪水标准,实用中存在上下游水库洪水标准不协调的问题.文中建议在确定水电站工程等级时,将水库自身和下游梯级作为防洪对象考虑,弥补了现行洪水标准的一点不足.     

关于梯级水库防洪调度技术问题的探讨

搞好在河流上下游布置、相互之间联系紧密的梯级水库的科学调度和联合运用,对减轻和避免洪水灾害、保护下游防护目标的安全具有重要作用。岗南水库和黄壁庄水库是串联在滹沱河上的两座大(Ⅰ)型水库,且两库区间有支流冶河汇入,联合调度涉及面广、难度大,在梯级水库联合调度运用中具有相当的典型性。如何将洪水到来时水库自身的安全蓄泄、区间入流错峰与保护下游水库安全等因素综合考虑,在遵循调度原则、严格执行调度运用方案的前提下,灵活掌握,最大限度发挥水库防洪减灾、蓄水兴利效益,详见14页。     

乌江梯级水库群“2014.07”洪水防洪调度影响研究

选取乌江梯级水库群为研究对象,通过乌江"2014.07"洪水防洪调度的实例,分析探讨了乌江梯级水库调度对下游防洪影响程度。2014年7月,乌江流域4个主要防洪控制断面发生了20~150 a一遇洪水。经水库群联合调度,各水库还原后入库洪水的峰现时间比天然洪水提前约15~24 h,入库洪峰增加约13%~30%,水库削峰率约为31.3%~45.8%,思南、沿河、彭水、武隆等4个防洪控制断面20~150 a一遇洪水被削减到4~10 a一遇。分析结果说明乌江梯级水库群防洪调度效果较好,可以供乌江流域梯级防洪调度参考。     

梯级水库群控制梯级极端工况泄洪安全分析

河流梯级开发中,极端条件下流域安全主要取决于干流控制梯级的安全。已有研究将控制梯级特级坝分为特1级和特2级,究竟哪种等级的大坝应设置非常泄洪设施或临时措施,在较高水位时启动来降低控制梯级的泄洪风险,此项研究尚属空白。本文基于DB-IWHR模型理论框架,研制开发了水库群连溃数值模拟平台,并针对控制梯级特级坝的空间分布类型,考虑梯级水库群风险源可能出现的超标准洪水+地震引发某一泄水闸门失效的极端运用工况,从控制梯级的泄洪安全和设置非常泄洪设施的必要性角度,研究了流域梯级安全问题。结果表明:对于"上下相当"的布局,梯级水库群特1级坝须增设非常溢洪设施以应对超标准洪水、或某一闸门无法开启及其组合运用工况。对于"上小下大"的布局,由于风险触发梯级溃决预警时间常以小时计,特1级坝通过设置非常泄洪设施增大泄洪裕度可进一步降低库水位,从而使得特1级坝腾出更大的库容应对上游溃坝洪水,明显提高特1级坝的安全裕度。本文提出的理论计算方法和增大泄流能力途径可供梯级水库群设计运行参考。     

长江流域上游控制性水库群联合防洪调度研究

长江流域水系复杂,防洪对象分布范围广,控制性水库的防洪调度目标具有多元化、分布多区域特征,如何科学运用水库防洪库容,有序兼顾各区域防洪是流域控制性水库群联合防洪调度的关键。选取溪洛渡、向家坝与三峡水库组成的水库群为对象,基于大系统分解协调原理,先通过逐次分解各防洪区域对溪洛渡、向家坝两库预留防洪库容的要求,在结合区域间洪水遭遇关联性分析的基础上,提出两库防洪库容在协调川江与长江中下游两区域防洪中的分配方案;同时对三峡水库的防洪调度方式深入优化,提出适当扩大对城陵矶防洪补偿库容分配方案。研究成果表明,联合调度方案可进一步减少长江中下游分洪量,对于提高整个流域防洪减灾水平,完善长江流域库群防洪调度体系具有重要意义。     

梯级水库群系统洪水演进模拟及防洪安全评估

针对梯级水库群系统中上级水库泄洪对下级水库带来的水力传递影响,以评估水库群系统的安全隐患为目标,以澜沧江中游干流5个水库组成的梯级库群系统为例,运用同频率地区组合法推求库群系统的设计洪水过程。以此作为库群系统的输入条件,采用MIKE 11模型模拟当库群系统发生稀遇洪水时的沿程最高水面线,并与坝顶高程比较,对库群系统中大坝的防洪安全状况进行评价。结果表明:当库群系统发生5 000年一遇以下洪水时,各坝址处最高水位均低于坝顶高程;当发生10 000年一遇洪水时,其中两个水库(漫湾和景洪)的最高水位接近其坝顶高程,存在发生漫坝的风险,给整个库群系统的防洪安全带来一定隐患。研究成果对于提高库群所在的澜沧江中游地区的应急防洪能力具有重大的现实意义,为库区下游的安全生产和经济发展提供重要的保障。     

水电站水库群防洪补偿联合调度模型研究及应用

针对具有下游防洪任务的水电站水库群,提出基于预报及库容补偿的水库群防洪补偿联合调度逐次渐进协调模型,推求水库汛期防洪库容动态控制方案。该模型运用了大系统分解协调理论及贝尔曼的逐步逼近思想,以各水库为独立的子系统建立3层递阶结构,针对库间水力、电力联系及防洪库容限制等复杂的约束条件进行不同层次的协调。模型经过多次迭代计算,得到最佳的水库群防洪库容协调方案。该模型应用于清江流域梯级水库,计算结果表明,在不降低水库及梯级原有的防洪标准前提下,能有效利用上游水布垭水库的防洪库容,分担隔河岩水库部分防洪任务,并显著提高梯级水库发电量。     

基于同频率地区组成法的梯级水库联合防洪预报调度

在水库实际防洪预报调度过程中,洪水的自然特性直接影响其调度风险。为降低此风险,本文提出了基于同频率地区组成法的联合防洪预报调度模型。以最大防洪库容之和最小为目标,通过调洪演算得到由m种洪水组合与n个设计频率相结合的m×n种组合方案下的联合防洪预报调度和常规调度的调度风险指标。计算结果表明联合防洪预报调度相比常规调度降低了最高坝前水位与最大下泄流量,从而降低了调度风险,进一步针对联合防洪预报调度模型,应用动态规划法求得整个调度周期内的联合泄流调度方式。     

关于确定城市防洪标准的几点认识

随着我国城市经济社会的迅猛发展，国家制定的《防洪标准》（GB50201-94）中有关确定城市防洪标准的某些规定已不能完全满足需要。在大量调查研究的基础上，针对城市防洪标准中的“城市”如何界定、城市防洪标准与城市所在的流域防洪体系防洪标准或者城市堤防防洪标准的关系等，提出城市防洪标准的适用范围为城市中心区，城市不同区域应分别确定不同的防洪标准，城市防洪标准应包括城市主要江河的防洪标准。     

梯级水库群超标洪水的协同应急调度研究

受全球气候变暖影响,极端天气事件发生频次增加,超标准洪水灾害的突发性、危害性和不可预见性更加突出,使得梯级水库面临的应急处置问题日益凸显,其中大坝溃决或连溃是梯级水库面临的最大威胁。针对超标洪水,实施水库群协同应急调度,是发挥水库综合利用效益的有效手段之一。本文选取最高水位最低化准则作为超标洪水协同应急调度模型的目标函数,采用逐步优化算法求解梯级水库群超标洪水协同应急调度模型,对梯级水库群超标洪水应急调度方案进行了有益的探索,并以大渡河流域瀑布沟水库、深溪沟水库和枕头坝一级水库为例,对其超标洪水过程进行调度计算,验证了上述模型的合理性和可靠性。结果表明:通过梯级水库群的协同应急调度,各水库在洪水前期预泄水库水量,尽可能腾出更多的水库库容,便于迎接后期可能发生的洪水,尽可能地降低各水库的水位,有效确保梯级水库群的防洪安全。研究成果对各大流域梯级水库群超标洪水的应急调度机制的建立具有重要的理论意义和工程实践价值。     

基于并行混沌量子粒子群算法的梯级水库群防洪优化调度研究

梯级水库群防洪优化调度问题规模庞大、结构复杂,涉及大量的决策变量和复杂的约束条件,各水库、各时段之间的水位、流量存在复杂的耦合关系,呈现出高维度、非线性、强约束特性,传统的优化方法难以直接求解或者计算效率低,存在早熟收敛问题。研究工作试图将量子粒子群算法(QPSO)引入到水库群防洪优化调度问题中,为了提高算法的全局搜索能力和收敛性能,对标准QPSO做了改进,包括利用混沌思想初始化种群、自适应激活机制和精英粒子混沌局部搜索策略3个方面,并引入多核并行计算技术以降低计算时间,提出了并行混沌量子粒子群算法(PCQPSO),函数测试证明了PCQPSO的可行性、稳定性和高效性。将PCQPSO应用到水库群防洪优化调度问题中,与POA、QPSO进行对比分析,结果表明PCQPSO收敛效率快、求解精度高,为解决梯级水库群防洪优化调度问题提供了一种有效的新思路。