干支流不同典型洪水组成的梯级水库防洪极限风险分析

不同的典型洪水组成对梯级水库的联合防洪调度风险有重要影响,为研究其对极限风险的具体影响以提高梯级水库洪水资源利用率,以黄河上游龙羊峡和刘家峡梯级水库为例,选取干流和支流实测洪水流量资料的年最大洪量过程,按洪峰在洪水过程中出现的位置划分为4场典型洪水,并从中各筛选出4场典型洪水过程线组合成16种情景,采用同倍比放大法推出梯级水库入库设计洪水,以下游水库设计洪水位作为极限风险控制指标,通过调洪演算得到防洪极限风险率。经分析干流洪峰靠后支流洪峰靠前的典型洪水组合对刘家峡水库的极限风险起决定作用。不同起调水位的联合防洪补偿调度计算结果表明,视不同来水情况可将刘家峡水库起调水位抬升至1 728~1 730m,以充分利用黄河流域的洪水资源。     

基于预报调度的河口村水库汛限水位动态控制域研究

开展实时预报调度是实现汛限水位动态控制的重要手段之一,构建了以削峰率最大为目标的水库实时防洪调度模型,提出了防洪库容分期动态使用的方法,选取河口村水库历史洪水及百年一遇洪水过程,通过实时预报调度仿真,在保证足够安全裕度的条件下,确定了河口村水库汛限水位动态控制值的上限为250m,在不增加防洪风险的前提下,多场次洪水平均可增加的洪水资源利用量为4 070×104 m3。     

潘口水库调蓄作用对黄龙滩大坝的防洪安全影响

针对潘口水库正常蓄水运行后将对黄龙滩大坝防洪安全产生极大影响的问题,利用龙格—库塔数值解法编制了水库洪水调算程序,采用有无对比法研究了有、无潘口水电站时黄龙滩大坝的防洪安全。结果表明,黄龙滩水库洪水调度方式由常规调度调整为预泄调度时,潘口水库的蓄水运行可大幅降低坝前水位、延迟洪峰和最高水位出现时间,大坝防洪标准将提高到2 000年一遇。     

溪洛渡、向家坝水库配合三峡水库对城陵矶防洪调度优化研究

长江流域发生流域性或中游区域性洪水时,城陵矶地区防洪形势严峻。为缓解防洪压力,提出了溪洛渡、向家坝水库配合三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位优化方法,并模拟计算了多个防洪补偿控制水位方案。考虑三峡水库对城陵矶地区按不超警戒水位、不超保证水位的两种防洪调度目标,提出了基于两种调度目标转换临界水位(调度目标转换水位)的防洪调度优化方法,通过调度模拟试验定量分析了不同调度目标转换水位对城陵矶地区防洪补偿调度的影响。结果表明,在不影响下游荆江河段防洪标准和不增加三峡库区淹没风险的前提下,三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位可由单库运用下的155 m提升至联合调度运用下的158 m;在上游溪洛渡、向家坝水库的配合下,调度目标转换水位可设置为150 m,从而减小中游地区应对中小洪水的防洪压力。     

尼尔基水库洪水调度方案研究

针对尼尔基水库初步设计阶段的防洪调度方案存在的问题,考虑水库工程完工、投入正常调度运用的现实需要,研究了与洪水预报方案水平相适应的、可在实时洪水调度中实施的洪水调度方案,基于现有的洪水预报方案及其精度,研究了尼尔基水库的洪水调度方式及其判别指标,确定了洪水调度方案的基本框架,并采用粒子群优化算法优化计算了泄量参数.结果表明,该方案确保了水库自身的防洪安全,基本完成了水库规定的防洪任务,可用于尼尔基水库运用初期洪水调度.     

石梁河水库分期汛限水位研究

洪水资源利用是缓解缺水地区水资源紧张的一个有效途径,大中型水库在利用洪水资源时,一般需要对汛期限制水位进行调整。以江苏省连云港市石梁河水库为例,根据其防洪调度方式及判别条件,结合水库的具体情况统筹考虑与水库调洪有关的各种因素,基于水库现状汛期分期,推求水库各分期的设计洪水,然后通过调洪演算确定石梁河水库各分期的汛限水位,并对水库实施分期汛限水位后的效益进行了分析计算。结果表明,石梁河水库采取分期汛限水位后,在几乎不增加额外成本的情况下,年均增加蓄水量11 125×104 m3,水库的洪水资源利用效益得到了显著提高。     

江垭—皂市水库联合优化运行规则研究

针对澧水流域常发生强度大、历时短的暴雨洪水问题,结合江垭、皂市水库原有防洪调度规划建立了并联水库优化运行模型,得出了江垭—皂市水库优化运行规则,根据起调水位、预报洪水频率即可得出控泄流量和闸门启闭规则.经各种设计洪水组合模拟计算,理论上可将江垭、皂市水库防洪库容利用率提高到100％,可减小三江口流量13 965 m3/s、降低水位1.69 m,石门以上防洪标准可由17年一遇提高到30年一遇,对澧水流域防洪安全保障具有重要意义.     

基于设计洪水过程线法的百色水库汛限水位动态控制

为提高百色水库对洪水的调节作用和洪水资源化利用效益,对百色水库进行分期汛限水位动态控制。先对百色水库进行汛期分期,计算各分期设计洪水;然后,采用老口水库与百色水库洪水同频、区间洪水按实际典型组成分配及老口水库与区间洪水同频、百色水库洪水按实际典型组成分配两种工况,分析了主汛期、汛末期南宁市洪水地区组成;最后,针对百色水库主汛期和汛末期不同汛限水位,对百色、老口水库进行联合洪水调度,得到百色水库主汛期汛限水位调整域为214~215 m;汛末期汛限水位调整域为214~223 m。由此可知,对百色水库进行汛限水位动态控制可提高洪水资源化利用效益。     

铁岗水库分期洪水调度研究

分别从气象成因、三防办和历史资料三方面分析了铁岗水库控制流域的暴雨洪水时程分布及分期规律,对汛期洪水的时域划分进行了研究.由实测暴雨资料推求设计洪水方法进行P-Ⅲ适线,并采用点面折算系数计算面雨量、采用广东省综合单位线法和推理公式法推求设计洪水过程.在确保大坝和下游防洪安全的前提下对水库进行调洪演算分析,发现三个分期在设计、校核情况下汛限水位均未超过原设计值,特别在前后汛期尤为明显.结果表明,可在汛期采用动态汛限水位进行水库调度,分期提高防洪限制水位,以增加蓄水库容,进一步发挥水库的综合效益.     

基于相似洪水动态展延的水库防洪调度决策方法及其应用

鉴于实时洪水预报预见期难以满足水库实时防洪调度决策的时间尺度需求,相似洪水动态识别及展延是提升洪水情势预见性的有效途径。因此,将相似洪水动态展延相关理论与水库防洪优化调度模型相结合,提出了基于相似洪水动态展延的防洪调度决策方法,并以池潭水库为例,分别从展延水量效益、防洪决策效益分析相似洪水动态展延决策方法的适用性。结果表明,提出的水库防洪调度决策方法可有效降低决策风险、保障了上下游防洪安全。     

水库长期发电优化调度的不确定性分析

为了解水库调度中不确定因素对水库长期发电优化调度的影响,以三峡水库为例,根据确定性系数与预报误差的关系对入库径流过程进行随机模拟,应用三角分布和正态分布描述水力不确定性的影响,不同时期选取不同的调度起调水位,运用动态规划法进行水库发电优化调度,将其结果与优化调度和常规调度结果进行比较,得出入库径流的预报误差、出库泄流能力和起调水位的变化等三个不确定性因素对水库长期优化调度的影响较大,而水位库容曲线的不确定性对结果的影响较小。并以确定性系数0.9、变异系数0.1和起调水位145m为例,综合考虑了各项不确定性因素对三峡水库长期发电优化调度的影响。结果表明,多年平均发电量减少0.94×108kW·h,这与三峡水库实际运行情况相符合。     

对龙羊峡水库实施动态汛限水位的思考

在对黄河上游龙羊峡以上流域产汇流特性和洪水规律分析的基础上,结合水文预报开展情况,论述了三方面的内容:分期划分汛限水位;利用洪水规律,提高汛后期洪水落水段汛限水位;充分利用多年调节水库较大的调节库容,处理好小概率洪水与常见洪水的防洪问题。尤其是第三个问题,应引起重视。结果表明,在龙羊峡水库实施动态汛限水位是可行的,实施动态汛限水位在水资源短缺的黄河流域显得更为重要。     

不同调度方案对东苕溪流域水文特征的影响

东苕溪流域是太湖流域的重要组成部分,其洪水防御关系到杭州市及杭嘉湖平原的防洪安全。为分析东苕溪流域干流上防洪工程不同调度方案对流域水文特征的影响,基于东苕溪流域的地形特点,提出在东苕溪流域不同区域分别采用水文学模型和水动力学模型进行洪水演进的预报方法。根据2008~2011年数据资料,通过率定与验证确定了各水文水动力模型参数,并设定各种组合条件分析获得了水库分洪组合、降雨组合、分洪等工况下瓶窑站、北湖闸前的水位过程,为东苕溪流域防洪及各工程调度方案制定提供了参考依据。     

洪水调度关键期提高碧流河水库防洪能力的方法

基于预报信息的可利用性分析,研究了洪水调度关键期利用可回充水量进行预泄以降低设计汛限水位的方法,该方法利用降雨与退水预报信息计算回充水量,依据回充水量预泄,合理地设计降低设计汛限水位。碧流河水库2012年50年一遇洪水调度过程表明,应用该方法洪水调度关键期设计汛限水位降低0.39m,调洪最高水位降低0.24m,最大泄量减少了190m3/s;同时调洪末水位仍能达到主汛期末允许控制水位68.8m,既提高了该水库防洪能力,又保证了后期兴利效益,亦为其他水库防洪调度提供了借鉴。     

佛子岭水库群汛限水位调整及风险分析

为提高水库群防洪和兴利效益,以佛子岭水库群为例,针对单库调洪演算的局限性,考虑水库间水力联系,建立了联合调洪演算模型,通过确定联合运用时的起调水位和止调水位,研究了汛限水位调整后的运行效果。同时,采用安全度作为风险分析指标,计算了各汛限水位组合下水库群的安全度,定量分析了汛限水位调整对防洪安全的影响。结果表明,佛子岭水库群汛限水位可恢复至设计值,且白莲崖水库的兴建能大幅提高水库群的整体防洪能力。     

对龙羊峡水库实施动态汛限水位的思考

在对黄河上游龙羊峡以上流域产汇流特性和洪水规律分析的基础上，结合水文预报开展情况，论述了三方面的内容：分期划分汛限水位；利用洪水规律，提高汛后期洪水落水段汛限水位；充分利用多年调节水库较大的调节库容，处理好小概率洪水与常见洪水的防洪问题。尤其是第三个问题，应引起重视。结果表明，在龙羊峡水库实施动态汛限水位是可行的，实施动态汛限水位在水资源短缺的黄河流域显得更为重要。     

中小洪水调度对三峡水库泥沙淤积的长期影响

当前中小洪水调度对三峡水库淤积的影响尚局限在短期过程,且年内各种调度方式影响叠加,很难单独区分中小洪水调度的影响。为了解长期实行中小洪水调度对三峡库区泥沙淤积的影响,基于一维水沙数学模型,计算分析了有、无中小洪水调度情况下三峡库区泥沙淤积过程、分布特征及防洪库容保留状况。结果表明,长期实施中小洪水调度情况下,三峡水库泥沙淤积增加,影响集中在变动回水区下段及常年回水区,淤积三角洲向坝前推进较无中小洪水调度情况慢;水库达到初步淤积平衡的时间推迟约50年,平衡淤积量增加约19%,防洪库容损失约3%。     

龙羊峡水库年末运行水位控制研究

龙羊峡多年调节水库年末运行水位控制是关系到黄河上游梯级水电站整体效益的关键问题。在分析影响龙羊峡龙刘两水库年末运行水位主要因素的基础上,结合黄河上游梯级水库联合调度的特点,建立了龙羊峡水库模拟调度模型,拟定以三个来水典型年和不同起调水位的组合方案,在满足下游综合用水基本要求的前提下,重点从发电量和弃水概率两方面分析论证了龙羊峡水库年末运行水位的合理控制区域。研究成果对今后龙羊峡水库调度运行和其他类似多年调节水库的调度具有一定的参考价值。     

钱塘江流域1995年型特大洪水防御形势分析

为复核现状水利工程洪水防御能力,完善防洪体系建设,积极应对特大洪水。以钱塘江流域1955年实测特大洪水为例,通过构建水利计算数据模型,分析在现状工程条件下,应对特大洪水的防御方案及洪水风险。结果表明,流域内重要大中型水库需结合洪水预报,及时降低水库起调水位,拦蓄洪水,实现与干流洪峰的错峰调度,才能提高应对特大洪水的能力,有效减少洪灾风险。     

板桥水库汛限水位动态控制域研究

针对水库汛限水位动态控制域的确定为汛限水位动态控制研究的关键问题之一.结合入库流量信息、降雨预报信息等研究确定了水库泄流量分级情况下面临时刻允许控制的库水位值,根据绘制的面临时刻允许库水位值决策支持表,得出水库各级泄流量下的汛限水位动态控制域.实例应用结果表明,该方法考虑了水库汛限水位实时动态控制阶段下游防洪安全允许的各种泄流及其与区间洪水组合的情况,具有较强的可操作性和实用价值,可用于指导水库的实时防洪调度.