三峡水库汛期水位控制运用方案研究

研究三峡水库汛期水位控制运用方案,对于充分发挥三峡水库的综合效益具有重要意义.本文在分析三峡水库洪水季节性变化规律的基础上,综合多种分期方法的结果得出三峡水库汛期分期方案,并按照规范推求分期设计洪水.根据不同分期的来水情况分别拟定防洪调度规则,在确保防洪安全的前提下,利用分期设计洪水调洪演算确定汛前期和汛末期汛限水位,采用预报预泄方法确定主汛期水库水位控制运用方案.历史资料和随机生成的长径流系列调洪演算结果表明:所拟定的三峡水库汛期水位控制运用方案安全可靠、合理可行,可显著地提高三峡水库的兴利效益.     

三峡水利枢纽多目标优化调度及其综合效益分析

与初步设计相比,三峡枢纽自2003年蓄水运用以来,运行环境发生了较大变化,如长江上游建成一批大中型水库、水文气象预报技术提高、防洪、发电、航运、供水、生态对水库调度需求增加等。为适应新的运行环境,2009-2012年,三峡水库采取了提前蓄水、中小洪水调度、汛限水位浮动等优化调度措施,以提升三峡工程的防洪、发电、航运、供水等综合效益。同时,开展了有利于四大家鱼繁殖的生态调度试验,试图拓展三峡工程的生态效益;实施了消落期库尾减淤和汛期沙峰调度试验,通过减少库尾及库区泥沙淤积来持续保证三峡水库的有效库容。此外,通过在三峡船闸上下游增设靠泊设施、实施船闸快速检修等措施,有效提高了三峡船闸的通航能力。     

水库汛期中小洪水动态调度方法与实践

分析了实现中小洪水动态调度的必要性和可行性,提出了把握洪水规律、依据预报结果对水库水位实施动态控制的技术路线和对调度结果进行风险分析的方法。以三峡水库为例进行调度实践,在满足防洪安全要求的前提下,有所突破原设计防洪调度规则,依据水雨情预报信息对水库汛期中小洪水实施动态控制调度,达到了防洪、发电和航运多赢的效果。2009、2010和2011年汛期弃水量分别减少了62.4、101.7和102.6亿m3,发电量增加了6、49和30亿度,充分发挥了水库的综合利用效益。     

基于MIKE11的三峡库区洪水演进模拟

建立三峡水利枢纽洪水预报系统,对工程经济效益的充分发挥及长江中下游的防洪减灾具有重大意义。本文针对三峡水利枢纽洪水预报系统中的库区洪水演进模拟部分进行研究:以MIKE11为基础,区间入流采用分布式水文模型模拟结果,分别采用控制三峡坝前水位和控制三峡出库流量两种边界条件建立模型。控制坝前水位的模拟结果显示,在2006-2011年汛期模拟的确定性系数均超过0.90,可以满足业务上对洪水预报的精度要求。控制出库流量的模拟经过实时校正后,对坝前水位峰值模拟效果良好,2010-2011年汛期平均模拟误差约0.25m。     

向家坝、溪洛渡建库后三峡水库汛限水位优化研究

能源、水资源的需求以及上游建库迫切要求对三峡水库汛限水位进行优化.本文分析了三峡水库汛限水位优化的方法,结合溪洛渡和向家坝建库,对防洪与航运进行了充分的分析,求得优化的防洪与航运约束条件,并在约束条件和原设运行方式的基础上对汛限水位进行优化.求得的优化调度方式不但易于操作,且在保证防洪和航运的基础上大大提高三峡水库的综合效益,可作为三峡水库实际调度的参考.     

基于随机模拟的分类预报调度方式风险分析

水库防洪分类预报调度方式是在水库防洪预报调度方式基础上提出的一种新型水库调度方式,其风险的大小是决定分类预报调度方式是否可行的关键.通过与防洪预报调度方式比较可以看出,分类典型洪水过程选择是分类预报调度方式增加的风险.因此,本文采用随机模拟蒙特卡洛方法分析典型洪水过程选择给水库防洪分类预报调度方式带来的风险.以调洪最高水位和调洪最大泄量为风险指标,通过分类预报调度方式和预报调度方式调洪结果的比较,分析分类预报调度方式的风险.研究结果表明,相对于预报调度方式,分类典型洪水过程选择并不增加水库防洪分类预报调度方式的风险,相反,由于多套调度规则弥补了单套调度规则适应性差的问题,分类预报调度方式更能满足各类型洪水过程的防洪要求.     

三峡区间年最大降雨与上游洪水遭遇风险研究

三峡区间降雨往往在汛期集中发生，一旦与上游洪水叠加，会对三峡防洪产生不利影响。为探究三峡区间降雨与长江上游洪水的遭遇规律，本文基于阿基米德Copula函数建立三峡区间年最大降雨和长江上游年最大洪水的联合分布，从时间遭遇和量级遭遇（包括峰值和过程）两方面解析两者遭遇的风险特征。结果表明，区间降雨和上游洪水发生时间遭遇呈双峰型，区间年最大日面雨量、7日面雨量一般早于上游年最大流量、7日洪量发生；设计频率越大，发生区间降雨和上游洪水峰值和过程遭遇的风险也越大，且发生峰值和过程遭遇时，区间降雨早于上游洪水的遭遇风险较大；同一设计频率发生过程遭遇的风险要大于峰值遭遇的风险。研究成果可为三峡水库防洪调度提供参考。     

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。     

三峡水库9月分旬控制蓄水初步研究

三峡水库提前蓄水是充分发挥三峡水库效益的重要课题,而提前蓄水必然会提高三峡大坝的防洪风险,有必要提出一个有效的调度方案解决。本文在分析三峡水库洪水的基础上,提出了9月分旬控制蓄水的方案,针对不同频率的洪水组合进行了调洪演算,得到了9月各旬相应的防洪限制水位,并对其发电效益进行了比较。所得结论可供三峡工程在实际运行中制定调度方案参考。     

三峡水库动库容特征及其在防洪调度上的应用:2.动态汛限水位调度方法

根据水库水动力特性分析和数值模拟研究,三峡水库表现出河道型水库所具有的动库容特性,水库水面线不呈水平,坝前水位变化与库容变化不同步,按照静库容曲线计算出的水库蓄泄水量偏差可达50%以上。研究还发现,相对于水库巨大的库容变化的"惯性",坝前水位随水库下泄流量的变化比较快,通过水库的蓄放水调度可以很容易地控制坝前水位的变化,三峡水库汛期调度具有较大的灵敏性。这个特征对于三峡水库的防洪和兴利调度具有重要的价值。     

刘家峡水库汛期动态防洪限制水位论证研究

效益的增加不能以风险的提高为代价,科学合理地制定并从风险与效益两个方面论证刘家峡水库的动态防洪限制水位是非常必要的。据国家防总发布的《水库汛限水位动态控制试点工作意见》,基于现有黄河上游电站的工程条件和技术资料,在龙羊峡~刘家峡两库联合调度的基础上,采用库容补偿方法,探讨一种以旬为单位的动态汛限水位控制方法,建立动态汛限水位过程线,并进行其风险与效益分析论证。实例研究表明:该动态汛限水位过程线可操作性强,使用方便,在满足设计防洪标准要求的前提下,前汛期不必过早地降低水库水位,后汛期又可较快地抬升水库水位,不仅能够提高水头效益,而且更容易抓住时机尽早蓄水,提高水库蓄满率,增加发电效益。     

清江梯级水库汛限水位联合设计与运用

在不降低清江流域自身防洪标准、不影响清江梯级水库在长江防洪系统中发挥作用的前提下,建立梯级水库汛限水位设计与运用模型,科学利用洪水资源。采用清江流域1951-2009年的日降雨径流系列进行分析计算,研究结果表明：水布垭和隔河岩水库的汛限水位分别采用387.5m和196m的方案,在保证原设计防洪标准不降低的前提下,可使清江梯级水库多年平均发电量增加0.21亿kW.h,增幅为0.302%;其中平水年和枯水年增加的发电效益更为显著。开展汛限水位联合优化设计,可显著地提高梯级水库的综合利用效率。     

乔治亚理工水电站水库调度与发电决策支持软件系统

“乔治亚理工水电站水库调度与发电决策支持软件系统(GTDSS)”是一个将河流中长期径流预报技术与水库群优化调度、水资源管理集于一体的系统。它包括先进的河流中长期水文预报和中长期水库(群)优化调度模块,支持从中长期计划到短期及实时的水库调度与发电调度。此系统的应用可以减少不合理弃水,增加发电量,降低洪涝灾害损失,有效利用水资源。应用该系统后,可相应增加水电站年发电量3%￣10%。该系统已成功应用到北美洲、欧洲、非洲等多个流域,获得了较好的经济效益和社会效益。GTDSS技术具有通用性,可以方便地移植应用到不同流域的水电站水库(群)调度系统中,对当前我国已开发的各流域水电站水库(群)调度管理具有重要的参考价值。     

安康水库汛期分段控制水位效益研究

根据安康水库汛期入库特点及多年来水库的实际运行情况，通过对该库 汛期多种水位控制的计算、比较与分析，提出了安康水库汛期水位控制目标。该目标水位能 够用 于指导水库实际运行，并可取得可观的水电增发效益。该研究对于同类水库的实际运行也具 有一定的指导作用。     

考虑未来径流变化的丹江口水库多目标调度规则研究

气候变化会引起水文循环和入库径流变化,改变当前水库各调度目标的制约关系,影响水库调度规则。考虑未来径流变化对水库调度的影响,推求相应的水库多目标调度规则对未来水库管理有着重要意义。本文以丹江口水库为例,建立了考虑未来径流变化的多目标优化调度模型。以全球气候模式(GCM)模拟结果作为未来气候变化情景,将降尺度处理后的气象要素输入可变下渗能力(VIC)模型预测丹江口水库未来入库流量序列,采用非支配排序遗传算法(NSGA-II)算法推求多目标调度函数集,结合设计的水库调度图得出兼顾丹江口水库供水和发电的多目标调度规则。通过对比分析发现,目前的调度规则不能很好地适应未来径流变化,而考虑未来径流变化的多目标优化调度规则能有效协调供水和发电的矛盾。以发电和供水为主两种不同调度规则对各目标的影响存在差异,其中主要考虑供水的调度规则能显著提高(18.7%)水库的供水量。     

石泉水库主汛期拦蓄洪尾超蓄运用的风险分析

针对水资源匮乏和汛期水库大量弃水的矛盾，提出了有效的解决途径——汛期通过适时拦蓄洪尾超蓄运用的方式来充分利用洪水资源。拦蓄洪尾超蓄运用存在一定的风险，本文就超蓄运用的风险因素进行了识别分析，并从水文频率分析角度提出了计算超蓄风险率的方法；通过对石泉水库不同超蓄水位的风险率进行计算，结合可接受风险率值，得出了该水库拦蓄洪尾超蓄运用的期望水位。     

并联水库群联合防洪预报调度方式优化研究

水库群联合防洪预报调度方式对流域及城市防洪、水资源合理优化配置有重要意义。水库群联合调度不仅要考虑各水库自身约束和预报,还需考虑水库补偿关系,已有试算法经验性强、难以获得全局最优解。文章将优化技术与规划防洪预报调度相融合,提出考虑预报误差的预报调度规则的一般形式和求解思路,建立库群优化调度模型,优化求解各水库的防洪预报调度规则和汛限水位动态控制上限。以清河、柴河水库群为例进行研究,结果表明：联合防洪预报调度相比单库防洪预报调度,清河水库和柴河水库的汛限水位分别可多抬高0.4 m和0.3 m,最大可使汛期多蓄水0.62亿m3。研究结果可为水库群防洪预报调度提供参考和理论依据。     

特约文章：三峡水库下游河床冲刷与水位变化

为探析三峡水库下游河床冲淤与水沙输移之间的关系以及河床冲淤对洪枯水位的影响,采用三峡水库运用前后长江中下游水文泥沙和河道地形资料,分析归纳了主要水文站水沙变化、沿程河道冲淤分布和洪枯水位变化特征。研究表明：冲刷集中于枯水河槽既与洪水频次减少、中等流量持续时间加长有关,也与中等流量下河道冲刷率大、洪水流量下河道冲刷率小的特点有关;主冲刷带自上而下推移,目前仍位于荆江河段;粗沙（d > 0.125 mm）的年均输移量至监利基本可恢复至蓄水前的多年均值,城陵矶以下长河段冲刷主要是细颗粒冲刷导致;河道冲刷导致中枯水位明显下降,并在城陵矶以上沙质河段呈现加速下降趋势,但当流量大于平滩流量附近的临界值时,高水位变化不大,初步预估这种变化特点将在较长时期内保持。