黄河上游河段防洪规划的初步探讨

一、前言河流的防洪规划是流域规划的主要组成部分。目前黄河上游河段的防洪规划仅仅是初步的,有待进一步完善和补充。根据黄河上游梯级水电站相继开发兴建和宁夏、内蒙古境内黄河两岸堤防已有一定防洪能力的特点,上游河段的防洪可以结合上游梯级水库兴建,本身对洪水需要设防的特点,由已建和待建的梯级水库来承担。黄河上游河段的梯级水库主要集中在龙羊峡～青铜峡河段,根据龙～青河段梯级开发规划报告,共拟有15座梯级电站。具备有年调节能力以上的水库,自上而下有龙羊峡水库(在建)、刘家峡水库(已建)和黑山峡小观音水库(待建)。其库容系数分别为0.94、0.53(按龙～刘区间径流计算)、0.63(按刘～黑区间径流计算)。     

黄河上游梯级水库联合运行设计

黄河上游干流龙羊峡至青铜峡河段梯级水库（电站）群装机规模大，梯级电站之间水力联系密切，是西北电网的骨干水电基地。梯级水库群中具有优良多年调节性能的龙羊峡水库和具有良好年调节性能的刘家峡水库。     

青海省东部黄河谷地百万亩土地开发整理项目水源分析

青海东部黄河谷地百万亩土地开发整理项目将依托黄河干流已建拉西瓦、李家峡、公伯峡、积石峡四大水库蓄水和水位的抬高,对黄河两岸台地进行开发整理,发展农田灌溉.过境黄河是项目区唯一依赖的可靠水源.依据境内水文站实测资料,通过对项目区过境黄河径流和水质分析,认为项目区过境黄河地表径流丰富,已建水库供水保证率高,水源可靠、水质优良.     

80年来青海境内黄河干流水沙量的变化

青海境内黄河干流唐乃亥站实测年径流量1.997×1010m3，占黄河流域年径流量5.80×1010m3的34.4%，占青海境内黄河干流年径流量的90.6%。唐乃亥以上是黄河流域水量的主要供给地和水源涵养区之一。自1919～1998年经统计分析唐乃亥站80年来径流量和输沙量的变化特征，结果表明年径流枯水年和偏枯水年出现最多的年份是20年代和90年代，丰水年和偏丰水年出现最多的年份是40年代、60年代和80年代。境内输沙量的变化主要取决于径流量的变化。90年代青海境内黄河干流水沙量减少主要是由于年径流丰、平、枯的周期性变化和降水量减少引起的，是以自然因素为主的结果。境内年径流量的变化没有向减少趋势发展，水沙量的变化是稳定的。     

气候变化对龙刘梯级水库群发电量的影响

气候变化和人类活动共同导致流域或区域水资源供需矛盾加剧。面对日益加剧的气候变化,厘清气候变化对梯级水库群发电调度规则的影响十分重要。以黄河上游龙刘梯级水库群为研究对象,首先,采用Mann-Kendall突变检验方法对梯级水库控制断面唐乃亥和小川水文站径流序列进行突变检验,在此基础上构建黄河上游融雪径流模型(HBV),并对其进行模型参数校准和验证;其次,采用统计降尺度方法(SDSM)对2种气候模式(CanESM2和GFDL_ESM2G)下的3种气候变化情景(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5)进行降尺度处理,并模拟未来黄河上游径流量;最后,构建黄河上游梯级水库群发电量最大模型,揭示气候变化对梯级水库群发电量的影响。结果表明,黄河上游唐乃亥和小川水文站的径流突变年份分别为1989年和1985年。不同气候模式下未来枯水期径流量均显著减少,丰水期显著增加。气候变化将导致未来近期梯级水库群发电量增加,远期增加不显著。     

黄河上游唐乃亥站洪峰流量长期预报模型研究

唐乃亥水文站是黄河上游干流控制站，也是黄河上游梯级水库电站和兰州市防汛的重要报汛站，在防汛工作中具有举足轻重的地位。利用成因分析、周期波外延逐步回归耦合、AR（p）模型实时校正等数学方法进行分析研究，得出了预报该站洪峰流量的确定性数学模型。结果表明，预报模型有较高的预报精度，对黄河上游梯级水库电站以及兰州市的防汛工作有重要作用。     

龙羊峡水库径流调节作用及效益分析

为了分析龙羊峡水库自投运以来的径流调节作用和综合效益,通过对龙羊峡水库投运前后黄河上游水库运行方式的变化以及水库在年内、年际间水量调节的阐述,讨论了龙羊峡水库的径流调节作用,分析了龙羊峡水库因径流调节抬升下游电站发电水头和减少弃水量所带来的发电效益,通过拦蓄洪水、削减洪峰所带来的防洪效益,通过龙羊峡、刘家峡两库联合运用带来的灌溉、防凌效益,以及由龙羊峡水库调节而减少的下游在建电站工程导(截)流成本、提高梯级电站调峰能力等方面的效益。     

洪家渡水电站在乌江梯级中的作用和地位

洪家渡水电站是乌江梯级的龙头电站，它坝高库大，对整个乌江梯级的径流调节起着十分重要的作用，不仅大幅度地增加了整个乌江梯级的年发电量和保证出力，并极大地提高了整个乌江梯级的调峰能力和贵州电网的电能质量。因此，洪家渡水电站在整个乌江梯级中起到举足轻重的作用，居于其它电站无法比拟的地位。     

金沙江下游梯级电站区间径流特性

随着乌东德和白鹤滩电站陆续投运,金沙江下游梯级电站间将形成四组均匀分布的区间。研究金沙江下游梯级电站区间划分和各区间洪水传播时间的变化,结合长系列实测径流资料,分析各区间径流特性、径流组成及对下游坝址影响作出月尺度的剖析,为梯级电站的径流预报提供指导。     

基于Elman网络的黄河源区径流评估模型

黄河源区来水量对黄河上游乃至整个流域供水有重要影响,研究黄河源区汛期径流变化规律和来水趋势,对黄河流域水量持续利用和优化配置有重要作用.针对黄河唐乃亥水文站近48 a(1959～2006年)径流流量及年降雨情况,利用反馈Elman网络,尝试建立了黄河源区汛期径流评估模型.并利用matlab7所提供的神经网络工具箱对其进行了仿真实验.预报结果表明,该模型能较好地反映唐乃亥水文站汛期径流量的规律.     

梯级水电站对黑河出山口径流及洪水过程的影响

基于莺落峡水文站的月年径流量、年最大洪峰流量、洪水过程及黑河上游流域降水等资料,运用双累积曲线法、Mann-Kendall趋势检验法(简称MK检验法)、基尼系数法等方法,分析梯级水电站对黑河出山口莺落峡水文站径流及洪水过程的影响。结果表明：黑河上游梯级水电站的建设运行对年径流量变化影响不大,对径流年内分配及洪水过程有一定影响;电站联合调度运行后,坝前库区蓄放水改变了天然径流过程,对径流年内分配产生显著影响,年内分配均匀度在2001年发生转折,2017—2020年呈显著增加趋势;人为升降闸门高度,致使水位直上、直下,洪水过程拉长,峰值变大,呈陡涨直落形态,涨落率和变化频次增加。研究成果可为加强流域水电站科学调度、水生态文明建设及水能水资源可持续开发利用提供理论依据。     

黄河龙羊峡以上河段径流系列代表性分析论证

以唐乃亥站为例,取其1919—2004年共计86 a的年径流系列,采用距平分析、周期分析、长短系列统计特征分析和分形分析方法,进行黄河上游龙羊峡以上径流系列的代表性分析论证。结果表明:唐乃亥站1919—2004年径流系列丰、枯等级为"平水"。几种代表性分析方法的结果,得到的具有一定代表性的子系列不一致。从年径流丰、平、枯水年组对称性来看,1928—2004年径流系列中丰、平、枯水年组对称性较好,某种意义上说,唐乃亥站1928—2004年共77 a的径流子系列具有较好的代表性。因此,建议采用1928—2004年的径流系列作为黄河龙羊峡以上河段梯级水电站工程设计的依据。     

河流水电资源的梯级开发对生态环境的影响

主要研究对河流的水电能资源进行梯级开发所带来的生态影响。从水文、水环境、生物、水土流失等方面进行分析,并应用灰色GM(1,1)模型,对第二松花江流域的三个断面、八项指标进行预测和评价。结果表明:流域梯级电站的建设,有利于流域内鱼类资源数量的增加、显著减少输沙量,但会不同程度地减少河流年平均流量、对开发和保护鱼类种类有负面影响。因此,河流水电的梯级开发需要谨慎规划,合理调度,各级大坝的选址、坝高、运行期间的蓄水量等都会影响到整个流域的生态安全。     

金沙江流域径流年代际变化特性分析

为研究金沙江流域径流年代际的变化特性,采用金沙江流域石鼓站1951~2009年、攀枝花站1966~2009年、屏山站1940~2009年径流资料,对金沙江流域径流年代际变化特性进行了分析,结果表明,自20世纪40年代以来,金沙江流域来水年际径流变化不大,无明显增大或减小趋势。金沙江中游来水自20世纪80年代后呈小幅增加趋势,可能是由于降雨增加所致,形成原因有待进一步深入研究。     

长江上游控制型梯级水库群联合补偿效益分析

介绍了长江上游水电系统的总体特征以及主要控制型梯级水库的拓扑关系,以发电量最大或保证出力最大为目标建立了优化模型,并分别按梯级和库群2个层次构建了4个长序列优化调度方案,最后根据各方案优化结果分析了主要控制型梯级水库的联合补偿规律及补偿效益。分析结果表明:以发电量最大为主要目标时,库群年均发电量可增加11.79%;以保证出力最大为主要目标时,库群总保证出力可提高29.53%;同时,年均发电量增加9.91%,各梯级互补能力突出,联合运行时电力电量补偿效益显著。     

编制水电站年度发电计划相关问题的探讨

由于水电站来水条件和运行方式的复杂性和不确定性,年度发电计划一直是电网和发电公司面临的重点和难点.文中以三峡水电站为例,针对编制发电计划过程中容易忽略的一些问题进行了探讨,包括年来水系列选择、时间尺度及汛期来水不均衡性等,其分析结论有助于提高编制的发电计划的合理性.     

南水北调西线一期工程对四川水电产业的影响

南水北调西线一期工程拟从雅砻江、 大渡河源头分别调水 56 亿 m 3 、 24 亿 m 3 , 调水将减少雅砻江、 大渡河、 金 沙江( 以下简称/ 三江0)径流量。为综合分析西线一期调水对四川水电产业的影响, 从梯级电站径流、 发电量、 装机 容量、 枯水期平均出力、 发电税收等几个特征指标入手, 通过建立梯级水库群联合优化调度模型来计算分析调水的 影响并提出了相应的补偿 机制建议。结果 表明: 调 水将影响四川省/ 三江0 梯级电站 82 座, 减少年发电 量 442 亿 kW# h, 减少装机容量 970 万 kW, 造成/ 三江0支流部分已规划电站失去经济开发价值, 对四川水电产业影 响较大, 建立合理的补偿机制是必要的。     

雅鲁藏布江干流年径流变化趋势及特性分析

为了分析雅鲁藏布江干流的年径流变化趋势,采用趋势分析和小波分析的方法,基于雅鲁藏布江干流羊村和奴下水文站1970~2012径流序列资料,对其干流径流的变化趋势和特性进行分析。结果表明,干流径流呈现一定的增长趋势,但趋势不显著,同时不存在显著的跳跃成分。雅鲁藏布江有较丰富的水资源可供利用,且水量来源较为稳定,受气候变化影响不显著,可为南水北调的大西线调水工程提供水源保障。     

考虑支流流量影响的梯级水电站短期优化运行策略

对于中小河流上的梯级水电站,入库支流流量占入库径流的比例可能较大,在短期运行决策时需重点考虑入库支流流量的高效利用。以硕多岗河梯级水电站为例,提出了考虑入库支流流量影响的梯级水电站短期优化运行策略。指出应以支流汇入位置为界将梯级水电站划分为多个子梯级,并依据支流来流和区间入流规模、电站装机容量和发电特性确定支流汇入下游子梯级的出力规模;在此基础上,结合电力负荷需求确定子梯级群间负荷分配方案和龙头水库的补水规模,进而达到降低梯级弃水,提高梯级水能利用效率和蓄能的目标。实际算例验证:所提策略合理可行。     

关键参数变化对电站多年平均年发电量的影响

水电站多年平均年发电量是运行管理部门制定生产计划的重要依据。水电站建成投运后其边界条件、基础数据、调度运行方式等计算参数与设计阶段相比已发生变化,有必要复核其多年平均年发电量。以某水电站为例,分析了不同计算参数变化对其多年平均年发电量的影响程度,具体包括不同调度运行方式、不同电站出力系数、年内来水差异等,相关成果可供水库运行管理参考。