水库群防洪联合调度研究现状与展望

系统地回顾和总结了水库群防洪系统调度方面的国内外研究进展，并对现有的一些研究方法进行了评述和分析。对今后的水库群防洪系统调度研究进行了展望。     

网络环境下基于模型驱动的水库群防洪联合调度系统

在分析水库群实时防洪调度特点的基础上，以JBuilder为开发工具，采用Oracle数据库研究开发了结构合理、功能齐全、界面友好和实用性强的网络环境下的水库群防洪联合调度系统。阐述了利用上述平台进行系统设计和开发的关键技术。该系统主要特点是支持异地用户进行联合调度方案的在线制定。支持从洪水预报数据预处理、初始条件设置、水库限制条件选择、模拟调度到决策会商和报表制定等决策制定的全过程。     

西江上游水库群联合蓄水优化调度研究

目前西江上游水库群在汛末蓄水期难以蓄满,直接影响其在供水期的综合效益。为此,建立了基于发电、蓄水和生态的多目标优化调度模型,采用逐次逼近动态规划方法进行求解,得到2011～2017年的水库群联合蓄水优化调度过程。结果表明,龙滩水库的蓄水与天生桥一级水库的蓄水具有同步性;因光照水库为龙头水库、岩滩水库开始蓄水时间比其他水库晚,故两水库蓄水受其他水库的影响较小。对于特枯年份,需提前水库群开始蓄水时间及抬高起蓄水位才能蓄满。     

基于改进遗传算法的水库群防洪优化调度

为解决标准遗传算法(SGA)在处理高维复杂问题中寻优能力不足、计算时间过长、易早熟的问题,首先改进映射规则,仅选择部分决策变量进行编码,采取新的映射规则将其解码映射至解空间,实现高维问题的降维;其次使用针对不同约束条件的自适应罚函数对算法收敛性进行改进;最后以北方某流域并联水库防洪调度为例,建立防洪优化调度模型,并运用改进遗传算法进行求解。结果表明,该方法在解决高维复杂水库群防洪优化调度问题时具有求解速度快、寻优结果好的优点,有一定的实用性。     

基于等效原理的水库群实时防洪联合调度模型研究

针对水库群规模大导致水库群联合调度模型求解困难、交互决策难以聚焦的问题,提出了基于等效原理减少联合调度模型水库数的新思路,即将水库群全集划分为显效水库和非显效水库子集,对显效水库开展联合补偿调度,非显效水库作为被补偿对象单库调度;并建立水库群分组指标体系和分组方法,由此构建了显效水库联合调度和非显效水库单独调度的混合调...     

小清河流域水库群系统防洪联合调度模型研究

揭示出库群防洪调度中防洪权重随净雨量变化而变化的规律，并按照水库每时刻预留防洪库加权总和最大的准则，建立了水库群系统防洪联合调度的线性规划模型，采用改进的仿射变换法进行求解，并在小清河流域的水库群系统调度中加以应用。实例结果证明了该模型及其求解方法的合理性和可行性。     

基于PSO的水库群联合供水优化调度应用研究

针对水库群优化调度为水资源系统优化调度中的难点,分析了水库群优化调度存在的不足,提出了基于粒子群优化算法的水库群联合供水优化调度模型,并以余姚市陆埠-梁辉水库群为例进行应用研究.结果表明,粒子群算法能获得高性能的优化调度结果,可更好地发挥库群的综合效益,科学可行.     

基于供配水原则的水库群联合供水调度模型

鉴于水库群是一个复杂的大系统,包括水库来水、需水和供水决策等在内的诸多方面,考虑水库群之间的库容调节特点,将水库群等效为一个聚合水库,以聚合水库调度图和供水任务分配原则作为调度模型供水决策变量,引入动态供水分配因子作为成员水库间供水分配原则,确定逐时段不同来水情况下水库群的最优供水方案及成员水库之间供水任务优化分配,建立基于合理供配水原则的水库群联合供水调度模型。实例应用结果表明,该水库群联合供水调度模型可使供水系统的水资源得到充分利用,在满足用水户设计保证率要求的同时,增大了水库群供水能力,减少了无效弃水量,并实现了供水任务在各成员水库之间的合理分配,具有显著的社会效益和经济效益。     

龙刘水库联合运用对黄河上游径流量变化的影响

为分析龙刘水库联合运用对黄河上游径流变化的影响,选取黄河上游八个水文站1950~2009年径流资料,根据水量平衡原理还原水库运用后径流序列,采用Mann-Kendall趋势分析法、突变检验法及小波分析法,分析了龙刘水库运用前后兰州站与下河沿站实测与还原年径流量的变化特征。结果表明,实测与还原序列都存在显著的下降趋势,实测序列突变年份为1987年,还原序列为1990年;实测序列与还原序列都存在3~5、6~9、14~17、23~27年四类周期变化尺度,兰州站与下河沿站实测径流序列的主周期都依次为25、16、8和4年,兰州站还原序列主周期依次为23、8、4年,下河沿站还原序列主周期依次为24、4、8年。说明龙刘水库的联合运用加剧了径流序列下降的趋势,有促使序列突变提前的可能性,且对径流序列的周期变化产生了一定的影响。     

考虑水质改善的观音阁—葠窝水库联合调度方案研究

针对太子河枯水期河道水质较差的问题,以观音阁至葠窝水库区间控制断面水质改善为目标,研 究了保障下游最小生态环境需水的水库群联合调度,并采用计算机模拟了两座水库的联合运行,提出改 进水库现行调度方式、调节河道年内径流分配过程,制定了考虑生态环境改善的水库群联合调度方案。 模拟结果表明,该方案改善河道枯水期水质明显,水环境质量得到较大提高。     

三峡工程的防洪调度运用与风险分析

根据三峡工程防洪调度任务、方式以及历史来水来沙情况统计,讨论了控制防洪限制水位的影响因素,提出了三峡水库防洪限制水位的动态控制方式,并分析了动态控制方式所产生的发电、航运效益以及可能导致的水库泥沙淤积和防洪安全风险。结果表明,通过采用相应的调度与工程措施,在不增加风险的前提下能显著提高发电和航运等效益。     

流域防洪体系联合调度整体模拟系统开发及应用

针对流域防洪调度模拟系统开发过程中的通用性、可扩充性和多功能性设计等关键问题,通过节点化设计和建立拓扑关系矩阵实现了系统的通用性设计;将计算次序与节点编码、拓扑关系矩阵分离实现了系统的可扩充性;根据防洪系统调度需求,建立了模型库和方法库实现了系统的多功能支持。在淮河正阳关以上流域的实际应用结果表明,该系统降低了正阳关断面的洪峰流量,显著提高了正阳关上游防洪系统的防洪效果。     

清江梯级和三峡梯级防洪库容投入时机方案研究

针对三峡和清江梯级水库群防洪库容投入时间问题,分别从各梯级投入时机、各水库投入次序展开讨论,并分析了不同时机方案对荆江河段的防洪补偿联合调度效果。结果表明,在清江洪水与长江洪水遭遇前提下,采用清江梯级水库防洪库容首先投入运用、不足部分由三峡水库承担的联合运用方式。选取1954年典型洪水,按清江梯级水库配合三峡水库的联合防洪调度方式计算得出,可将荆江河段的防洪标准由100年一遇提高至124年一遇。     

浑江梯级水库群汛期退水段发电优化调度研究

针对浑江梯级水库群汛期调度问题,建立了汛期洪水退水段梯级水库群发电优化调度模型,并用遗传算法对该模型进行求解.实例表明,该研究可减少弃水、增加发电效益,对指导汛期洪水退水段水库调度具有实用价值.     

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。     

乌江中下游干流梯级水库洪水资源利用方式研究

汛期在保障防洪安全的前提下合理利用洪水资源,是提高乌江中下游干流构皮滩、思林、沙沱和彭水水电站综合效益的有效手段。在分析乌江干流中下游洪水资源特点和洪水资源利用原则的基础上,提出了基于"控制对象允许蓄量"的梯级水库洪水资源利用方式,以协调多水库和多防洪保护对象的相互影响,并以1963年实际洪水过程为例进行模拟调度,从防洪、兴利的角度综合分析了洪水资源利用效益。结果表明,所提出的洪水资源利用方式能有效提高乌江干流梯级水库洪水资源利用率,有利于提高梯级水库的综合效益。