水库汛限水位动态控制域确定方法研究发展动态综述

水库汛限水位动态控制域确定方法是动态控制研究的关键内容,亦是动态控制方案实施的基础。通过系统总结(改进)预泄能力约束法、防洪预报调度方式及规则设计方法、库容补偿法、考虑年内洪水时序变化规律的统计分析法、分级预泄法、综合信息决策支持表法等水库汛限水位动态控制域确定的主要方法,评述各方法的主要特点及适用条件,提出了汛限水位动态控制域确定方法尚需深入研究的关键性问题,以期推动水库汛限水位动态控制域确定方法的全面应用,扩大其研究应用范围。     

确定水库汛限水位动态控制域的分级预泄方法及应用

汛限水位动态控制域是水库汛限水位动态控制的基础。预泄能力约束法是确定汛限水位动态控制域的最主要方法,但该方法在规划设计时对预泄流量采用极限允许值,结果偏理想,操作性较差。本文提出考虑24 h降雨预报的分级预泄确定法确定汛限水位动态控制域,即将预泄流量按不同时间段划分为不同的量级,然后基于预泄能力约束法的基本理念,对水库进行汛限水位动态控制域规划。结果表明,此方法合理考虑了水库调度的实践性,使预泄能力约束法的规划方案更切合实际。     

岩滩水库汛限水位动态控制域的应用研究

随着预报科学理论和技术的发展,降雨和洪水预报精度的提高和水文过程预见期的增长,水库运用中由对水库汛限水位的静态控制逐步转向动态控制,而汛限水位动态控制的核心问题之一就是研究汛限水位动态控制域的确定方法。以岩滩水库为实例阐述了库容补偿法和预泄能力约束法的基本思想,并给出预泄能力约束法的数学描述和计算过程。通过评定岩滩水库短期洪水预报方案精度和预报误差对防洪安全的影响程度,以不增加土地淹没损失为原则,基于洪水预报信息和汛期动态控制水位调度线得出汛限水位动态控制上限值,以原设计汛限水位值为下限确定汛限水位动态控制域。     

基于蒙特卡洛法的水库汛限水位动态控制风险分析

为定量评估汛限水位动态控制对水库大坝防洪安全的影响,以基于预报预泄的水库洪水动态水位控制为研究对象,分析预报入库水量的误差、预泄采用的连续无雨天数,以及预泄采用的洪水预报预见期这三个不确定性因子给水库洪水动态水位控制带来的附加防洪风险和随机分布特征,利用蒙特卡洛随机模拟研究了汛限水位动态控制风险率的计算方法。以河口村水库为例,采用蒙特卡洛模拟方法分析了水库汛限水位动态控制的风险率,说明了该方法研究水库汛限水位动态控制风险的可行性。     

基于降水预报信息的棉花滩水库汛限水位动态控制模型

为了提高汛期洪水资源的利用率,对棉花滩水库进行了汛限水位动态控制研究。从汛限水位动态控制条件、历次洪水预报误差等方面分析棉花滩水库实施动态控制的可行性。以2010年复核的汛限水位为基础,基于实时预蓄预泄方法,根据流域的短期降水预报信息、面临时刻水情信息、工情和灾情信息,结合洪水预报,确定适用于棉花滩水库的预蓄预泄调度模型,制定水库汛限水位实时动态控制方案,并进行相应的风险分析及效益计算。此方案在不降低原设计防洪标准的前提下,可增加水库蓄水量与发电效益。     

基于短期降雨预报的大桥水库汛限水位动态控制研究

大桥水库是金沙江支流雅砻江下游左岸一级支流安宁河干流上的一座龙头水库,工程任务以灌溉和工业城镇生活供水为主。随着安宁河流域社会经济的快速发展,大桥水库的供水日趋紧张,水资源供需矛盾日益突出。通过对中央气象台针对大桥水库所在区域的未来48 h短期降雨预报精度和实际降雨分布规律进行研究,表明中央气象台对于大桥水库所在区域的未来48 h无雨、小雨预报在大桥水库汛限水位动态控制中是可以应用的;在此基础上采用预泄能力约束法确定了大桥水库汛限水位动态控制域,基于预蓄预泄法提出了大桥水库汛限水位动态控制方案,并对动态控制方案的防洪安全进行了分析。应用结果表明,大桥水库按照汛限水位动态控制方案进行动态调度,不会影响上下游及大坝本身的防洪安全,同时能有效地提高水库蓄水量和洪水资源的利用率。     

燕山水库汛限水位动态控制方案研究

随着全球极端气候越发频繁、水资源时空分布更加不均,水资源供需矛盾日益加剧。为充分利用水库调控水资源能力和发挥工程效益,采用预蓄预泄法对燕山水库汛限水位进行动态控制方案研究,首先基于下游防洪安全,根据降雨与洪水预报信息,采取预蓄预泄方案确定汛限水位上限值;再基于大坝自身安全和水库超泄能力分析确定了主汛期与后汛期的最高汛限水位。与原汛限水位104.20 m相比,考虑洪水预报信息情况汛限水位可调整至104.77 m,考虑降雨预报信息时可调整至105.36 m。计算分析结果表明,调整后的动态汛限水位对大坝自身安全及下游防洪安全影响较小,提高了水资源可利用率,具有可实施性。     

水库汛限水位动态控制研究进展与发展趋势

回顾国内外水库汛限水位动态控制研究的最新进展,从汛限水位动态控制理论研究和库群研究两方面进行综述。水库汛限水位动态控制理论研究主要针对预蓄过程汛限水位实时动态控制值和预泄过程汛限水位实时动态控制值、预报信息可利用准则3个方面,从理论上定量地给出汛限水位实时动态控制值以及预报信息可利用范围。阐述水库群汛限水位动态控制4个研究内容的研究进展,并系统评述了汛限水位动态控制域的确定方法和实时动态控制的方法,介绍了各方法的主要思想及其适用条件。针对水库汛限水位动态控制的研究现状及存在的问题,提出未来应重点研究的3个方面:(1)水库群预报信息可利用分析理论;(2)水库群汛限水位动态控制全过程风险分析理论与方法体系;(3)复杂水库群系统汛限水位动态控制理论。     

实时汛限水位动态控制方法研究

很多研究表明,汛限水位动态控制是协调水库调度中防洪和兴利间关系的有效方法,但大多集中于研究汛限水位控制域的确定,很少有文献针对汛限水位动态控制的核心—实时汛限水位动态控制进行研究。本文提出了一种实时汛限水位动态控制的方法,该方法首先利用24 h分类降雨预报作为判别指标,然后依据水文预报结果和水库的泄流能力计算控制水位、泄流量等具体指标。文中将该方法用于碧流河水库“19960810”场次洪水的调度中,结果表明,该方法能保证汛限水位动态控制的有效性,可以用做实时汛限水位动态控制的实施方法。     

龙羊峡水库汛限水位动态控制方案研究

影响龙羊峡水库汛限水位动态控制方案的主要因子有黄河上游的洪水起涨特点、水库下游河道的安全过流能力、龙刘水库的联合防洪调度方式、入库洪水预报的精度和预见期等几个方面。龙羊峡水库的预泄模式宜采用固定预泄的方式,洪水预报的有效预见期为7 d,预泄判别流量为1 500 m~3/s,预泄流量为2 000 m~3/s,相应的汛限水位动态控制域为2 588～2 590 m,在此区间内水库进行动态调蓄运用,视上游来水预报和水库蓄水情况确定出库流量。水库水位超过2 590 m时,水库按常规防洪运用方式运用;水库水位超过2 594 m时,水库按设计防洪运用方式运用。     

漳泽水库汛期分期研究

对漳泽水库控制流域的水文气象特征进行了分析,利用统计学方法分析了漳泽水库汛期各旬平均降雨量变化、暴雨发生时间分布、洪水发生时间分布。研究表明漳泽水库入库洪水呈现出较为明显的分期特征,将漳泽水库的汛期分为三期。该分期方案与降雨天气系统的季节性变化规律一致,可为漳泽水库汛限水位动态控制提供参考     

水库汛限水位实时动态控制方案优选研究

水库汛限水位动态控制方案优选属多阶段多目标群决策过程,在水库调度中具有重要作用。针对水库汛限水位动态控制多目标的矛盾性,本文将基于协商对策的多目标群决策模型,应用于水库汛限水位实时动态控制方案优选,选取洪水资源利用率、保证率可靠度、调洪最高水位和最大下泄流量作为优选指标,并采用基于博弈论的组合赋权法将经验权重与数学权重融合,确定各指标权重。以大伙房水库为例,分析其汛限水位实时动态控制时,决策者不同偏好时的最优值。结果表明,采用该模型优选出的方案可以为决策者提供较为直观和合理的决策依据。     

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.     

基于改进粒子群算法的渗透系数参数反演分析

针对传统的粒子群算法存在收敛速度慢、易陷入局部最优的缺陷,依据水库原型观测数据和有限元数值计算结果,基于以e为底的指数函数的惯性权重策略的改进粒子群算法,减少了求解计算时间,提高了结果准确度,构建了大坝渗透压力监测控制统计分析模型,并分别采用标准粒子群算法和改进的粒子群优化算法反算了混凝土坝体、坝基的渗透系数。与实测值的对比结果表明,基于改进粒子群算法的渗透系数参数反演拟合效果良好,计算误差小、搜索效率快、辨识参数准确度高,具有较强的可操作性。     

苗家坝-碧口梯级水库汛期水位动态控制研究

本文将单一水库预泄能力约束法,推广到梯级水库汛期水位动态控制中,并建立了梯级水库汛期水位联合运用和动态控制模型,假定预报信息准确,在不降低下游保护对象的防洪标准的前提下,最大限度发挥梯级水库的兴利效益。以苗家坝、碧口水库为对象进行了实时调度模拟,其结果相比于原设计汛限水位动态控制方案,减少了弃水,且保证最大出库流量均在可控范围内,达到在不降低防洪标准的前提下提高梯级水库兴利效益的目的,大大提高了洪水资源利用率。     

山美水库预报调度

山美水库是一座具有防洪、供水、灌溉、发电等综合功能的大型水利枢纽工程,水库防洪预报调度的方法包括气象水文预报法、时段洪水预报法、参数值控制法、预泄调度法、补偿和错峰调度法等。文章通过洪水发生的实例,对这几种方法的综合运用进行了论述。     

桓仁水库汛限水位动态控制关键问题研究

水库汛限水位动态控制的关键在于水情测报系统、洪水预报和天气预报等信息的可利用性研究几方面.为此,以桓仁水电站汛限水位动态控制研究为背景,研究了上述几方面的关键问题,在2005、2006年水库实际洪水调度中,动态控制汛限水位,取得了较好的发电效益.分析认为.桓仁水库无论是水情自动测报系统建设、洪水及退水预报方案还是气象预报都具备了汛限水位动态控制研究与应用的条件.     

陆浑水库汛限水位动态控制风险研究

结合陆浑水库的实际,探讨了以预泄调度方式实施汛限水位动态控制所面临的风险。研究了陆浑水库实施汛限水位动态控制域、动态控制实施条件、调度方式,重点对其所面临的风险和损失进行了评价和计算。结果表明,陆浑水库以预泄调度方式实施汛限水位动态控制是可行的,在风险允许的范围内,水库经济效益大大提高。     

基于随机模拟法的水库防洪风险分析

塔尔水库是博尔博松流域规划的一项非常重要的水利设施,有巨大的防洪灌溉的功能和作用。以塔尔水库为例．基于该水库1970～2010年夏汛共40a相关模拟洪水资料,运用随机模拟法,模拟出3000场夏汛洪水过程,进而计算分析水库防洪风险。结果表明,实行分期汛限水位控制可以有效降低水库的防洪风险;分时段提高汛限水位可以有效提高汛末水位,增加水库汛末蓄满率;后汛期水位不是变化很大时水库的风险不会发生大变化,但不宜将水位提的过高。希望研究结果能为今后塔尔水库的建设或类似水利设施的防洪工作提供科学指导。     

吴城水库汛期分期调度研究与应用

吴城水库是一座综合利用的中型水库。近年,水库供水面临诸多困难的挑战,蓄水只有靠拦蓄雨洪资源。为了充分发挥水库的防洪与兴利效益,本文从气候成因分析、数理统计和模糊分析的角度分析研究了水库汛期分期调度起讫日期的划分,将整个汛期划分为前汛期、主汛期和后汛期,并按其分期采用不同汛限水位值,实现了将汛限水位按分期实行动态控制,使水库年平均可多蓄水180万m3。这无疑对解决该地区缺水问题具有十分重要的现实意义。