一种湖泊分级分期旱限水位确定与动态控制方法

在抗旱领域,我国至今尚未建立起可用于抗旱应急管理工作的水位(流量)等干旱特征指标,水文报旱、旱情预警、抗旱会商、应急响应、水量调度等抗旱应急管理工作往往缺乏科学依据.在2011年水利部制定的《旱限水位(流量)确定办法》中,首次提出了旱限水位的概念,但没有具体针对湖泊制定旱限水位确定方法,且参照江河和水库旱限水位确定方法...     

有闸控制湖泊分期分级旱限水位研究

干旱灾害是主要的自然灾害之一,严重影响了居民生活、工农业生产和生态环境用水安全.旱限水位是做好水源工程抗旱调度决策的重要依据.本文综合考虑湖泊上游来水、区间用水、通航等因素,提出了有闸控制湖泊分期旱限水位和旱枯水位的划分方法,并以女山湖为典型区域开展应用研究.结果表明:旱限水位和旱枯水位的划分基本符合女山湖的实际情况,...     

大型灌区骨干水库分期旱限水位研究

水库作为常见的重要水利工程设施,在区域水资源承载力水量、水质、水生态和水流更新等要素调控中具有举足轻重的地位和作用,在降水径流减少的枯水季节显得尤其重要。旱限水位是水库在低水位调度运行的控制性特征水位,其合理设置与科学运用对区域水资源高效利用意义重大。为此以淠史杭灌区梅山水库的来水特性和用户需水特性为基础,首先采用Hausdorff维数分形方法划分了梅山水库入库径流干旱预警时段,进而通过不同水平年各预警期内来水、供水调节计算了初始旱限水位:旱警水位和旱枯水位,并以水库灌区水资源系统长系列模拟模型及优化模型为依托,优化确定了梅山水库不同预警期的旱限水位,最后分别从水库运行、灌区灌溉、生产生活供水、生态用水以及水力发电等多角度评估了旱限水位的合理性,为水利部门指导水库灌区抗旱运行,制订相应抗旱预案提供技术参考。     

基于逆序递推的水库分级分期旱限水位确定方法研究

开展水库旱限水位确定技术研究,对于科学指导水库抗旱调度具有重要的意义。因此本文在旱限水位内涵解析的基础上,提出一种水库分级分期旱限水位计算新方法,充分考虑不同的干旱等级、不同行业年内需水过程的差异,采用逆序递推算法得到水库分级分期旱限水位。以山西省张峰水库作为研究对象,计算得到汛期、枯水期、农业灌溉期的旱警水位分别为 756.5 m,756.2 m,754.5 m,旱保水位分别为 735.8 m,730.7 m,728.2 m。通过方法对比分析,发现新的计算方法能够对更多的行业、更长的时段进行供水改善,在指导水库抗旱调度,提升水利工程群干旱防御能力方面具有显著优势。     

联合调度水库旱限水位的确定及应用探讨

旱限水位(流量)指江河湖库水位持续偏低,流量持续偏少,影响城乡生活、工农业生产、生态环境等用水安全,应采取抗旱措施的水位(流量),也是确定江河湖库干旱预警等级的重要指标,是启动抗旱应急响应级别的重要依据。以周公宅—皎口水库为例,对上下游联合调度水库的旱限水位确定及应用进行了探讨。     

平洋水库旱限水位确定

本文以平洋水库1981-2011年共32年来水量系列资料为依据,结合水库所承担的主要供水任务,与一定保证率的设计用水量相结合,用逐月滑动计算的方法,分析确定平洋水库的旱限水位.     

长潭水库旱限水位确定方案探讨

随着全球气候的变化,我国干旱灾害频发,大型水库在抗旱中的作用越来越凸显,确立水库旱限水位可以对抗旱应急响应启动提供重要依据。依据国家防汛抗旱总指挥部提出的确立大型水库旱限水位的基本原则和方法,综合考虑各用水部门的需求,结合水库自身工程特点,确立了长潭水库旱限水位,探讨了早限水位确立应注意的问题。     

龙羊峡水库旱限水位优化控制研究

龙羊峡水库是黄河上游具有供水、发电等多目标运用方式的多年调节水库。在分析多年调节水库功能的基础上,辨析提出多年调节水库旱限水位的概念、内涵。研究多年调节水库旱限水位控制的理论与方法,基于最优控制理论和自适应技术,建立由多年调节水库跨年度补水收益最大化和出库过程最优化的控制模型,并探讨人工鱼群智能算法的求解实现。以黄河流域1990年代连续干旱枯水时段为例,研究了龙羊峡水库最优旱限水位控制策略,结果表明通过龙羊峡水库旱限水位最优控制实施跨年度补水、蓄丰补枯可增加干旱枯水年份的可供水量,在一定程度上减轻黄河流域旱灾损失。     

岳城水库旱限水位的确定

旱限水位(流量)指江河湖库水位持续偏低,流量持续偏少,影响城乡生活、工农业生产、生态环境等用水安全,应采取抗旱措施的水位(流量).依据岳城水库的多年来水及供水资料,按照《旱限水位(流量)确定办法》确定了旱限水位.     

双塔堡水库旱限水位确定方法分析

通过分析确定了双塔水库旱限水位,为控制水库运行、科学抗旱提供了依据,对农业生产发展具有十分重要的指导意义;同时也为各级管理部门及时准确地了解旱情和演变趋势并为防旱、抗旱工作提供重要依据。     

基于模糊集对分析的灌区水库旱限水位及供水策略优化研究

随着经济社会发展和气候条件改变,我国区域干旱问题日益突出,水库在抗旱减灾过程中的作用越来越凸显,旱限水位的提出与应用对有效发挥大中型水库在抗旱中的调控作用、缓解流域旱情具有重要意义。针对旱限水位研究现状,本文以史河灌区梅山水库为例,首先考虑城乡供水、农业灌溉、水力发电和生态环境等诸多因素,构建基于模糊集对分析法的水库灌区水资源系统运行效果综合评价模型,并以水资源系统综合运行等级最优为目标,以分期分级旱限水位、灌溉限供措施(基于水库来水特征和作物生长特性)为优化变量,运用免疫遗传算法进行系统优化求解,最后对比有无旱限水位下水库水资源系统综合运行效果,并分析了不同控制方式下水库供水变化和灌区作物因旱减产风险。结果显示：该优化方法相较于以水库供水经济效益为目标旱限水位确定方法,多项年均指标都有较大改善,其中梅山水库经济效益提高了46万元,充反调节水库水量增加了555万m³,而水库弃水量减少了566万m³;史河灌区塘坝供水量增加了253万m³,而作物减产率下降了3.32%,同时作物因旱减产风险降低了3.15%。可见,运用系统综合...     

基于年防洪标准的水库分期优化调度研究

以棉花滩水库为例,在不降低年防洪标准的前提下进行汛限水位分期优化调度。采用传统水文频率分析法推求分期设计洪水,分期洪水组合概率应与年洪水概率一致;建立分期设计洪水频率与相应防洪库容的两变量序列,根据拟定汛限水位的防洪库容插值求得防洪风险率;在分期防洪风险率组合满足年防洪标准的前提下,根据发电、调洪规则及其它约束条件进行长系列模拟,对各分期进行风险和效益转移,寻求整体最大效益。结果表明:汛限水位前汛期取168.78 m、后汛期取169.58 m,防洪风险率分别为1.217%、0.783%,组合风险率为1.99%;与年防洪标准2%基本一致,同时具有较大的兴利效益。     

坪底供水工程供水规模调整设计

随着石楼县经济发展供水任务增加,坪底供水工程原设计供水规模难以满足工业和生活用水需求,因此,需对该供水工程规模进行调整。经计算,该工程年供水量650万m~3,供水保证率95%,供水流量0.3m~3/s;工程总库容744万m~3,调蓄池容积120万m~3。     

水库汛限水位实时动态控制模型研究

现行的汛限水位方法一般未能考虑预报信息,因而严重制约了水库汛期兴利效益的发挥。通过对实时调度中的可接受风险的研究,在调度期内控制防洪风险在可接受水平内;讨论实时调度与传统汛限水位之间的关系．由调度末水位耦合汛限水位,由此建立了带有机遇约束的水库汛限水位实时动态控制模型。结合三峡水库围堰发电期的汛期调度,进行了实例研究,结果表明,在不同的预报来水以及预报精度情况下,水库汛限水位实时动态控制模型能在不降低防洪标准的前提下,显著提高水库的兴利效益。     

Evolutionary computation to control unnatural water level fluctuations in multi‐reservoir river systems

A methodology and computational model for evaluation and optimization of dam operations in multi‐reservoir river systems is presented. The optimal dam operation scheme was defined as that which minimizes unnatural water level fluctuations during low flow periods, subject to the maintenance of desired stages within the river network, desired storage levels in the reservoirs, and bounds on releases from dams. The dam operation problem was solved using a discrete‐time optimal control methodology in which a genetic algorithm was interfaced with an existing, unsteady, one‐dimensional hydraulic simulation model known as FLDWAV. The hydraulic simulation model was used to solve governing hydraulic constraints, while the genetic algorithm was employed to solve the overall control problem. Constraints on water surface and storage levels were handled using an Additive Penalty Method. Two types of objective functions, absolute water surface deviation and rate of water surface fluctuation, were considered and their results were compared. Capabilities of the overall model were demonstrated through applications to a hypothetical three‐reservoir river system and a portion of the Illinois River Waterway, for which the hydraulic simulation model was calibrated and verified. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

多年调节水库旱限水位优化控制研究

在分析多年调节水库功能的基础上,辨析提出多年调节水库旱限水位的概念和内涵。基于最优控制理论和自适应技术,以干旱年份流域供水总收益最大为目标建立具有在线辨识、自动寻优的多年调节水库旱限水位最优控制模型,并引入人工鱼群智能求解算法,实现多年调节水库跨年度补水收益最大化和出库过程最优化。以黄河流域20世纪90年代连续干旱枯水时段为例,优化提出龙羊峡水库旱限水位控制方案,集成多年调节水库旱限水位控制策略。结果表明,通过龙羊峡水库旱限水位最优控制实施跨年度补水和蓄丰补枯,可增加干旱枯水年份的供水量,在一定程度上减轻流域旱灾损失。     

再论水库汛期水位动态控制的必要性和可行性

汛限水位是水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位,在防洪中具有法定地位,是协调水库防洪与兴利的关键参数,直接影响水库效益发挥。近年水利和应急管理部门落实强监管措施的过程中,出现了强制要求水库汛期不超汛限水位的情况,导致相当多的水库汛期过度弃水、汛后无水可蓄。我国许多省份发生干旱时出现无水可供的困局,2022年长江流域历史性特大干旱情况尤甚。本文通过回顾汛限水位动态控制试点工作,论述汛限水位设置依据和实际监管中存在的问题,阐述开展汛期水位动态控制的必要性和可行性;归纳总结梯级水库运行期设计洪水、分期汛限水位和汛期水位动态控制的理论及方法;提出需要继续深入研究的科学问题和关键技术;最后建议加强水利工程基础措施建设,修改完善现有的法律法规和设计洪水计算等规范,建立符合新阶段水利高质量发展的运行机制,统筹协调防汛抗旱和洪水资源高效利用,实现水库汛期水位动态控制。     

稳定潼关高程的三门峡水库控制水位方案研究

本文分析了1974年以来三门峡水库运用中存在的问题,从稳定降低潼关高程的要求出发,结合"蓄清排浑"运用的必要条件,论证了潼关以下库区河道的富余挟沙能力状况。依据20世纪70年代以来资料,根据平衡排沙的要求论证了汛期敞泄运用的必要性,从保持年内冲淤平衡出发,论证了非汛期运用控制水位的取值及其淤积影响,提出了适宜的水库运用水位的方案。在方案论证过程中也考虑了非汛期尽可能发挥发电效益的因素。