糯扎渡水电站多层进水口下泄水温三维数值模拟

为减免水电站下泄低温水对下游河段生态环境的影响,糯扎渡水电站进水口拟采用分层取水叠梁门方案。为较好地模拟进水口前库区复杂的地形边界,采用σ坐标系,建立了糯扎渡水电站进水口分层取水下泄水温的三维数值模型,数值模拟结果得到了物理模型试验结果的验证。在已知库区水库水温分布的条件下,对不同的叠梁门运行方式,数值模拟了典型水平年十二个月份的下泄水温。进水口叠梁门方案分层取水对提高下泄水温有较为明显的作用,下泄水温提高的幅度,不仅取决于叠梁门的高度,还取决于水库水温垂向分布。     

大型深水库分层取水水温模型试验研究

本文采用水温物理模型,对锦屏一级水电站分层取水进行了模拟。从浮力相似准则出发,导出垂向温差换算关系,用以模拟库区水温分层流动。通过对上游来流分层加热,获得稳定的流速与水温边界,定量研究不同的运行工况下进水口下泄水温变化。研究结果表明,进水口取水运行将影响附近水温与流速场,在引水流量674m3/s情况下,影响范围可远达上游600m;在下泄水温偏低的3月～5月,进水口启用两层半叠梁门可使取水水温上升0.9℃～2.4℃,接近天然水温,以有利于下游生境恢复。     

水库水温数学模型及其应用

对标准k-ε紊流模型进行浮力修正,建立了剖面二维及三维水库水温计算的浮力流模型并采用已建漫湾水库库区实测水温资料对模型进行了检验。将检验后的模型应用于瓯江滩坑水库的水温分布预测研究中,其中采用剖面二维模型进行全库水温分布预测,并为坝前三维模型提供进口边界;采用三维模型对近坝段水流结构以及水电站下泄水温进行精确模拟,从而实现下泄水温的精确模拟。根据计算结果,分析了水库建成后下泄水温与天然水温的差异,对比了各典型年不同电站开机组数和不同电站取水口高程条件下水库下泄水温的差别,为该电站取水口高程和机组运行方式的制定提供了一定的参考依据。     

西北寒旱区高坝水库的水温与冰情研究

为探究西部寒旱地区水库修建对水温、冰情的影响,采用垂向一维水温冰情模型及纵向一维水温模型,对黑河黄藏寺水库库区和坝下游河道水温、冰情进行了预测,并与建库前进行了对比和分析。研究结果表明:黄藏寺水库水温结构为分层型,冬季坝前水温呈逆温分布,水库的修建对库区及坝下河段冰情程度有一定的弱化,初冰时间较建库前推迟约1个月,冰情持续时间减少约20天,最大冰厚由建库前的0.76 m减小至0.49 m,坝下一定范围内不再有冰情出现;水库泄水出现了一定的春夏季低温水及秋冬季高温水现象,沿程水温在各时段均出现了不同程度的恢复效应。     

不同类型取水口下泄水温试验研究

对于温度分层型水库,为了控制灌溉用水的温度以利于作物生长,工程中常采用叠梁门取水口、多层孔型取水口及浮式管型取水口等分层取水措施。目前,缺乏对不同类型取水口下泄水温规律的对比研究。本文依据某水库水温资料,通过试验直接模拟水库水温分布,在相同工况下,对比不同取水口下泄水温规律。试验结果表明,在相同工况下,叠梁门取水口下泄水温大于浮式管型及多层孔型取水口下泄水温。不同类型取水口下泄水温与淹没深度关系较大,与取水流量关系较小。本文研究成果为取水口的选取及运行管理提供理论依据。     

戈兰滩水库垂向水温分布预测

针对戈兰滩水库水文分层特性，采用一维垂向水库水温数学模型进行该水库的水温分布一预测。该模型充分考虑了入流、出流、垂向扩散等影响因素。对平水年进行水温分布预测，预测结果较好的反映了戈兰滩水库的实际状况，也与水温分布类型判别结果相吻合，因此是合理的，可供对坝体进行应力分析时采用。     

基于MIKE3的水库水温结构模拟研究

MIKE3是一款用于模拟水动力、水质、泥沙的专业工程软件,主要应用于港口、河流、湖泊、河口海岸和海洋,具有先进的前后处理功能和友好的用户界面。介绍了MIKE3数学模型的数学基础和计算方法,并将MIKE3应用于新疆伊犁喀什河上游梯级开发对库区水温的影响研究中,就其中开英布拉克水库的模拟过程做出详细说明。计算结果表明：三维流场、温度场预测较为合理,MIKE3软件对于此类问题有较高的实用价值。     

三峡-葛洲坝梯级水库水温影响研究

长江中游三峡-葛洲坝梯级水库蓄水,改变了河流天然水流情势,同时河流的天然水温情势也发生了变化.基于1959-2006年水库下游宜昌水文站实测水温资料,分析了葛洲坝水库和三峡水库蓄水前后宜昌站水温特征参数变化情况.定量分析了水库蓄水对下泄水温的影响程度,进而分析了水温变化对水生生物产卵繁殖的影响.分析结果表明,葛洲坝水库蓄水对下泄水温影响不大,而三峡水库蓄水后,水温在降温季节9～2月份高于三峡水库蓄水前表层水温,而在升温季节3～5月份则相反.三峡水库蓄水对河流水温有一定的调节性,其下泄水温相对于天然状况有一定的滞后性,下泄水温变化影响到下游中华鲟和四大家鱼产卵繁殖,使得产卵时间平均推迟10天左右.该研究将为三峡一葛洲坝梯级水库开展生态调度以减缓其不利影响提供决策.     

多层孔型取水口下泄水温试验研究

水库水体温度具有明显的沿深度成层分布的特点,表层水温和底层水温相差很大,有时温差值可达20℃左右。多层孔型取水口是一种典型的水库灌溉取水装置,其目的是控制灌溉用水的温度以利于作物生长。目前,缺乏对多层孔型取水口下泄水温规律的研究。本文依据某水库水温资料,通过试验直接模拟水库水温分布,改变取水口淹没深度及下泄流量,探讨下泄水温与库内水温分布、淹没深度、下泄流量之间的关系。试验结果表明,下泄水温随取水口淹没深度增大而减小,随取水流量增大而增大,下泄水温还与库内水温分布有关。本文研究成果为多层孔型取水口的设计及运行管理提供理论依据。     

基于WRF湖泊模型的糯扎渡水库未来水温模拟

水库水温对河流水生态环境以及局地气候有重要影响。未来气候变化背景下,水库水温的响应受到国内外关注。本文以气候模式WRF中的湖泊模型为基础,对未来气候态下（RCP2.6、RCP8.5）糯扎渡水库水温变化趋势进行模拟。研究发现,不同未来气候态下,糯扎渡水库水温均呈现上升趋势,且表层水温比深层水温对气候变化的响应更显著。本世纪末水库表层水温上升幅度在4 °C以内,深层水温上升0.8 °C左右。     

水库群运行的改进深度神经网络模拟方法

流域大规模水库群的形成导致径流时空分布发生深刻变化,而不同水库群往往分属不同业主调度管理,上游水库群的下泄计划无法实时获取,给下游水库调度计划编制带来困难,并且影响下游水库运行安全。本文提出一种水库群运行自适应矩估计改进深度神经网络模拟方法,通过改善深度神经网络参数训练方式,从水库群历史运行数据中提取调度规则,在此基础上对水库群运行进行模拟,并结合实例研究,将结果与传统神经网络方法进行综合对比。结果表明,本文所提出的方法能够更好地模拟水库群运行,所模拟的观音岩、锦屏一级和二滩水库下泄流量平均相对误差分别为8%、11%和10%,均优于反向传播(BP)神经网络结果,可为探究调度计划未知情况下的水库运行规律提供新途径。     

Optimal operation of reservoirs for electric generation

Several tests have been performed with a simple test system under special conditions in order to highlight the influence of several factors including water head, discount rate, inflow seasonality, and system design. According to the results, reservoirs should operate at the highest possible storage level in order to maximize the generation efficiency of their associated power plants. This conservative behavior is shown to be the most economic for generation purposes. On the other hand, in a cascade system, the water head factor has the effect of specializing the behavior of the reservoirs. Reservoirs in the upper part of the cascade should play a regulation role while in the lower part of the cascade they should operate as run-of-river plants. These results have been verified on an actual large-scale hydroelectric system, the Brazilian South-Southeast Interconnected Electric System, composed of 51 hydro plants and 31 reservoirs     

基于深度学习的三峡水库实时防洪调度模型北大核心CSCD

水库实时调度需要考虑多种约束条件及综合目标,具有较高复杂度。本文以三峡水库实时防洪调度为研究对象,提出一种基于深度学习的水库实时防洪调度模型。研究模拟三峡水库实时调度过程,生成训练样本数据。基于样本数据生成高维张量输入数据,通过网络参数训练提取高维数据特征以学习拟合水库实时调度模式。基于深度卷积神经网络实时调度模型在训练过程中提取闸门数据特征,模型中采用强化学习算法,迭代优化模型参数,随着样本数据不断更新,通过在线学习实现最优调度决策。实例研究表明,水位实时控制和下泄流量实时控制模型模拟的下泄流量与实际数据相对误差分别为1.4%和1.0%左右,该深度学习模型有较好的收敛性,能够应用于水库实时调度。     

梯级水库土石坝连溃模拟及风险分析

目前梯级水库群的建设开发越来越重要,但是国内外学者在这方面的研究还很少。针对这种现状,在DB-IWHR溃坝模型计算土石坝溃坝过程的基础上,通过调洪演算把上下游水库联系起来,建立了梯级水库土石坝连续溃坝模型。选取实例（唐家山—甲水库梯级水库）,在下游甲水库有预警、无预警和不同泄水能力等工况下,进行了连溃模拟及风险分析。结果表明用DB-IWHR溃坝模型模拟唐家山水库溃坝过程,流量模拟值与实测值吻合较好,但比实测值稍大;在梯级水库运行中,通过增加预警信号提前泄水和增大下游水库泄水能力可有效降低梯级水库连续溃坝的风险。     

水体对河床式水电站厂房动力特性和地震动力响应的影响分析

为探讨库水、尾水及流道内水体对河床式水电站厂房动力特性和地震动力响应的影响,以势流体单元模拟水体、粘弹性边界模拟地基辐射阻尼效应,建立了完整的机组坝段厂房结构—地基—水体耦合有限元分析模型。结果表明:水体对河床式厂房结构动力特性和地震动力响应有较大的影响,没有正确考虑水体作用的动力计算偏于不利;仅模拟库水和尾水的附加质量及势流体模型,由于对占主要部分的流道内水体的影响无法估计而带来较大的误差;计算中对水体进行简化模拟时必须考虑流道内水体的作用。     

海洋内波参数的自动化检测方法

应用星载或机载合成孔径雷达（SAR）可以实现海洋内波参数的研究问题,已广为人知,然而依靠计算机实现从SAR数据中提取内波参数的自动化方法,却是一个一直未从完全解决的实际问题。从实用的角度出发建立了SAR海洋内波传播方向的自动化检测算法,该方法在多种SAR内波数据中进行了检验,证明了这种方法的有效性和实用性。     

径流式水电站弃能利用的制氢系统优化研究

基于我国水电站"弃水"弃电的严重现状,针对我国建设的无调节能力的径流式水电站,开展弃能利用的制氢系统优化研究.根据水电站的实际流量过程及机组运行特性,提出水电站弃能的计算方法,并构建"产"、"储"、"输"完整的集成运行控制与容量优化配置模型,并对氢气市场价格、年均氢气产量与水电站弃能制氢系统的经济效益关系进行敏感性分析...     

不同水平年黄河上游梯级发电补偿效益的动态计算

针对以往补偿效益的研究都是静态计算而言,本文结合不同水平年黄河干流梯级的滚动开发规划,考虑不同年代补偿效益的动态特性,采用黄河干流梯级水库补偿效益的仿真模型,计算了2000、2010以及2020三个水平年黄河上游径流式梯级电站的发电补偿效益.     

基于小波变换的无通道全线速动行波保护

提出了一种基于小波变换的无通道全线速动行波保护。它利用小波变换提取行波信号,利用阻波器对行波波头的平滑作用,通过计算初始行波波头的平缓程度判断故障是在区内还是在区外：当波头非常陡时,判断为内部故障;当波头比较平滑时,判断为外部故障。理论分析和实际系统的EMTP仿真表明了该原理是正确、可行的。     

三峡水库坝下水温变化及其对鱼类产卵影响

三峡水库的运行改变了坝下河段天然水文情势,为研究三峡-葛洲坝梯级水库对中游河道水温的影响程度,应用滑动平均法、Kendall秩次相关检验和Spearman秩次相关检验分析宜昌站水温年际变化趋势,利用水库对河流水温影响的评价指标量化评价水库对宜昌站水温过程的影响程度。研究表明,由于葛洲坝水库调节库容较小,葛洲坝水库蓄水对宜昌站水温影响较小;三峡水库蓄水后,宜昌站水温波动效应明显增强,主要表现为明显的滞迟效应,均化程度呈逐年加深趋势;三峡水库蓄水改变了坝下河道原有的天然水温过程,水温的滞迟效应表明三峡水库运行导致的水温变化使中华鲟的繁殖时间推迟29天左右。此研究结果为面向生物保护的三峡水库生态调度提供科学支撑。