考虑生态调度的水库多目标调度模型初步研究

针对水库运用过程中发电、防洪与生态之间的矛盾,建立了水库发电、防洪与生态调度子模型;然后以水库发电、防洪与生态调度为基本目标,应用多目标决策方法,建立了水库多目标联合调度模型;为减少水库多目标联合调度的工作量和难度,以子模型计算结果为基础,建立水库运行参数与目标之间的函数关系,将各目标有机地联系在一起,据此进行水库多目标联合调度.在此基础上,以滩坑水库为对象,进行多目标联合调度表明,模型能较好地反映各目标之间的相互关系和变化过程,具有工作量小、考虑问题全面的特点,是解决水库多目标调度问题的一种有效方法.     

红水河龙滩、岩滩梯级水库汛末优化调度策略

针对汛末防洪与兴利的矛盾,在分析汛末洪水特性的基础上,考虑梯级水库上下游之间的水力联系,以满足流域防洪安全为前提,提出了"库容高低配"调度模式,通过预泄能力约束和库容补偿调度,建立了基于"库容高低配"策略的水库群汛末蓄水调度模型,制定梯级水库汛末优化调度方案。通过红水河流域龙滩、岩滩水库2017年的汛末优化调度实践得知,龙滩、岩滩水库开展汛末联合优化调度,利用部分库容对中小洪水进行调节,适当抬高水库的汛末运行水位,可以显著提高流域洪水资源化利用效率,充分发挥龙滩、岩滩水电站的综合利用效益,通过汛末优化调度方案在确保流域防洪安全的前提下,可增加发电5.37亿kW·h,减少弃水16.63亿m~3。     

宿鸭湖水库淤积分析及清淤扩容方案研究

宿鸭湖水库是淮河流域大洪河支流汝河干流上一座以防洪为主,结合灌溉、发电、养殖、旅游等综合利用的大(Ⅰ)型平原水库,控制流域面积4 498 km~2,库区位于宿鸭湖湿地范围内。水库运行已近60年,库床淤积壅高,库容逐年减少,水深逐渐变浅,影响水体自净功能。针对库床比较缓、库面面积大的平原水库在长期运行后出现泥沙淤积现象,导致兴利库容逐渐被蚕食的问题,通过水库泥沙淤积分析,根据兴利调节计算原理及方法,以不影响坝体、坝基防渗,增加兴利库容,不影响防洪为原则,结合湿地规划确定水库清淤扩容方案,并结合地区规划提出了开挖土方、淤泥的处理措施,恢复水库兴利库容,改善水质和库周生态环境,持续有效地发挥水库功能。     

金沙江下游梯级水库群多目标兴利调度模型及应用

多目标兴利调度是充分发挥金沙江梯级水库群综合效益的重要课题,如何科学控制上下游梯级水库蓄泄方式、协调不同兴利调度目标间的竞争关系,是金沙江梯级水库群水资源高效利用的关键科学问题。本文在分析发电效益、航运效益和容量效益间竞争与冲突关系的基础上,建立了以总发电量最大、通航流量最大、时段保证出力最大为目标的梯级水库群多目标兴利调度模型,并采用多目标进化算法对其进行求解,得到了不同频率来水情况下多目标兴利调度方案集,可为金沙江梯级水库群联合调度提供科学的决策依据。     

基于两阶段风险分析的水库群汛期运行水位动态控制模型

水库(群)实时调度能结合有效的水文预报信息对水库在实时运行层面权衡防洪与兴利效益具有指导意义。然而,水文预报信息的利用面临着不可规避的不确定性问题,故水库(群)实时调度运行需要考虑风险控制方法的研究。针对耦合水文预报的水库群汛期运行水位动态控制问题,提出了可考虑各水库不同预见期长度、不同预报精度的两阶段风险率计算方法,并将其应用于构建水库群汛期运行水位动态控制模型。首先,两阶段风险率思想是将未来调度时段按预见期节点分为预见期以内和预见期以外两个阶段,预见期以内考虑径流预报不确定性带来的风险,采用集合预报思想统计多组预报径流情景在预见期以内的失事概率,预见期以外考虑因预见期末水位过高难于应对后续洪水的潜在风险,根据历史设计洪水的调洪演算试算风险率。其次,基于所提出的两阶段风险率方法构建以发电量最大为目标函数的水库群汛期运行水位动态控制模型。研究结果表明：提出的两阶段风险率计算方法可兼顾考虑实时调度阶段由径流不确定性引起的预见期以内、预见期以外的潜在风险;基于两阶段风险分析构建的水库群优化调度模型,可求解得出的水库群系统库容动态最优决策过程,且该优化调度模型可在不增加汛期防洪风险的基础上提高水库群系统的发电效益,即2010年汉江流域五库系统在夏汛期可提高总发电量2.30亿kWh。     

多目标决策系统模糊优选理论、模型与方法

建立了以相对隶属度、隶属函数为基础的多目标决策系统模糊优选的理论、模型与方法 ,提出了主客观相结合的确定目标权重方法 ,实例表明所提出的方法可应用于水库的防洪调度实践     

亭下水库防洪与优化调度分析

简述了亭下水库的基本概况和水库实时洪水与调度的相关要求,回顾分析了亭下水库建库以来历次洪水的特性,并对水库的防洪和兴利作用作了简单的评价,为今后水库的防洪优化调度工作提出了一些合理化建议.     

大型水库生态调度模型及算法研究

针对大型水库运行方式的特点,建立了兼顾经济、社会和环境效益的多目标优化运行模型,应用层次分析法和模糊评价相结合的决策方法来确定水库最佳均衡方案,以期能提高水库的综合效益,并为提高水库运行决策的准确性和科学性提供依据.该方法应用约束法将多目标模型转换成多个单目标优化模型,采用动态规划法分别求解,得到多目标优化模型的非劣方案集,再运用模糊层次分析法对方案集进行评价排序,确定最佳方案.计算实例表明,该方法简单通用,计算结果合理.     

九甸峡水库对刘家峡水电站发电、排沙和防洪的影响

对刘家峡水电站进行水库调度研究,以期刘家峡水库的兴利功能和防洪功能得到更充分的发挥,提高黄河流域水资源利用率.分别从水利联系、异重流排沙和防洪安全3个方面考察了洮河干流九甸峡水库对刘家峡水库在发电、排沙和防洪方面的影响,经过对比发现,九甸峡水库蓄水,减少了刘家峡水库的入库水量,使刘家峡水库的出库流量减小,弃水量大大减少,同时九甸峡水库蓄水后,导致河道输沙能力减弱,使得来沙量大为减少,并结合实际运行经验认为:九甸峡水库年内随着刘家峡水库运行进行补偿调节,可采用分段抬高水位减少淤沙和设置动态防洪限制水位的办法保证水库蓄水.     

楚雄州青山嘴水库防洪调度方案研究

通过对补偿凑泄和分级控制泄量2种水库防洪调度方案的对比分析,拟定了青山嘴水库设计的分级控制防洪调度方案.以库水位结合水情测报系统测报的入库洪峰流量作为入库洪水频率的判别条件,按相应的分级控制泄量进行水库防洪调度,较好地满足了水库上、下游各个保护对象的防洪要求,解决了补偿凑泄方案的现实可操作性问题,为水库安全、合理地进行防洪调度提供了依据.     

设计洪水不确定性下的水库防洪风险调度

水库防洪调度中,设计洪水的推求对于水库防洪安全至关重要,而在其实际的推求过程中存在着诸多不确定性因素影响。本文针对设计洪水洪峰、洪量以及洪水过程线多重不确定性,提出了一种水库防洪风险调度模型并进行求解,探求设计洪水不确定性下的水库防洪调度过程。应用Copula函数建立洪峰与最大三日洪量的联合分布模型,采用蒙特卡洛重抽样方法,获取一系列峰量联合设计值;针对传统设计洪水过程线选择的单一性问题,对水库实测洪水过程进行了分类,并对不同类型的洪水过程线进行随机模拟,生成多维不确定性下的设计洪水过程;引入经济学指标条件风险值CVaR(Conditional Value at Risk)来衡量水库防洪调度过程中超过调洪最高洪水位的风险,建立了考虑CVaR的水库防洪调度模型,通过不同的风险系数取值获得不同的水库防洪调度过程。以安康水库洪水过程为例,二次重现期标准下百年一遇设计洪水联合设计值存在着较大的不确定性;采用K-means聚类法把洪水过程分成了三类,并应用蒙特卡洛法对不同类型洪水过程进行随机模拟,获取了考虑不确定性的大量水库设计洪水过程,推求了安康水库不同风险系数下水库防洪调度规则。本文所建立的考虑设计洪水不确定性的水库防洪风险调度模型可为不确定性条件下水库调度规则的制定提供指导。     

考虑入库洪水随机过程的梯级水库防洪优化调度

针对梯级水库防洪优化调度求解过程中存在的入库洪水过程的随机性,以及优化调度模型求解的复杂性这两方面的问题,建立了基于Copula函数的梯级各地区洪水的联合分布函数,通过随机模拟方法得到梯级水库的入库洪水过程;建立了梯级水库防洪优化调度模型,并提出了基于并行搜索思想的PDP算法进行求解。清江梯级水库实例研究结果表明,基于Copula函数的随机模拟方法,能充分考虑洪水地区组成方式的多样性和随机性,从而能模拟对梯级防洪调度最不利的情况;PDP算法比文中其他算法更容易收敛到全局最优解;较常规调度,梯级水库防洪优化调度可进一步降低下游地区的防洪风险。     

考虑梯级水库库容补偿和设计洪水不确定性的汛限水位动态控制域研究

汛限水位动态控制本质上是风险调度的范畴,其最主要的风险源来自于入库洪水的不确定性。不仅包括由于预报误差带来的实时调度风险,还包括由于设计阶段对于设计洪水不确定性考虑不周而存在的潜在防洪风险。本文针对梯级水库,提出了一种考虑库容补偿和设计洪水不确性的汛限水位动态控制域求解新方法。通过分析梯级水库库容补偿调度原理,定义了水库极限汛限水位上限值,并给出了考虑设计洪水不确定性的防洪风险定量表达式。以Copula函数为工具建立上游和区间天然来水的联合概率密度函数,求出下游遭遇某一设计洪水时,上游可能出现的洪水范围,从而得到考虑梯级水库调蓄作用的不确定性设计洪水。通过反复迭代计算最终得到兼顾防洪风险与兴利效益的汛限水位动态控制域。将该方法运用在考虑潘口库容补偿作用的黄龙滩汛限水位动态控制域计算中,并与同频率法和典型年法比较,得到以下结论：1）所提方法能通过挖掘历史洪水信息,为模拟梯级水库设计洪水不确定性提供参考信息;2）相对于同频率法和典型年法,所提方法推求的汛限水位动态控制域更加的安全;3）黄龙滩水库汛期运行水位可以从[240,247]m变为[240,248.21]m。可使汛期来水较多的2000年和来水较少的1994年分别增加发电量0.13和0.11×10⁸ kW·h。所提方法能充分考虑梯级水库库容补偿和设计洪水的不确定性,能得到不增加防洪风险的水库汛限水位动态控制域。     

水库防洪调度问题探讨

阐明了水库防洪调度的基本任务,揭示了水库调洪过程涉及的若干基本问题,分析了防洪补偿调节及错峰调度方式的应用条件,提出拦蓄洪尾运用方式的风险分析方法,并探讨防洪优化调度与实时调度相联系的途径．     

三峡电站装机容量扩充的经济合理性与风险分析研究

从系统运行的全局出发 ,研究了在三峡水库的运行满足防洪、排沙和航运等综合利用要求的前提下 ,三峡电站在汛期调峰运行的可能性及经济性 ;论证了三峡电站汛期调峰的条件以及给电力系统运行的灵活性和经济性带来的巨大作用 ;提出了三峡电站的装机规模扩大到 2 2 40万kW (即紧接设计的 2 6台机组之后安装预留的 6台机组 )的建议 .三峡工程规模大 ,影响范围广 ,涉及的不确定 (风险 )因素很多 .根据信息熵原理 ,建立了基于最大熵法的经济风险分析模型 ,导出了 6个主要经济指标的最小偏见的概率密度分布函数 ,进行了三峡工程经济风险分析与评价 ,所得结论有益于指导工程项目施工管理     

防洪风险分析中一个Poisson标值点过程模型及其性质

提出了防洪风险分析中一个Poisson标值点过程模型 ,并运用Poisson点过程理论 ,给出了综合风险率的计算模型 .其结论对防洪风险分析的理论研究和实际应用有重要意义 .     

水库汛限水位调整风险评估系统设计与开发

采用风险率增量法、可能最大风险率方法两种汛限水位调整风险评估计算模型,利用Java语言、JSP、Flex技术、Hibernate数据库访问技术、SSH系统架构、ExtJs等目前较为先进的计算机技术设计并开发了标准、通用的水库汛限水位调整风险评估系统.主要介绍了系统的体系结构、功能模块和关键技术.     

洪灾综合风险结构与综合评价方法(Ⅱ)——微观结构

从模型分析的角度,分析了由洪水风险、防洪工程风险、防洪投资风险、洪泛区风险、洪水生态环境风险和防洪决策风险6个方面所组成的洪灾综合风险特征,构建以洪水为中心的洪灾风险链的微观结构.应用概率论方法,给出了相应的量化概念模型,并提出了具体的研究路线.最后,对洪灾综合风险的结构进行了系统分析,为深入探讨洪灾综合风险分析与管理的具体方法、模型及防洪对策提供了总体研究框架与思路.