长江上游梯级水库联合调度泥沙数学模型研究

本文以自主研发并经过实测资料验证的三峡水库一维非恒定流水沙数学模型为基础,将溪洛渡及向家坝水库纳入整体计算范围,建立了包括溪洛渡、向家坝和三峡三个水库的长江上游梯级水库联合调度一维非恒定流水沙数学模型。本模型为一基于树状河网的全沙模型,可将溪洛渡水库库尾—三峡坝址的长江干流和部分主要支流作为一个整体进行泥沙冲淤同步联合计算,采用该模型对水库群联合运用条件下各水库泥沙冲淤变化及相互影响进行了研究,初步揭示了长江上游特大型梯级水库群泥沙淤积规律。     

金沙江下游梯级和三峡梯级水电站群联合调度补偿效益分析

为探索金沙江下游梯级和三峡梯级水电站群联合发电调度补偿效益及补偿规律,分别建立以发电量最大为目标的单库优化调度模型和梯级联合优化调度模型,采用经典动态规划法和笔者提出的多精英向导粒子群算法(Elite-guide particle swarm optimization,EGPSO)算法对两模型进行求解,以计算梯级电站群联合调度电力电量补偿效益。选择1999、1983、1992作为丰、平、枯典型代表年径流数据进行计算,分析结果表明:金沙江下游梯级和三峡梯级水电站群联合调度能显著提高梯级整体发电量,减少弃水,补偿效益显著。梯级联合调度中,金沙江梯级对三峡梯级进行电量补偿,在提高枯期出力和季节性发电量的同时,缓解了汛期集中消落带来的调度风险。     

金沙江梯级与三峡水库群联合蓄水优化调度

依据长江上游流域水文气象特征,确定各水库提前蓄水时机。建立了基于防洪、发电和蓄水的多目标调度模型,采用Pareto存档动态维度搜索算法（PA-DDS）优化求解,得到一系列非劣优化蓄水方案。结果表明：在不降低原设计防洪标准前提下,乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝和三峡水库的优化起蓄水时间可分别提前至8月1日,8月1日,9月1日,9月1日和9月10日,与原设计方案相比,优化方案蓄水期年均发电量可增加36.82亿kW?h,增幅3.12%;水库蓄满率达95.09%,提高3.38%。对于蓄水期为平、枯水年份,各水库蓄水时间可进一步提前至8月1日,8月1日,8月25日,8月25日和9月1日,蓄水期年均发电量可增加45.75亿kW?h,增幅4.10%;蓄满率由88.52%提高至93.89%,经济效益显著。     

四川省鸭嘴河梯级水电规划开发格局探讨

主要论述在确定鸭嘴河梯级水电开发格局中，如何利用河流形态及资源分布特点，通过控制性水库设置位置，梯级开发方式与衔接，近期与远期，资源利用与补偿效益，水库淹没及移民安置，工程技术难度等方面对梯级开发方案的影响评价分析，为具有设置多年调节性能的“龙头”水库河流梯级规划与适应电力市场发展提供有益的思考方法。     

李仙江流域梯级水库优化调度系统设计

基于对梯级水库优化调度系统的需求和开发状况的分析,结合李仙江流域梯级水库的特点和业务需求,提出李仙江流域梯级水库优化调度系统的设计原则,并对系统结构、相关研究内容及关键技术进行了概况性的描述。     

北江干流中下游水沙特性变化及建库影响

定量研究水库的拦沙效应是揭示水库对河道泥沙输移影响的关键之一。在对北江干流中下游近60年水沙特性变化分析的基础上，运用干、支流主要控制水文站实测资料，估算梯级水库拦沙量；基于Brune拦沙率方法，提出北江干流梯级水库综合拦沙率修正式，研究水库拦沙对下游河道输沙量减少的影响。结果表明：（1）与1956—1999年相比，2000—2005年石角站年径流量仅减少6.16%，年输沙量则减少39.17%。其中，干支流水库拦沙合计约142.59万t/a，约占石角站减沙量的52.34%；水土流失工程措施减沙量约占18.83%；径流量减少引起的减沙量约占5.07%。（2）采用修正式计算，现状条件下（2012—2016年），干流梯级水库综合拦沙率约为12.81%，与实测值较为吻合。（3）2006年以来，库区泥沙淤积量与采砂量基本平衡，北江干流梯级枢纽水库拦沙率将在较长时间内维持现状水平。     

三峡水库初期运用对长江中下游水文河道情势影响分析

三峡工程自2003年6月1日蓄水发电后,坝下游水文河道情势发生了较大变化.2003-2006年,长江中下游干流宜昌、汉口、大通水文站年均输沙量仅为0.702亿t、1.34亿t和1.63亿t,分别较多年均值偏小86%、67%和62%;各水文站悬沙粒径均有所变粗,尤以监利站最为明显,由蓄水前的0.009mm变粗为2006年的0.150mm.蓄水发电后,长江中下游河道冲刷强度明显增大,沿程枯水位有所下降.2002年10月至2006年10月宜昌至湖口河段平滩河槽冲刷量为6.14亿m~3,以基本河槽冲刷为主.宜昌站2006年汛后与2002年汛后比较,当宜昌站流量分别为4000m~3/s、10000m~3/s时,其相应水位分别下降0.07m、0.49m.     

汛限水位优化调度对三峡水库泥沙淤积的影响

汛限水位优化调度在进一步充分发挥三峡水库的综合效益的同时必然影响水库淤积发展过程,进而影响航运状况。文中运用一维及二维非恒定流非均匀沙数学模型,计算分析了汛限水位优化调度对三峡水库泥沙淤积及航运的影响,结果表明,采用汛限水位优化调度方案后,三峡水库的淤积发展过程将加快,但是,在三峡水库运行的前100年内,这种淤积差别并不大。优化调度对各个河段淤积的影响程度不同,从绝对量来说,水库下段受优化调度影响最大,一度出现的淤积量差别是最大的;从相对量来说,水库变动回水区下段及常年回水区上段受优化调度的影响要明显大于下段。从变动回水区航运情况看,优化调度对铜锣峡以下河段航运的影响不大,对铜锣峡以上河段,由于受上游水库修建及来水来沙减少造成的冲刷的影响,优化调度的影响也并不明显。     

水库可持续利用初步探讨

多沙河流上修建水库,泥沙淤积是危及水库可持续利用的主要原因。本文通过分析水库运用过程中的泥沙淤积变化,展示了水库淤积对水库防洪和工程效益的影响。以溪洛渡水库为例,指出在目前“蓄清排浑”运用模式情况下,水库淤积虽然能够得到相当程度的控制,但仍不能确保主要防洪和兴利库容的长期使用。对泥沙调度仍有相当优化和进一步减淤的必要性。研究表明,充分利用调度和设计潜力,水厍的有效库容能够得到更多和更长期的保留,以实现可持续利用。     

基于遗传算法的梯级小水电优化运行研究

优化调度是一个典型的多阶段决策过程 ,其目的是以梯级电站在调度周期内发电量最大为目标 ,在保证大坝安全的前提下确定水库的最优放水决策。介绍采用浮点数编码的遗传算法对浙江安地水库梯级电站进行优化计算 ,通过和常规调度结果比较 ,说明了该算法的有效性及优化运行的优越性     

黄河上游径流动态变化趋势预测

本文在综合各种信息后 ,认为应当把水资源的有限性和径流过程的非线性作为径流长期预测的重要前提 ,并在此基础上首次建立了对径流进行长期趋势预测的生命旋回模型。通过黄河上游贵德站和兰州站实例验证表明模型预测精度较高 ,符合规范要求。利用该模型定量预测贵德站和兰州站未来 10 0年径流量 ,结果表明黄河上游径流变化有减小趋势 ,这一结论为黄河上游梯级电站的规划、设计和运行管理提供了科学的依据     

大渡河瀑布沟以下梯级电站发电及水沙联合调度方案研究

大渡河中游控制性水库瀑布沟电站的建成投运为下游电站解决长期以来的泥沙淤积问题提供了新的契机。针对大渡河干流年来水时空分布特点,利用瀑布沟水库对径流的调蓄与拦沙作用,充分发挥流域统一调度的优势,提出了解决下游水库泥沙淤积的联合调度减淤方案。利用扩展一维模型,对实施联合调度后各库减淤变化进行了模拟分析,数据显示联合调度减淤方案有助于改善下游水库长期的淤积问题。     

改进的多层次优化算法在水库群优化调度中的应用

随机动态规划(SDP)方法是水库优化调度的基本方法,但将其应用于包含有多年调节水库的水库群的优化调度时会引起"维数灾"问题,并且难以反映多年调节水库调节周期不定的特点。针对这种情况,本文提出多层次的改进遗传模拟退火优化算法(IGA-SA),把库群优化问题分解为第1层次的SDP优化与第2层次的IGA-SA优化,从而获得库群的优化调度结果,并应用于贵州乌江梯级水库群中长期发电优化调度研究中,取得较好的结果。实践表明,该方法可以克服随机动态规划应用中遇到的"维数灾"问题,并给包含有多年调节水库的水库群的优化调度问题研究提供了有效的工具。     

黄河下游河道洪水冲淤与水沙搭配关系

本文总结了以往对黄河下游河道冲淤临界条件的研究情况;利用1960～1999年422场洪水资料分析了影响洪水冲淤的各种水沙因素,建立了黄河下游4个河段洪水排沙比与综合水沙系数的关系,该水沙系数包括流量、含沙量、洪峰流量变幅、洪水沿程衰减系数、洪水历时等5个因素;利用4个河段的冲淤临界条件勾画出了4个河段洪水冲淤调整与来水来沙搭配(或组合)之间的关系;该关系可为小浪底水库调度决策以及黄河下游治理提供参考。     

三峡入库沙量变化趋势及上游建库影响

定量研究上游水库拦沙效应是揭示三峡入库水沙条件变化的关键之一.本文分析了长江上游12000多座水库拦沙对三峡水库来沙量减少的影响,并预测在建、拟建水库运行后三峡入库沙量变化趋势.结果表明,1991-2005年三峡上游水库群年均拦沙约18000万t,其中嘉陵江和金沙江流域水库群的年均拦沙量分别为6010万t和5000万t...     

水能区划模型及其在长江中游地区的应用

为了在保护生态的基础上有序开发水电,急需对我国水能资源利用的总体布局做好精心策划和科学分析。本文在回顾我国水电开发的现状,尤其是长江流域水能利用的基础上,分析了我国水能开发面临的一些技术问题。通过充分考虑流域生态平衡、社会经济发展、水能资源技术开发量等因素,提出了一种新的水能区划模型,并应用该模型对长江中游地区的水能资源作了区划分析。     

黄河下游平滩河槽形态与水沙搭配之关系

概括总结了对黄河下游断面几何特征与水沙关系(断面河相关系)的研究现状,基于"记忆"效应提出了几何特征与前期水沙的公式,利用1969～1996年水沙资料以及1973～1996年花园口～利津河段统测断面资料进行了统计分析,建立了花园口～高村、高村～艾山、艾山～利津河段平滩几何特征与前期水沙参数的(沿程河相)关系,认为各河段断面平滩几何特征与前期(前4年)水沙搭配条件有关,前期冲淤对断面形态的影响可以通过水沙搭配来反映,边界条件对断面形态的影响可以通过水沙参数的指数来反映.