水库群联合防洪调度系统建设关键技术——以金沙江下游梯级和长江三峡水库为例

介绍金沙江下游梯级与三峡水库联合防洪调度系统涉及的GIS集成平台、洪水演进模型(包括库区及下游河湖等)、水库群防洪调度模型等关键技术,通过有机融合计算机信息技术,将地理信息系统及三维仿真平台与水文专业模型无缝衔接,实现更加科学、综合、直观、高效的防洪调度运用模拟及表达方式。调度系统从流域整体的角度考虑防洪问题,将上游水库群与下游河、湖等防洪要素有机结合,可提高水库群联合防洪的效果,为长江流域的防洪调度决策提供有力的技术支撑。     

陈蔡水库群洪水联合调度系统简介及运行

针对陈蔡水库群洪水调度系统对整个浦阳江流域防洪调度所起的作用，介绍了陈蔡水库群库群概况、洪水预报调度系统、洪水预报模块、洪水调度模块及系统运行情况。     

水库群防洪预报调度系统关键技术

开发通用性和移植性强的水库群防洪预报调度系统,主要难点在于系统的体系结构设计、库群的集成方法及方案管理、遥测降雨资料不完备情况下预报方案的制订、洪水预报实时校正、未来洪水形势分析和库群调度决策.为此,提出了有效的解决方法和技术,这些方法和技术有力地提高了系统开发效率、保证了洪水预报精度,并能够使用户积极主动地参与决策过程中快速生成调度决策.     

黄河流域旱情监测与水资源调配技术框架

针对黄河水资源短缺、干旱频发、旱灾损失大等重大问题,以应对干旱的黄河流域水资源调配为切入点,开展大型灌区旱情实时监测、应对干旱的径流洪水预报、大型梯级水库群优化调度以及干旱风险管理等关键技术研究,提出干旱评估与演变特征识别、灌区干旱实时监测、洪水/径流预报、多年调节水库旱限水位最优控制、水库多分期汛限水位优化、梯级水库群协同优化调度、干旱应对与风险管理等关键技术,形成大型灌区旱情实时监测、径流/洪水预报以及黄河梯级水库群调度等技术平台,集成黄河流域旱灾监测与预警、抗旱水源调度等综合技术体系框架,实现黄河流域干旱的有序应对,显著提升应对干旱的黄河水资源调配技术水平。     

水库群综合管理市级平台的设计与实现

针对我国各级水库管理部门水库群管理信息化系统普遍存在的信息分散、标准不统一、资源不完整、共享性不够等现实问题,结合县市级水管部门的实际业务需要,提出了一套基于Web GIS技术的水库群综合管理市级平台一体化解决方案。在充分研究管理部门需求的基础上,从资源整合、数据集成、系统架构、业务设计、数据存储和集中管理调度等方面对方案进行了详细研究和设计。该平台集成了异构的数据资源和离散的业务功能,实现了县市水库群的集中监管和联合管理,有效地提高了管理部门的工作效率,为管理部门科学高效管理提供了支撑。     

2012年滦河水库群洪水调度分析

2012年7月下旬到8月上旬,滦河中下游发生了十几年以来最大的暴雨洪水过程,通过对桃林口水库洪水调度及潘家口、大黑汀、桃林口水库群联合错峰调度进行分析,发现滦河下游存在防控洪水能力不足问题,从调度实践经验出发,提出开展桃林口水库防洪功能、流域洪水预报、水库群联合错峰调度研究等提高流域防洪能力的对策与措施。     

2012年滦河水库群洪水调度分析

2012年7月下旬到8月上旬,滦河中下游发生了十几年以来最大的暴雨洪水过程,通过对桃林口水库洪水调度及潘家口、大黑汀、桃林口水库群联合错峰调度进行分析,发现滦河下游存在防控洪水能力不足问题,从调度实践经验出发,提出开展桃林口水库防洪功能、流域洪水预报、水库群联合错峰调度研究等提高流域防洪能力的对策与措施。     

信息技术在琼江流域水库群洪水调度中的运用

信息技术运用于琼江流域水库群防洪调度系统，由三部分组成：1、防汛通信系统：建立无线集群通讯系统中心站，设计4个信道，实际使用3个信道。2、水文自动测报系统：建立了1个中心站、1中分中心、1个中断站和19个雨量遥测站、11个水位/雨量站的水情遥测网络。3、洪水调度软件系统：以数据库为核心，通过人机交互，实现信息处理，洪水预报、防洪形势分析、调度方案制定与仿真、调度成果管理、防洪工程信息管理与系统管理，数据库管理等功能。该系统是我省乃至全国第一次将信息技术应用于水库群洪水调度，具有重要意义。     

梯级水库群超标洪水的协同应急调度研究

受全球气候变暖影响,极端天气事件发生频次增加,超标准洪水灾害的突发性、危害性和不可预见性更加突出,使得梯级水库面临的应急处置问题日益凸显,其中大坝溃决或连溃是梯级水库面临的最大威胁。针对超标洪水,实施水库群协同应急调度,是发挥水库综合利用效益的有效手段之一。本文选取最高水位最低化准则作为超标洪水协同应急调度模型的目标函数,采用逐步优化算法求解梯级水库群超标洪水协同应急调度模型,对梯级水库群超标洪水应急调度方案进行了有益的探索,并以大渡河流域瀑布沟水库、深溪沟水库和枕头坝一级水库为例,对其超标洪水过程进行调度计算,验证了上述模型的合理性和可靠性。结果表明:通过梯级水库群的协同应急调度,各水库在洪水前期预泄水库水量,尽可能腾出更多的水库库容,便于迎接后期可能发生的洪水,尽可能地降低各水库的水位,有效确保梯级水库群的防洪安全。研究成果对各大流域梯级水库群超标洪水的应急调度机制的建立具有重要的理论意义和工程实践价值。     

长江上游水库群2016年洪水联合防洪调度研究

随着长江上游水库群不断建成投入运行,水库群联合防洪调度势在必行。在分析研究长江洪水组合遭遇和重要防洪对象防洪需求的基础上,采用集合与解耦相结合的方法,按照就近有效与遏制洪源相结合的原则,提出长江上游水库群联合防洪调度总体布局。以防御长江1954年洪水为目标,分析了联合防洪调度的效益;回顾了水库群联合调度方案指导下2016年实际防洪调度的过程及当时的考量,总结分析了水库群联合调度的成效,提出了长江流域水库群联合调度的下一步努力方向。     

江苏盱眙县混联水库群防洪优化调度研究

随着我国河流防洪系统的不断完善,水库群联合防洪的作用逐渐显现,且计算机科学技术的飞速发展,使水库优化调度方案越发丰富。针对混联水库群的结构特征,考虑水库群的防洪能力、下游河道的安全泄量及河道洪水演进规律,建立了以最大削峰为目标的混联水库联合调度模型,并通过改进粒子群算法求解。以江苏淮安市盱眙县桂五水库—山洪水库—龙王山水库防洪调度系统为例,将20年一遇设计洪水和50年一遇设计洪水作为输入条件,计算结果显示,经优化调度后龙王山水库最大下泄流量较规程调度分别削减了10.4%、13.5%,且优化调度在一定程度上减小了水库最大占用库容,更有利于下游防洪对象的安全、水库自身的安全运行。     

基于防洪调度的流域梯级水电站决策系统

通过对衢州衢江流域的调研和初步探索,做了初步的方案研究,认为可以通过现有的水雨情观测系统,通过梯级调度建模,结合现代化的技术,开发一款基于防洪调度的流域梯级水电站决策系统,实现衢江流域实时水雨情共享系统、流域重点控制断面洪水预报系统、流域水库群联合防洪调度系统、流域水库群联合兴利调度系统等非常有必要,也是科学和可行的。     

南水北调中线水源区水库联合调度与水情预报

丹江口水利枢纽是我国最早开展水库调度与水情自动化预报系统研究的工程之一,目前已建成并运用了水库调度与水情预报自动化系统,产生了较大的经济效益,但在洪水资源化和发电兴利方面还没有实现最大效益化,水库调度和水情预报自动化系统还需要进一步完善。提出了建立水库群洪水资源化自动联合调度、枯水期恒定持续调水自动化联合调度、发电联合优化调度的完善方案。     

交互技术在水库群实时防洪调度中的应用

水库群中各水库洪水预报的预见期相差悬殊，而且预见期与各水库之间的洪水传播时间极不协调，甚至在调度期内，各库之间无水力联系，数学规划理论与方法在水库群实时防洪调度中的应用受到限制。本文在分析水库群实时防洪调度特点的基础上提出了水库群实时防洪调度的逐级交互模式。该模式采用模块结构可以最大限度地利用预报信息，灵活适应水库控制面积与洪水传播时间的差异，并且便于通用化。     

水库群分布式防洪调度决策支持系统设计

水库群分布式防洪调度决策支持系统是实现全流域防洪调度的关键和核心.首先简要介绍水库群分布式防洪调度决策支持系统的概念和定义,然后介绍系统总体设计及主要功能实现的技术路线和方法.系统结合防洪调度实际,充分利用计算机技术和计算模型技术,设计合理、功能强、应用方便,具有良好的发展和应用前景.     

面向多区域防洪的长江上游水库群协同调度模型

长江上游水库群是长江流域防洪工程体系的重要组成部分,承担着水库所在河流、川渝河段以及长江中下游的防洪任务。长江流域面积广大,水系众多,洪水地区组成与遭遇十分复杂,防洪需求众多,防洪对象分散,且要兼顾发电、航运、供水、生态、库区安全等多种因素,水库群防洪调度面临大规模、多区域、多层次等协同调度技术难题。以长江上游25座控制性水库为研究对象,基于防洪格局和防洪任务将水库群防洪调度划分为核心、骨干和群组水库,阐明了水库群多区域协调防洪的调度节点和角色定位,提出了兼顾"时-空-量-序-效"多维属性的模型功能结构,构建了长江上游水库群多区域协同防洪调度模型,并在长江流域防洪调度形成示范应用,以挖掘长江上游水库群防洪调度潜力,进而提升长江流域防洪调度管理水平。     

分布式系统结构及信息资源共享在洪水预报调度中的应用研究

该文针对流域洪水预报和水库调度中需由多个不同的部门做洪水预报和水库调度方案的实际情况,从工作经验和工作实际出发,研究分布式计算机网络结构、分布式数据库、分布式数据通信及数据库复制技术,构建分布式洪水预报和水库调度体系,解决洪水预报和水库调度系统的分布操作、信息资源共享问题,通过信息资源的共享和先进会商系统,实现各级防汛、水文部门对流域洪水预报和水库群进行异地联合会商调度。     

黄河水库群水沙资源化联合调度管理的若干思考

本文通过对黄河2003年秋汛洪水调度实践、黄河水沙资源和处理洪水泥沙措施的分析研究,提出要对黄河进行水库群水沙资源化联合调度管理的理念,水沙一体化、"科学拦蓄、调排有序、挖放结合、分滞兼顾"的调度管理思想及"场次洪水汛限水位"、洪水泥沙调度实行两个"二级分化"、拓宽分水分沙途径、水库群一体化调度等措施。并提出了相关实施建议。     

工程信息在水库洪水调度中的应用

集成水情自动测报、大坝安全监测和闸门自动控制开发的水库实时安全调度系统,在掌握水情信息的同时充分利用工情、大坝安全信息使水库洪水调度更主动、更从容。该系统具有洪水预报、水工建筑物安全性分析、库水位计算、按调度规则调度和参考工程信息人机交互调度及调度方案评价等多种功能。以浙江省青山水库洪水调度计算为例,说明了工程信息在水库洪水调度中的应用。     

沂沭河水库群优化调度及洪水演进分析与研究

针对沂河、沭河上游大型水库群不同工况,在确保水库防洪安全的前提下,分别对各水库拟订不同的调度方案,进行水库调洪演算,确定大型水库群最优调度方案,水库群按选定方案调蓄后下泄,经河道洪水演进,并汇入区间径流,确定沂河、沭河各河段及临沂站、大官庄站的洪峰流量.根据刘家道口枢纽与大官庄枢纽最优调度方案,分别确定分沂入沭水道、邳苍分洪道、新沭河及老沭河的设计流量.该项研究成果已成功用于沂沭泗河洪水东调南下工程中,取得了显著的经济效益.