基于洪水预报信息的水库汛限水位实时动态控制方法研究北大核心CSCD

基于汛限水位动态控制预蓄预泄法的基本思想,研究提出了考虑洪水预报信息的水库汛限水位实时动态控制方法,该方法融合了汛限水位动态控制域的上下限值、洪水预报方案可利用的预见期、下游防洪对象的安全泄量等指标值,在实时调度中以允许超蓄水量和实时超蓄水量二者关系来动态判别水库是预蓄还是预泄。以尼尔基水库为例,研究了如何应用基于洪水预报信息的水库汛限水位实时动态控制方法,制定水库汛限水位实时动态控制方案,并进行相应的风险分析及效益计算。实例研究结果表明,此方法制定的汛限水位实时控制方案,不但没有降低原设计防洪标准,而且增加了水库蓄水量与发电效益,可用于指导水库实时调度。     

三峡水库动态汛限水位控制范围探讨

为了充分发挥三峡水库的防洪兴利效益，将当前单一汛限水位控制的运行方式改为动态汛限水位控制是必要的，也是可行的。在满足水库下游防洪标准和允许水库下泄安全流量要求的前提下，对主汛期和汛末期分别采用预泄方式和预蓄方式进行调洪演算，研究不同动态汛限水位控制范围的影响，得到了符合水库实际调度的动态汛限水位控制范围。结果表明，三峡水库实施动态汛限水位控制的运行方式，既可以避免抬高汛限水位引起的防洪风险，又能增加水库兴利效益。     

考虑洪水预报误差的水库防洪控制调度的风险分析

水库动态汛限水位控制调度是水库管理调度的重要方式之一,它可以提高水库的兴利效益.本文通过分析水库动态汛限水位控制调度可能产生的后果,给出了水库动态汛限水位控制调度风险的定义,并建立了考虑洪水预报误差情况下的入库径流的随机模拟方法.通过大清河流域水库实际应用表明:洪水预报误差可能对水库动态汛限水位控制调度的风险产生一定的影响.其影响程度主要都取决于洪水预报的精度情况.在大清河流域,其洪水预报系统的洪水预报误差对各水库动态水位控制调度的影响都是很小的.但各水库汛限水位的提高程度如果超过1m时,对白洋淀的防洪压力会很大.     

水库汛限水位动态控制方案优选研究

在分析水库汛限水位动态控制影响因素的基础上,建立了汛限水位动态控制方案优选评价指标体系,应用丹麦DHI公司研发的MIKE水力计算软件建立了水库下游洪灾淹没损失评估模型.最后以大连市碧流河水库为例,分析计算了在抬高汛限水位后水库下游城子坦镇的洪灾淹没风险损失,并结合水库防洪风险、年平均发电量、洪水资源利用率及供水保证率可靠度四项指标,采用可变模糊优选模型对讯限水位动态控制方案进行优选计算,进而确定了水库实时调度过程中汛限水位动态控制的满意决策方案.     

基于泄量约束法的汛限水位动态控制

分析了万安水库设计和运行过程中遇到的实际情况,将汛限水位动态控制研究定位在预泄规则与设计洪水调度方式相结合的基础上,在洪水调度规则启动前回到原设计汛限水位,并按照规则调度洪水确保上游安全,简化了研究路线。通过下游2个控制点的安全流量约束法结合下游典型洪水进行动态控制上限值和风险分析,从技术上提出动态控制方案。     

梯级水库汛限水位动态控制

本文提出了一种梯级水库汛限水位动态控制方法,以清江梯级水库为研究对象,首先建立清江流域汛期的数值气象水文预报模型,滚动预报流域未来三天的洪水过程;其次建立基于"大系统聚合思想"的梯级水库长期优化调度图模型,通过二元Copula-SAR模型随机模拟梯级水库入库径流以反映其长期变化规律,并采用遗传算法制定优化调度图;最后依据长期与短期调度的耦合原则,建立基于"大系统聚合分解思想"的梯级水库汛限水位动态控制模型,并采用逐次优化法优化得到清江梯级水库汛限水位动态控制方案。研究结果表明:耦合了长期调度规则的梯级水库汛限水位动态控制方案相比未耦合长期调度规则的梯级水库汛限水位动态控制方案和原设计方案,2010年7月中下旬的场次洪水,清江梯级水库发电量分别增加0.59亿k W·h和3.14亿k W·h,增幅为6.20%和45.11%,在不降低防洪标准的前提下可显著提高洪水资源利用率。     

高坝下游过饱和TDG释放过程研究

随着越来越多高坝工程的建成运行,伴随高坝泄水出现的溶解气体过饱和问题及其对鱼类的影响问题愈益突出.本文结合我国已建高坝泄水,开展了高坝下游总溶解气体(TDG)过饱和释放过程原型观测研究,表明高坝下游过饱和TDG的释放过程与水体紊动强度、水深、压强等有直接关系.利用原观结果对已有释放模型进行了验证和参数率定,修正了其中释放系数的估算公式,并采用此模型预测得到了金沙江某电站下游河段TDG沿程释放规律.结果表明在大江大河上,由于水深大,过饱和TDG释放相当缓慢,因此对鱼类的影响较小型河流大.     

梯级水库汛限水位联合运用和动态控制研究

基于大系统聚合分解理论,建立了梯级水库汛限水位联合运用和动态控制模型,在不降低梯级水库防洪标准的前提下,最大限度地发挥梯级水库的兴利效益。以清江流域为例,选取丰、平、枯水典型年汛期3h的资料,分别按原设计方案和梯级水库汛限水位联合运用方案进行调度运行。结果表明:与原设计汛限水位方案相比,梯级水库汛限水位联合运用方案按库容最优分解策略动态控制,汛期发电量可增加1.79亿kW.h,增幅为4.51%;洪水资源利用率提高了2.73%。因此开展梯级水库汛限水位联合运用调度,可显著地提高水库的综合利用效益。     

曝气促进溶解氧过饱和水体恢复的试验研究

天然水体由于高坝泄水、气温骤升、光合作用过强等可能出现溶解气体(溶解氧和总溶解气体)过饱和,致使鱼类患气泡病甚至死亡。为探讨溶解气体过饱和水体的高效恢复技术,本文设计开展了不同曝气量、曝气深度、曝气孔径条件下的曝气试验,结果表明曝气对过饱和溶解氧释放的促进效果显著,在曝气量为3.0 m3·h-1情况下,释放系数为0.4844 min-1,约为未曝气工况释放系数0.00016 min-1的3000倍。过饱和溶解氧释放速率随曝气量的增加、曝气深度的降低、曝气孔径的减小而增加,并在此基础上建立了特定孔径下,过饱和溶解氧释放系数与曝气量和曝气深度的定量关系式。该研究为探讨利用曝气加快过饱和DO释放提供了科学依据,并为过饱和溶解气体影响的减缓措施研究提供了新思路。     

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。     

基于边际替代率的水库多目标调度方案决策

为得到入库径流不确定条件下的水库多目标优化调度方案,本文以防洪和发电具有结合库容的三峡水库为研究对象,在对入库径流过程预报误差进行量化估计的条件下,以耦合微观经济学中的等产量和等成本线获取最大效益的原理,将边际替代率应用于水库多目标优化调度方案决策,寻求防洪和发电矛盾对立转化的最佳均衡点.应用于三峡水库的算例分析结果表...     

三峡水库9月分旬控制蓄水初步研究

三峡水库提前蓄水是充分发挥三峡水库效益的重要课题,而提前蓄水必然会提高三峡大坝的防洪风险,有必要提出一个有效的调度方案解决。本文在分析三峡水库洪水的基础上,提出了9月分旬控制蓄水的方案,针对不同频率的洪水组合进行了调洪演算,得到了9月各旬相应的防洪限制水位,并对其发电效益进行了比较。所得结论可供三峡工程在实际运行中制定调度方案参考。     

三峡水库汛期中小洪水调度对支流水华的影响

为研究三峡水库汛期中小洪水调度对典型支流水华的影响,以香溪河为例,选取2010—2019年水库调度过程中各环境因子参数进行分析.结果表明:汛期香溪河库湾水温适宜,光照、营养盐含量充足,利于藻类水华暴发,而利用洪水调度来防范支流水华仍是目前最直接有效的方法.三峡水库进行洪水调度时,改变了香溪河库湾的水动力和水环境条件,混...     

三峡水库汛期水位控制运用方案研究

研究三峡水库汛期水位控制运用方案,对于充分发挥三峡水库的综合效益具有重要意义.本文在分析三峡水库洪水季节性变化规律的基础上,综合多种分期方法的结果得出三峡水库汛期分期方案,并按照规范推求分期设计洪水.根据不同分期的来水情况分别拟定防洪调度规则,在确保防洪安全的前提下,利用分期设计洪水调洪演算确定汛前期和汛末期汛限水位,采用预报预泄方法确定主汛期水库水位控制运用方案.历史资料和随机生成的长径流系列调洪演算结果表明:所拟定的三峡水库汛期水位控制运用方案安全可靠、合理可行,可显著地提高三峡水库的兴利效益.     

三峡水库中小洪水分级调度规则研究

近年来随着上游来水减少、控制性水库陆续建成运行,以及防洪、发电、航运等方面需求日益提高,新情况下三峡水库若继续按照初步设计的防洪调度方式调度将不能很好满足新的需求,并造成大量洪水资源浪费。本文在分析三峡一些特殊水位和下泄流量的基础上,对中小洪水提出了一种结合库水位与入库流量大小进行分级调度的规则,并拟定多种方案模拟演算。结果表明:该调度规则可在不降低三峡设计防洪标准的前提下,更加合理的消峰拦蓄减轻下游防洪压力,增加通航时间,并有效利用洪水资源,较初步设计方式增加汛期多年平均发电量8%以上,充分发挥三峡水库汛期的综合利用效益。     

鄱阳湖枯水期水位变化及其影响因素量化分析

湖泊湿地在维系生物多样性、陆地表层物流平衡与生态平衡等方面有着不可替代的作用。鄱阳湖是长江中下游重要的水源地和调洪场所,独特的水文条件创造了湖区丰富的生境和生物多样性。自三峡水库运行以来,鄱阳湖水位变化显著,枯水期提前且持续时间延长,10月份水位异常偏低,严重影响了越冬候鸟的栖息地。本文采用模糊划分聚类模型,围绕天然径流变化、三峡水库汛末蓄水、地形变化对鄱阳湖枯水期10月份水位变化的影响展开研究,并量化各因素的影响大小。结果表明,湖区及长江干流径流减少是造成鄱阳湖10月水位降低的主要原因,三峡水库汛末蓄水则进一步加快了鄱阳湖水位的消落,研究成果可为鄱阳湖管理及改善枯水期湖区生态环境提供依据。     

三峡水库蓄水时机群决策方法研究

汛末提前蓄水能在风险可控的条件下提高水库蓄满率,增益良多。目前针对三峡水库汛末蓄水时机的研究很多,但侧重点不同,且最佳蓄水时机的选取缺少决策技术支持。为了将现有研究成果有效整合,供上级决策者参考,提出了专家群体最大满意度群决策模型。首先,各专家运用累积前景理论对蓄水时间方案进行排序,然后以专家群体满意度最大为目标,求解使专家群体满意度最大的群决策结果。结果显示,9月11日蓄水的方案可以在较小的风险条件下取得较大效益,为最优方案,该结果与传统决策方法结果相同,表明了所提群决策模型的有效性。此外,该模型充分考虑专家决策心理,尊重群体意见,结果有据可循,能为研究三峡汛末蓄水时机问题提供一种新的有效手段。     

并联水库群联合防洪预报调度方式优化研究

水库群联合防洪预报调度方式对流域及城市防洪、水资源合理优化配置有重要意义。水库群联合调度不仅要考虑各水库自身约束和预报,还需考虑水库补偿关系,已有试算法经验性强、难以获得全局最优解。文章将优化技术与规划防洪预报调度相融合,提出考虑预报误差的预报调度规则的一般形式和求解思路,建立库群优化调度模型,优化求解各水库的防洪预报调度规则和汛限水位动态控制上限。以清河、柴河水库群为例进行研究,结果表明：联合防洪预报调度相比单库防洪预报调度,清河水库和柴河水库的汛限水位分别可多抬高0.4 m和0.3 m,最大可使汛期多蓄水0.62亿m3。研究结果可为水库群防洪预报调度提供参考和理论依据。     

基于不同预泄调度模式的喜河水库汛限水位动态控制研究

针对喜河水库设计汛限水位在实际运行中存在的问题,从三方面分析了喜河水库实施汛限水位动态控制的可行性,讨论了不考虑预报和考虑预报的两种预泄调度模式下的水库汛限水位动态控制的原理,指出预泄调度需要确定的几个关键指标:预泄判别流量,预泄流量,预泄控制水位.以上述理论为依据,在分析喜河水库洪水规律的基础上,分别研究了不同预泄调...     

基于净雨预报信息的水库防洪调度方式研究

为进一步提高洪水预报信息在水库调度中的应用水平,本文以山东半岛龙角山水库为研究对象,首先构建在实际生产中广泛应用的新安江模型,采用确定性系数和绝对误差评价模型误差,并通过合格率评定径流深预报和峰现时间预报的精度等级。结果表明,各项评价指标在模型率定期和验证期的精度均为甲等,可为水库预报调度规则的制定提供可靠的理论依据。然后利用新安江模型预报出的净雨信息,制定水库防洪预报调度规则,调算不同频率设计洪水,并与常规调度方式下调洪结果作对比。通过比较发现,预报调度模型能够提前预泄,有效降低水库调洪最高水位和减小最大下泄流量,增加削减洪峰流量,对减小水库上下游防洪风险和提高水库防洪效益具有重要意义。