基于扩散波和双向波的感潮河段水位演算研究

针对感潮河段水流情势复杂、不易获得河道地形资料的问题,考虑充分应用已有水位实测资料,采用扩散波和双向波方法建立感潮河段水位演算模型,扩散波方法以水位为研究对象,求解线性扩散波方程定解问题的解析解,双向波方法将洪水过程分解为上游洪水波和下游潮水波,分别应用水位演算方法将这两种波独立演算至计算断面,再将其演算结果进行线性叠加得到计算断面的水位过程.将上述两类模型应用于新沂河和楠溪江感潮河段水位演算中,模拟精度良好.     

官地水库汛期发电优化调度方案研究

为增加水库的多年平均发电量,以官地水库为例,利用电站特征水位、库区回水和移民成果、下游河道防洪现状及洪水预报情况,拟定了根据洪水预报流量确定汛期运行水位的分级预报预泄方案,根据预泄能力约束将汛期运行水位控制在一定范围,在预报流量较大时将水位逐级预降下来,在预报流量较小时将水位逐级回蓄上去。实例应用结果表明,利用汛期发电优化调度方案进行调度后,多年平均发电量由118.7×108kW·h增加为127.6×108kW·h,兴利效益明显,且在一定范围内洪水预见期越长,优化调度方案的发电量越大,但当洪水预见期增加到10h后,库区淹没和电站下游防洪安全会制约发电量的增加。     

龙羊峡水库年末运行水位控制研究

龙羊峡多年调节水库年末运行水位控制是关系到黄河上游梯级水电站整体效益的关键问题。在分析影响龙羊峡龙刘两水库年末运行水位主要因素的基础上,结合黄河上游梯级水库联合调度的特点,建立了龙羊峡水库模拟调度模型,拟定以三个来水典型年和不同起调水位的组合方案,在满足下游综合用水基本要求的前提下,重点从发电量和弃水概率两方面分析论证了龙羊峡水库年末运行水位的合理控制区域。研究成果对今后龙羊峡水库调度运行和其他类似多年调节水库的调度具有一定的参考价值。     

考虑下游需水的伦潭水电站月发电调度函数研究

为优化伦潭水电站调度运行方式，分析水库下游社会经济和河道内生态环境需水过程，基于发电优化调度结果采用逐步回归法提取考虑下游需水的逐月发电调度函数。结果表明，伦潭水库对下游需水过程发挥较大调蓄补给作用，主要补水时段为7月至次年2月，直接影响了伦潭水电站的发电引水流量过程；基于多元线性回归模型和BP神经网络提取的伦潭水电站发电调度函数大部分月份的纳什效率系数均在0.90以上，考虑模型结构简单且操作方便，伦潭水电站选取基于多元线性回归模型的发电调度函数；对于2017年3月至2019年2月，伦潭水电站发电调度函数较实际发电调度和发电调度图可分别增加发电量338.4×10⁴、183.8×10⁴kW·h/月，调度函数可明显提高伦潭水库的发电运行水位。研究成果可为伦潭水电站实际发电调度提供技术支撑，也可为其他水电站完善发电调度运行方式提供参考。     

考虑水质改善的观音阁—葠窝水库联合调度方案研究

针对太子河枯水期河道水质较差的问题,以观音阁至葠窝水库区间控制断面水质改善为目标,研 究了保障下游最小生态环境需水的水库群联合调度,并采用计算机模拟了两座水库的联合运行,提出改 进水库现行调度方式、调节河道年内径流分配过程,制定了考虑生态环境改善的水库群联合调度方案。 模拟结果表明,该方案改善河道枯水期水质明显,水环境质量得到较大提高。     

三种水库优化调度方案实施模式的对比研究

为研究水库优化调度方案在水位、流量及出力控制模式下的实施效果,以发电量最大为目标建立优化调度模型并求解,选取发电效益、水位越限风险率及弃水量构建评价指标体系,对不同水库运行工况下的调度方案实施过程进行仿真计算,并评价其实施效果。小漩水电站的实例应用结果表明,水位控制模式对应的水位越限风险率最低,但弃水量最大导致其发电效益最差;流量控制模式与出力控制模式对应的水位越限风险率相差不大,但出力控制模式弃水量更少,发电效益更高。因此,出力控制模式可作为调度方案实施过程中的首选模式。     

云峰水库防洪预报调度研究

针对云峰水库无防洪库容与下游防洪需求之间的矛盾,以防御常规洪水及100年一遇以下设计洪水为目标,基于现有的洪水预报方案,采用分步试算的调洪计算方法,将预报累积净雨、库水位及入库流量作为改变水库出流的判别指标,研究制定了云峰水库预报调度方案。结果表明,采用预报调度方案指导水库防洪调度能有效提高下游防洪能力,水库可在短时间内完成预泄,并有充足的退水余量确保水库回蓄,对水库兴利影响甚小,调度方案合理可行。分步试算的调洪计算方法能适应复杂的调度规则,有效解决了水位出流关系在控制水位处存在跳跃间断点的问题。     

金沙江下游梯级与三峡区间流量演算模型研究

针对马斯京根法区间河道流量演算的缺陷,以未来金沙江下游溪洛渡、向家坝水库与三峡水库的梯级优化运行为例,分别构建了马斯京根流量演算模型与人工神经网络流量演算模型,并对演算参数做了最优估计。检验结果表明,该方法行之有效,具有适用性。     

铁岗水库分期洪水调度研究

分别从气象成因、三防办和历史资料三方面分析了铁岗水库控制流域的暴雨洪水时程分布及分期规律,对汛期洪水的时域划分进行了研究.由实测暴雨资料推求设计洪水方法进行P-Ⅲ适线,并采用点面折算系数计算面雨量、采用广东省综合单位线法和推理公式法推求设计洪水过程.在确保大坝和下游防洪安全的前提下对水库进行调洪演算分析,发现三个分期在设计、校核情况下汛限水位均未超过原设计值,特别在前后汛期尤为明显.结果表明,可在汛期采用动态汛限水位进行水库调度,分期提高防洪限制水位,以增加蓄水库容,进一步发挥水库的综合效益.     

基于Landsat遥感技术的丘陵—平原混合地区流域水文模型在秦淮河流域的应用

平原感潮河网区水流计算复杂,边界条件需考虑入江口潮位的影响,同时流域内闸坝调度工况对水流运动状态影响显著,是区域防洪调度中亟需解决的问题之一。以秦淮河流域为例,利用Landsat遥感技术提取了流域下垫面因素,建立了丘陵—平原产汇流模型,考虑了秦淮河入江口的潮位关系和流域内水库、闸门的调度情况,利用河网水动力学模型模拟计算了流域内各重要节点的水位过程。结果表明,本文模型对较大暴雨洪水年份1991、2003、2007年洪水的模拟能力较好,主要断面最高水位模拟误差均控制在0.15m以内。     

佛子岭水库群汛限水位调整及风险分析

为提高水库群防洪和兴利效益,以佛子岭水库群为例,针对单库调洪演算的局限性,考虑水库间水力联系,建立了联合调洪演算模型,通过确定联合运用时的起调水位和止调水位,研究了汛限水位调整后的运行效果。同时,采用安全度作为风险分析指标,计算了各汛限水位组合下水库群的安全度,定量分析了汛限水位调整对防洪安全的影响。结果表明,佛子岭水库群汛限水位可恢复至设计值,且白莲崖水库的兴建能大幅提高水库群的整体防洪能力。     

感潮河段水位预报方法浅析

针对感潮河段水情复杂、水位预报困难,分析评价了国内外感潮河段水位预报基本方法及研究进展,并概述了感潮河段水位预报实时修正方法,提出了一种简单实用有效的预报方法供参考.     

感潮河段设计洪水位计算的频率组合法

建立河段水位与流域面平均雨量和潮位的水位函数，利用频率组合法推求感潮河段设计洪水位。实例研究结果表明，该方法较为简便有效，切得到的设计洪水位较为合理，能满足实际问题的精度要求。     

水电站防洪预报调度图绘制及应用研究

以消峰率最大和调洪末期蓄水位最高为综合目标函数,采用优化方法研究绘制水电站水库防洪预报调度图,通过对优化目标函数增加洪水涨水段和落水段泄流量约束,有效地克服了依调度图调度出现的闸门频繁启闭的问题。在石泉水电站的应用结果表明,改进后的防洪预报调度图调洪过程更为合理,实用化操作程度较高,为水电站实时防洪调度提供了有效指导。     

基于预报调度的河口村水库汛限水位动态控制域研究

开展实时预报调度是实现汛限水位动态控制的重要手段之一,构建了以削峰率最大为目标的水库实时防洪调度模型,提出了防洪库容分期动态使用的方法,选取河口村水库历史洪水及百年一遇洪水过程,通过实时预报调度仿真,在保证足够安全裕度的条件下,确定了河口村水库汛限水位动态控制值的上限为250m,在不增加防洪风险的前提下,多场次洪水平均可增加的洪水资源利用量为4 070×104 m3。     

水库下游洪水风险分析研究

以大隆水库下游为例,综合研究了水库下游洪水风险分析技术,采用溃坝模型计算了溃坝洪水流量过程,在其他设计标准洪水下通过水库调度模型计算了相应水库下泄流量过程,通过洪水演进模型模拟洪水淹没过程,计算了淹没水深、范围、流速等多种洪水淹没要素,采用GIS叠置分析方法并结合洪水演进计算结果计算了淹没损失。获得了可信的洪水风险分析结果,为水库下游洪水风险分析提供了技术支持。     

石佛寺水库历史洪水过程数值模拟与分析

石佛寺水库是辽河干流上唯一的大型防洪控制工程,建立洪水过程数字模型可为水库管理提供科学、便捷的支持。使用MIKE软件建立水库二维非稳态水量模型,在AutoCAD和ArcGIS软件的协助下制作库区DEM,并提取相应地表高程数据制作研究区网格。研究区上游采用流量边界,下游采用水位边界,率定输出出口处的流量变化,并与2010年实测资料进行对比,据此修正了相关参数。模型模拟的20100720和20130816两次历史典型洪水过程与历史资料相符,验证了该模型应用于石佛寺水库的可行性,可为石佛寺水库的管理与洪水预测提供依据。     

洪水遭遇组合下防洪区的洪灾风险率估算

在洪水风险分析的基础上,以洪水遭遇组合规律为分析对象,运用概率组合方法估算了水库下游防洪区的洪灾风险率,以判断当地防洪措施的实际防洪能力,为水库防洪调度方案的制定提供科学依据．     

单库单向运行潮汐电站发电量最大化计算模型及应用

潮汐电站一直存在资源利用率不高的问题,在电站建设初期当机组选型确定时,制定合理的水库蓄、放水计划,可在不增加投资的前提下获得更多的发电效益。为此,以国内某潮汐电站为例,根据各时刻机组发电流量的不同制定运行方案,基于动态规划法建立了单库单向运行潮汐电站发电量最大化计算模型,并利用龙格库塔算法,结合Matlab软件模拟了各时刻水库水位变化过程,求解了各运行方案的发电量值。计算结果表明,受潮汐水位及机组特性的控制,电站发电量的多少取决于发电流量在各时刻的分配,流量最大运行方案发电量明显大于效率最优运行方案,而发电量最大运行方案流量分配介于效率最优运行和流量最大运行之间。