雅砻江和金沙江中下游梯级水库联合优化调度建模及应用Ⅱ——联合优化调度规则分析

为提升长江上游水资源利用效率,在“雅砻江和金沙江中下游梯级水库联合优化调度建模及应用Ⅰ—联合优化调度潜力分析”的基础上,进一步探究了雅砻江和金沙江中下游梯级上下游水库间和不同梯级间的运行规律,绘制了联合优化调度图,并分析了相关电站的蓄放水次序。研究表明:汛前金中、雅砻江梯级水库与金下梯级各水库消落开始次序宜为两河口—龙盘—锦屏一级—二滩—向家坝—白鹤滩—溪洛渡—乌东德,总体消落思路为上游水库优先消落,尽可能的保持下游溪洛渡、乌东德等电站高水位运行,提高流域整体发电效益;汛末各水库蓄水开始次序宜为锦屏一级—龙盘/二滩—两河口—乌东德—白鹤滩/溪洛渡—向家坝,总体蓄水思路为上游水库优先释放防洪库容开始蓄水,减轻下游防洪压力,且来水偏丰年份的蓄水时间相应有所推迟。     

溪洛渡、向家坝水库与三峡水库联合蓄水调度研究

由于溪洛渡、向家坝水库与三峡水库蓄水时间上的同步性,使三峡水库蓄水难度进一步加大,进而影响其综合效益的发挥。为满足下游地区在蓄水期对上游梯级水库下泄流量的新要求,研究金沙江溪洛渡、向家坝水库与三峡水库联合蓄水调度方案,优化梯级水库蓄水过程。在综合分析防洪、泥沙、库区、发电及供水等指标基础上,推荐梯级水库蓄水调度方案。防洪、库区淹没及泥沙淤积的影响分析表明,所提方案可进一步缓解下游地区的供水压力,对金沙江梯级水库联合蓄水调度一定实践指导意义。     

金沙江梯级与三峡水库联合防洪调度研究

金沙江下游溪洛渡、向家坝梯级水库具有对川江沿岸重要城市和配合三峡水库对长江中下游进行防洪的双重防洪功能,如何科学划分金沙江梯级水库有限防洪库容、协调各防洪对象的调度方式,是溪洛渡、向家坝配合三峡防洪调度这一面向多区域防洪问题的关键科学问题。首先在金沙江溪洛渡、向家坝梯级规划设计防洪库容的基础上,按照所在河段防洪目标及配合三峡水库对中下游防洪的次序,探讨了川渝河段及长江中下游重点区域防洪对溪洛渡、向家坝梯级水库防洪库容的预留要求;进而分析了上、下游洪水遭遇类型及相关性,寻求针对不同区域防洪的库容共用空间,确定防洪库容分配方案;最后,分析了上游水库拦蓄方式对三峡入库洪水的影响,提出科学、合理、可行的金沙江溪洛渡、向家坝梯级配合三峡水库联合防洪的调度方式。分析认为,联合调度可有效减轻长江中游的防洪压力,经济效益显著。     

金沙江下游梯级水库蓄水期发电优化调度研究

大型水库蓄水期的水位控制是流域梯级甚至是整个水电系统调度的关键问题之一,汛末能否蓄满关系到电站消落期的发电效益与电网的安全、稳定、经济运行。以金沙江下游的乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝水库4库梯级系统为研究对象,以梯级发电量最大为目标,构建蓄水期联合优化调度模型。将采用还现计算得到的乌东德水库1961～2020年的60 a来水作为模型输入,通过基于混合整数二次约束规划(MIQCP)的求解算法,得到长系列不同来水组合下的优化调度方案。结果表明：金沙江下游梯级水库调度初期的余留库容与乌东德水库来水的量级及分布是梯级水库能否蓄满的主要因素;金沙江下游4库从上游至下游,开始拦蓄的时间依次延后,总体呈现乌东德、白鹤滩水库先蓄,溪洛渡、向家坝水库后蓄的规律;金沙江下游梯级水库泄洪集中在来水较大的8月下旬至9月下旬,主要由溪洛渡、向家坝水库梯级进行泄洪。     

大渡河干流水库群防洪与蓄水研究

笔者从大渡河水文情势分析、大渡河梯级水库防洪作用、大渡河梯级水库蓄水方式等方面进行探讨,大渡河干流规划河段具有防洪开发任务,除满足大渡河自身河段防洪要求外,还配合三峡水库对长江中下游发挥防洪作用。大渡河梯级水库中,具有调节能力的水库按照"分期预留,逐步蓄水"原则预留设置防洪库容。大渡河控制性水库枯水期末水库消落到死水位,需依靠汛期6～10月来水进行充蓄。通过合理协调梯级水库蓄水次序,下游水库蓄满率得到提高。大渡河流域项目开发业主较多,建议有关方面尽快建立流域统一调度机制,流域统一调度规程,避免产生防洪蓄水矛盾,减少协调工作量,从而实现防洪与兴利目标有机统一,实现大渡河流域开发的效益最大化。     

防洪调度图在二滩水库调度中的应用

二滩水库是以发电为主的大型水库,因设计时不承担下游的防洪任务,正常高水位以下未留防洪库容,水库在汛期要长期弃水运行,防洪调度比较被动。本文以二滩水库为例,根据不同入库流量编制出二滩水库防洪调度图,依据入库流量大小预留出相应的防洪库容,不但解决了防洪与发电之间的矛盾,使二滩水库获得可观的防洪库容和较大的防洪效益,而且为金沙江下游及长江干流的防洪削峰、错峰创造了条件,还可为汛末蓄水关闸时间的选择提供了可靠的依据。该防洪调度图也是汛期水库防洪、发电和水位控制的实时调度图,应用灵活主动,并可在其他以发电为主(或引水较有规律)的大型水库应用和推广。     

雅砻江和金沙江中下游梯级水库联合优化调度建模及应用Ⅰ——联合优化调度潜力分析

梯级水库群优化调度涉及联合建模、高效求解、规则提取、效益评估等多方面内容。以雅砻江和金沙江中下游梯级水库联合优化调度为主要目标,在水库群联合调度建模的基础上,引入大系统分解协调与离散微分动态规划方法进行优化求解,并设计多种方案进行效益分析。研究表明,联合优化调度相较于各水库单独调度发电量均有所增加,发电总量平均增大2.8%,尤其在来水偏丰年份,水库群联合优化对发电量提升效果显著。其中,金沙江下游梯级增发电量平均占总体增发电量的70%以上,在发电总量较低的年份,金沙江下游梯级增发电量基本等于三流域总体增发电量,展现了金沙江下游梯级库容大、水头高、调蓄能力强的巨大优势。同时,金沙江中游和金沙江下游联合优化发电量大于雅砻江和金沙江下游联合优化发电量,若能通过投资并购、调度补偿等多种形式,探索形成金沙江下游梯级与金沙江中游梯级联合优化调度模式具有重要意义。     

金沙江中游与长江中下游洪水遭遇规律分析

按照《长江流域防洪规划》和《长江流域综合规划》的安排,金沙江中游已建及在建的6座梯级水库每年7月份共预留防洪库容17.78亿m³,配合三峡水库进行长江中下游防洪。基于金沙江攀枝花站和长江中游螺山、城陵矶、宜昌站的洪量和洪水过程并考虑泄水传播时间及区间来水过程,详细分析了金沙江中游洪水与长江中下游洪水的遭遇规律。研究结果可为金沙江中游梯级水库防洪调度方式的建立提供技术支撑,有利于充分发挥水库群的防洪效益。     

金沙江梯级水库消落运用方式研究

梯级水库消落运用方式是充分发挥梯级水库综合经济效益的重要课题,如何科学控制各电站枯期消落水位、兼顾梯级总发电效益并控制弃水是梯级水库枯水期联合调度的关键。本文在分析屏山水文站枯水期及汛前径流规律的基础上,探讨了金沙江梯级近期水平下溪洛渡和向家坝电站不同消落深度对总体运行调度的影响,提出5月、6月分旬控制消落的金沙江梯级水库枯期消落方案,并对不同频率来水情况下不同消落方式的发电效益进行了比较,然后,以金沙江下游乌东德、白鹤滩、溪洛渡和向家坝四库梯级电站群为研究对象,对金沙江四库联合运行时枯期消落方式进行初步研究,所得结论可供金沙江梯级水库在实际运行中制定调度方案参考。     

长江上游梯级水库群蓄水方式初步研究

长江上游干支流将建成一大批库容大、调节能力好的梯级水利枢纽，可发挥规模巨大的综合利用效益。为尽可能满足蓄水期间上下游对水资源的不同需求，在各水库规划设计的蓄水调度原则和方式的基础上，从达到水库设计蓄满率和尽可能提高蓄水期间下泄流量，以及统筹调配流域水资源、兼顾上下游的角度综合考虑，对长江上游梯级水库群的蓄水调度方式和调度模型进行了初步研究，提出了长江上游梯级水库群蓄水调度的建议方案。为确定上游梯级骨干水库蓄水调度模式、统筹各水库蓄泄关系，提供了切实的指导意见。     

三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位研究Ⅰ——需求分析与优化条件

城陵矶地区是长江中下游洪灾最频发的区域之一,是长江水库群防洪的重点保护对象。金沙江下游乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝4座梯级水库与三峡水库组成的巨型水库群防洪能力巨大,显著改变了流域防洪调度格局。在概括分析城陵矶地区防洪需求,回顾三峡水库对城陵矶地区防洪补偿控制水位不同阶段成果的基础上,剖析了优化防洪补偿控制水位的研究要点,研究了金沙江下游梯级防洪库容投入情况,进而明确了提高防洪补偿控制水位的有利条件。研究结果表明：在三峡水库水位达到城陵矶防洪补偿控制水位158.00 m后,金沙江下游梯级水库在预留40.93亿m³防洪库容的基础上,尚有30亿～60亿m³富余防洪库容可配合运用,为进一步提高三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位创造了良好条件。     

李仙江流域“2008·11”暴雨洪水分析

针对李仙江流域内降水量在地域和季节上分配不均的特点,对发生在李仙江流域特殊时期——后汛期的一场较大洪水的成因、过程及危害进行了分析.叙述了充分利用梯级水库中的中上游水库防洪库容来提高下游水库防洪能力的实例,并指出了改善梯级水库调度应注意的问题,对梯级水库防洪调度具有一定的借鉴作用.     

连城罗家溪水电站水库防洪调度应用计划

为确保水库安全,实现水库防洪要求,充分发挥水库综合效益的水库控制运用方式,称为水库防洪调度。当发生洪水时,利用水库的防洪库容,根据水库及下游防洪的设计标准,合理解决入库洪水、水库拦洪与水库泄洪的关系,进行水库防洪调度。     

金沙江下游梯级与三峡梯级枢纽联合蓄放水调度研究

针对流域干支流梯级水库群汛末竞争性蓄水这一工程问题,以金沙江四库和三峡梯级枢纽为研究对象,在保证防洪安全的前提下,将流域水库群蓄水原则与K值判别式法相结合,提出一种新的蓄放水策略来判定流域梯级各水库的蓄水时机及次序,通过对典型年不同频率的来水进行调洪演算模拟,得到各水库不同频率的蓄水控制线,进而绘制蓄水调度图;在此基础上,建立基于蓄水调度图的蓄水优化调度模型,并采用仿电磁学全局优化算法对模型进行求解.优化结果表明,在不减少流域梯级水库群汛末蓄水效益的前提下,与流域库群原规划方案相比,运用本文方法制定出的梯级水库群蓄水优化调度方案在不增加流域防洪风险的同时,可提高梯级水库群蓄水期蓄满度,减少弃水量,并增加发电等兴利效益.     

溪洛渡、向家坝梯级水库区间突发来水分析研究

溪洛渡、向家坝两梯级水库区间位于金沙江下段河段,自向家坝水库进入正常运行以来,发生了六次区间突发来水事件。以2018年7月7日事件为例,详细分析研究多年数据,寻找突发洪水来源,进一步优化向家坝水库调度方案,以确保安全完成流域梯级水库消落、度汛、蓄水、航运等多项任务,充分发挥梯级水库的综合效益。     

三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位研究Ⅱ——风险分析与运用方案

乌东德、白鹤滩水库投运后,长江上游水库群联合防洪调度为进一步提高三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位创造了有利条件。为提高三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位,针对金沙江下游梯级防洪库容投入运用条件,基于三峡坝址不同典型年的不同频率设计洪水,开展了荆江防洪和库区回水风险分析,提出了金沙江下游梯级配合三峡水库的等比例分级拦蓄方式,在确保荆江及库区防洪安全的前提下,提出了三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位优化运用方案,给出了金下梯级预留防洪库容与三峡水库对荆江防洪库容的等效关系。研究结果表明：提出的等比例分级拦蓄方式综合了拦量和削峰两种模式,有效利用了金下梯级防洪库容,调度效果最好;提出的水位优化运用方案具备较好的防洪减灾效果,丰富完善了长江上游水库群联合防洪调度方案,可进一步减少中下游超额洪量。研究成果可为长江水库群实际洪水调度提供技术支撑和决策参考。     

从龚嘴水库运行管理经验浅谈如何发挥梯级水库综合效益

水库的洪水预报、水沙观测、漂木过坝及下游航运等如何发挥龚嘴、铜街子梯级水库的综合效益方面具有较大影响。本文阐述了龚嘴水库蓄水发电２２年来的运行管理经验及教训，总结了水库调度的方式，运行的状况及存在的问题，从而提出了发挥梯级水库综合效益途径，对今后龚嘴、铜街子梯级水库的运行管理具有一定的借鉴意义。     

瀑布沟水库防洪调度方式研究

瀑布沟水库的防洪库容、汛限水位以及防洪任务较设计阶段发生了较大的变化,为充分发挥瀑布沟水库的综合效益,有必要对水库的防洪调度方式进行优化。本文以分析防洪任务、复核防洪现状、划分防洪库容、拟定防洪调度方式为研究思路,分析计算下游安全泄量;采用区间峰值补偿的方法计算分配防洪库容;根据各段防洪库容的任务优化拟定相应的防洪调度方式。分析结果表明,优化后的防洪调度方式在保障水库完成防洪任务的前提下,能更好地发挥其综合效益。     

金沙江下游梯级水库汛期分期及汛限水位合理性研究

汛期分期以及分期汛限水位的合理确定,能够较好地协调水库防洪效益与发电效益之间的矛盾,对充分发挥水库的防洪、发电能力,以及提高汛期洪水资源利用率具有重要意义。基于改进的模糊集分析方法并依据金沙江下游乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝4个梯级水库入库洪水对其汛期进行分期,通过隶属度与防洪库容的映射关系确定梯级水库分期汛限水位,提出利用跨期选样法对分期结果及汛限水位进行修正。研究结果表明:金沙江下游梯级水库前汛期为6月1日—7月14日,主汛期为7月15日—9月16日,后汛期为9月17日—10月24日,4个梯级水库合理汛限水位分别为962,800,575,374 m。通过不同典型洪水放大的洪水过程检验了分期汛限水位的合理性。研究得到的金沙江下游梯级分期结果及各库分期汛限水位,均能够在满足防洪安全的前提下提高水库发电等经济效益,在一定程度上提高了汛期洪水资源的利用率。     

大西沟、乌拉泊和红雁池水库防洪联合调度初探

大西沟水库位于乌拉泊水库上游58 km处,红雁池水库位于乌拉泊水库下游5 km处,均为中型水库,属于串联梯级水库,另外,大西沟水库正在建设中.这3座水库联合调度的原则是:位于上游的大西沟水库,在不影响其自身安全的原则下,尽量拦蓄洪水,采用"先蓄后放"的调节方式.但是,当接到暴雨预报时,要提前放水,腾出部分库容来拦蓄洪水,以保安全.对于位于下游的红雁池水库,应根据上游及区间的可能来水情况,保持较大的防洪库容.3座水库在汛期也可以根据水库自身不同的蓄水能力,采用间隔蓄水的办法,自上而下,一个蓄满一个不蓄满,这样也能使洪水的峰和量得到及时的削减,并能协调和消除上下水库之间的矛盾和影响.