2022年长江流域水库群抗旱补水调度实践与思考

2022年,长江流域遭受严重旱情。为缓解长江中下游严重枯水给供水、灌溉等用水需求带来的影响,保障流域粮食安全、供水安全,在水利部统一部署下,长江水利委员会同湖南、江西省水利厅分别于8月中旬和9月中旬实施了两次长江流域水库群抗旱保供水保秋粮丰收补水调度。在分析长江中下游用水需求、前期水库群蓄水及调度情况和来水预测的基础上,确定了调度长江上游、洞庭湖水系、鄱阳湖水系水库群的抗旱补水方案,两次专项行动分别补水35.7亿,25.9亿m³。根据2022年长江流域水库群抗旱补水调度实践,提出了存在干旱预报能力有待提升、旱区用水需求掌握不够精准、抗旱补水调度规则体系有待建立和抗旱调度基础研究有待深入等问题,并提出了有针对性的建议。     

长江上游梯级水库群多目标联合调度技术研究

长江上游梯级水库是流域治理开发保护的骨干性工程,在保障流域防洪安全、供水安全、生态安全等方面发挥着重要作用.为有效解决长江上游巨型水库群防洪、供水、生态、发电、航运、应急等多目标联合调度关键技术瓶颈,开展了长江上游梯级水库群多目标联合调度技术研究攻关.首先重点介绍了长江上游梯级水库群多目标联合调度研究的重点难点问题...     

长江流域梯级水库群联合调度关键问题研究

长江流域干支流已建和在建的大型梯级水库群规模庞大,实施联合调度将对长江防洪安全、水资源优化配置和水电能源高效利用意义重大.对长江流域大型梯级水库群联合调度需要解决的主要理论、方法、技术和管理问题进行了归纳剖析,并结合近年来开展的相关科研工作,简要介绍在大型梯级水库群联合调度的发展战略、优化模型、生态调度、管理体制和仿真...     

长江上游控制性水库群联合调度初步研究

随着长江上游一批具有防洪功能的大型水库陆续投入运行,为实现水资源高效利用,保障防洪与水生态环境安全,充分发挥上游控制性水库群的整体最大综合效益,实施水库群联合调度就显得十分必要和迫切。在阐述联合调度应遵循的原则基础上,按2015年水平,着重对长江上游干流沿江重要城市河段进行防洪计算分析,提出了相应的防洪标准和调度方式;同时提出了提高上游支流防洪标准应采取的调洪措施,以及配合三峡水库实施中下游防洪补偿的调度方式。此外,对上游各水库汛末蓄水安排以及枯水期消落调度原则与方式作了简要描述。研究成果可为实施长江上游控制性水库群联合调度提供参考。     

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。     

三峡及长江上游水库群水资源综合利用调度研究

为了统筹协调长江流域水库群调度运用,科学合理地运用水资源,需要开展三峡及长江上游水库群调度运用研究,实现流域水资源的统一管理和调度。探讨了水库群联合调度的主要研究内容和技术路径,包括防洪调度、水资源联合调度、适应生态环境和维护健康长江调度、联合调度的协调机制等方面。结论表明,在编制的长江上游干支流综合及专业规划基础上,利用各种技术手段,一定能实现梯级水库群综合效益,促进长江流域经济社会可持续协调发展。     

长江上游水库群联合调度对武汉地区的防洪作用

武汉地处长江中游,是长江经济带中部城市群的核心,战略地位非常显著,有必要在新的长江流域防洪体系整体格局下,针对武汉地区防洪问题开展具体研究。为此,首先梳理了武汉地区防洪规划和防洪形势,分析了长江和汉江洪水遭遇情况,探讨了长江干流来水大时和汉江来水大时的汉口站水位情势,明确了城陵矶防洪和对武汉防洪的关联性。在此基础上,探明了武汉地区防洪控制需求,研究了上游水库群配合三峡水库对长江中下游联合防洪调度的方式,开展了对典型年份长江上游水库群联合调度的计算分析,阐述了长江上游水库群联合调度对武汉的防洪作用。研究成果可为编制长江流域水库群联合调度方案提供科学依据和一定的技术支撑。     

长江上游巨型水库群联合蓄水调度研究

以长江上游30座水库巨型水库群为研究对象,建立提前蓄水多目标联合优化调度模型,采用分区策略、大系统聚合分解、参数模拟优化方法和并行逐次逼近寻优算法求解。研究结果表明:所提模型框架可较好地解决巨型水库群联合蓄水优化调度问题;智能算法对于复杂约束的多目标优化问题可产生大量非劣解;Pareto前沿分布范围均匀且广泛,可供决策者灵活调度。与原设计方案相比,在防洪风险得到控制的前提下,通过水库群提前蓄水联合优化调度,水库总蓄满率由90.40%增加到94.42%,年均增发电量76.5亿kW·h(+3.76%),经济社会效益显著。     

长江上游水库群联合蓄水调度初步研究与思考

蓄水期是长江中下游地区用水需求最集中的时期,蓄水调度是实现水库综合利用任务最重要的环节。根据水库汛期承担的防洪任务,将长江上游蓄水水库分为仅承担所在支流防洪、自身无防洪任务但承担长江中下游防洪以及承担所在支流和长江中下游双重防洪任务的3种类型。重点分析了承担本河流和配合三峡水库承担长江中下游双重防洪任务的部分控制性水库防洪与蓄水的关系,并探讨了水库提前蓄水的可行性;结合来水的不确定性,分析了在特枯水年、偏枯水年和偏丰水年等不同典型年下三峡水库蓄水调度方式及应对措施。另外就水库群联合蓄水调度研究面临的挑战,提出了亟待开展的工作建议。     

应对干旱的黄河梯级水库群水量调度规则研究

梯级水库群联合优化调度是复杂流域应对干旱的重要手段。根据黄河流域干旱年份来水和用水的特点,构建应对干旱的黄河梯级水库群优化调度模型,以节点供水权重和水库蓄泄过程为决策变量,通过长序列模拟与优化相结合计算,分析典型干旱年份水库群调度与缺水变化的响应关系,提出不同来水、旱情需水条件下应对干旱的黄河梯级水库群水量调度规则,为流域抗旱减灾体系建设和水量调度工作提供技术支撑。     

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。     

长江上游水库群联合调度中的泥沙问题

长江上游已形成以三峡水库为核心的世界上规模最大的巨型水库群,2012年开始实施上述水库群的联合调度。分析了水库群联合调度中,与水库泥沙密切关联的汛期防洪、汛末蓄水和汛前消落调度方案及其对水库泥沙带来的影响。在较为深入、系统地研究了长江泥沙变化规律及其原因、水库淤积和长江中下游河床冲刷特性的基础上,对水库群联合调度中面临的水库淤积与长期使用问题,以三峡水库为例,提出了精细化的"蓄清排浑"和库尾减淤等泥沙调度方法。对水库群水沙联调,促进流域泥沙合理配置以及水库群联合调度条件下的泥沙问题与应对措施等提出了建议。     

三峡及金沙江下游梯级水库群蓄水期联合调度策略

针对三峡及金沙江下游梯级水库群汛后竞争性蓄水矛盾,以溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝梯级四库系统为研究对象,采用不同来水年型、蓄水时间和起调水位构建蓄水情景集;以蓄水期期望发电量最大为目标,建立蓄水期多目标联合随机优化调度模型,生成各蓄水情景下的最优蓄水方案;基于蓄满率、梯级期望弃水量、梯级平均期望出力对各方案进行评价,推荐丰水年溪洛渡、向家坝9月11日起蓄、三峡9月10日起蓄,平水年溪洛渡、向家坝9月11日起蓄、三峡9月1日起蓄,枯水年溪洛渡、向家坝9月1日起蓄、三峡8月21日起蓄。     

长江上游水库群多目标优化调度模型及应用研究Ⅱ：水库群调度规则及蓄放次序

水库群联合调度中水库的协同调度规则和蓄放水次序是关键问题。在讨论多目标水库群联合调度的规则制定方法的基础上,依据"长江上游水库群多目标优化调度模型及应用研究(I):模型原理及求解"一文中推荐的多目标协调方案,统计得出长系列调度和多年平均水文条件下的各水库联合调度规则图,并讨论了其适用条件。进一步分析了推荐方案下水库群联合调度的汛前放水和汛末蓄水次序。研究表明,在多年长系列联合优化调度下,长江上游具有调蓄库容和防洪任务的11座多目标混联水库群,其蓄放水次序具有统计规律。出现概率最大的优化放水次序为:三峡—水布垭—锦屏I级—溪洛渡、构皮滩、二滩—紫坪铺、瀑布沟—隔河岩、宝珠寺、向家坝;优化蓄水次序为:锦屏I级—二滩、水布垭—隔河岩—溪洛渡、瀑布沟、紫坪铺、宝珠寺、构皮滩—向家坝—三峡。对于串联梯级水库群,上游水库先放水,下游水库后放水;上游水库先蓄水,下游水库先蓄满。     

长江上游水库群非线性安全度防洪调度策略

以长江上游水库群(溪洛渡、向家坝、紫坪铺、瀑布沟、亭子口)为研究对象,提出了长江上游水库群联合防洪调度系统非线性安全度策略,构建水库群防洪库容优化分配模型,深入探讨水库群系统非线性安全度策略的防洪效果。结果表明,与线性安全度策略相比,非线性安全度策略在不降低对下游防洪效果的基础上,通过增加使用其他水库的防洪库容,以减小使用溪洛渡水库的防洪库容,使得各水库防洪库容的使用相对均衡,使各水库均衡地分摊防洪区域的防洪风险,充分发挥水库群的防洪效益,保障水库群系统稳定安全运行。     

水库群联合调度应用研究

本文针对福建泉州晋江流域水资源短缺现状,结合丰、平、枯期水量分析,提出水库串联、并联联合调度方案,并在发生特大干旱中调度运用,成功保障了晋江下游地区人民生活、生产、生态用水需求,确保了泉州经济社会安定稳定发展。     

黄河上游梯级水库群联合调度补偿机制研究

水库群联合调度可在流域水资源优化配置过程中产生各种补偿效益,科学、合理、公正、公平地界定各种补偿效益并实施分摊,直接关系到流域的可持续发展及梯级水库水电站的滚动开发。以黄河上游龙羊峡、刘家峡水库联合调度为例,合理界定了水库群补偿效益的概念、内涵及类型,构建了水库群联合调度补偿调节模型,并以发电补偿效益为例,计算了2005年龙羊峡、刘家峡水库联合调度对下游各水库电站的发电补偿效益。水库群补偿应遵循"谁受益、谁补偿"原则,市场、价值原则,公平、合理原则,可操作性原则,可持续性发展原则。     

保汛期防洪 长江上游梯级水库群首次实施联合调度

正2014年是溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝梯级电站正式开展汛期联合调度的第一年,四库将在满足区域防洪目标的情况下,首次开展以三峡水库为中心的联合调度,以保障长江中下游汛期防洪,促进水资源高效利用。以三峡水库为核心的长江干支流控制性水库群联合调度与管理,能有效对长江上游流域的洪水进行削峰、错峰,从而提高流域整体防洪能力,进一步优化水能资源配置,促进流域绿色能源发展。     

2022年湖南省干旱状况及应对措施分析

为进一步提高干旱防范应对水平,最大程度减轻旱灾损失,以2022年长江流域湖南地区出现的历史罕见干旱为例,分析了大范围、高强度、长历时气象水文干旱的发展过程。总结了旱情旱灾特点,全面复盘了湖南省坚持以“水”为主导,做好“水”文章,突出提前蓄水、精准保水、联合调水、及时补水、精细管水、节约用水、积极增水、全力供水的工作过程。结果表明：通过科学部署,湖南省有效应对灾情,做到了大旱之年无大灾。相关经验和做法可为后续干旱灾害防御工作提供参考。     

长江上游控制性水库群联合调度及水资源影响分析

针对长江上游控制性水库群联合调度问题,建立了大规模混联水库群联合优化调度模型,并提出离散微分动态规划(DDDP)和逐步优化算法(POA)相结合的混合方法,实现大规模混联梯级水库群联合优化调度问题的高效求解。在此基础上,结合流域长系列历史径流资料,进行了长江上游控制性梯级水库群调度模拟,分析了联合调度的发电效益;并在此基础上,结合相关研究成果,探究并分析了梯级水库群建成投运后,联合调度对流域水资源的影响。成果表明,梯级水库群的建成及联合调蓄对于长江中下游枯水期的流量补偿效益十分明显,供水、航运以及压咸补淡等综合效益十分显著。