黄河防凌水量调度工作回顾

概括介绍了黄河凌汛的主要特点,水库工程防凌运用原则,多年来刘家峡水库、三门峡水库为减少黄河凌汛灾害进行水量实时调度的经验和取得的效益;指出了当前黄河防凌调度中存在的问题.     

合理预留刘家峡水库防凌库容提高黄河上游梯级电站保证电量

黄河上游龙、刘、盐、八、青梯级电站总装机容量３２４．４万ｋＷ，占西北电网总装机的３０％左右，是西北的骨干电源，但在每年１１月至次年３月份黄河宁，蒙河段防凌期间，由于刘家峡水库出库流量受到严格限制，使该梯级电站发电量大幅度降低，而本段时间正是西北电网用电高峰期，因此供需矛盾加剧，缓解这一矛盾的的一个可行办法就是本时段初刘家峡水库预留一定库容，以利龙羊峡水库在防凌时段内加大出库流量，增发电量。     

如何优化水库在防凌中的调度

防凌是一个非常庞大的、极其复杂的系统工程。既有工程措施，也有非工程措施；既有主动防守，也有被动防护措施。在影响冰情的热力、动力及河床边界条件的三个因素中，其中热力因素主要为气温，可以通过加强气象预报为防凌提供技术支持。但是，由于影响气象的因素极其复杂，气象预报的预见期和预报精度都受到一定的限制。对于给定的河流段，其河床边界也已经确定，一般很难改变。因此，利用水库调度改变进入下游河道的水动力和影响库区段河道边界及外界动力，在防凌工作中具有极其重要的作用。实践证明，水库的防凌调度在黄河防凌工作中占有极其重要的地位。龙羊峡、刘家峡水库对保障宁蒙河段的防凌安全，万家寨水库对于保障库区内蒙古段和坝下山西河曲段的防凌安全，三峡、小浪底水库对保障黄河下游的防凌安全具有非常重要的作用。     

黄河下游防凌水库调度方案研究

以小浪底水库设计条件下正常运用期的库容条件、水位运用条件、防凌运用条件为依据,参考相关研究成果,结合黄河下游凌汛形势和特点,分析研究了小浪底水库防凌调度调控流量指标,进行了小浪底、三门峡水库的防凌联合调度计算,并分析了11月—翌年2月花园口断面的来水过程。结果表明:在正常调度情况下,三门峡和小浪底水库的35亿m3防凌库容能够满足下游防凌要求;三门峡、小浪底水库联合调度后,花园口断面防凌期的来水量大幅度减小,流量变化稳定,减小了下游因流量突变发生武开河的几率;对于特枯年份,采用更小流量的防凌调控方案,防凌安全也是可以保证的,并且对于保障黄河下游春灌用水具有重要作用。     

万家水库防凌调度运用总结

万家寨水库在1998－2001年度3个凌汛期，依次经历了暖冬、冷冬、气温比较正常3个过程，比较具有代表性。万家寨水库防凌调度项目在边研究、边实践的过程中研究成果不断完善，水库防凌调度运用方式日趋合理，发电效益逐步提高，凌灾损失逐步减少。在1999－2000、2000－200、年两年度的凌汛期间，项目遥研究成果在万家寨水库实时调度中得到应用。     

黄河上游梯级水库防凌优化调度方案研究

针对黄河上游凌汛期龙羊峡水库出库流量调度问题,在分析上游梯级水库防凌调度原则及调度运行方式的基础上,考虑青海电网电量平衡的需求,建立了黄河上游梯级水库防凌优化调度模型,并提出了改进的微粒群算法用于求解该模型。结果表明:凌汛期在保证龙羊峡水库出库总水量不变的情况下,通过调整龙羊峡水库在各时段的出库水量,既满足了青海电网电量平衡的要求,优化了青海电网电量结构,同时也增加了刘家峡水库防凌库容;通过优化调度,增加了凌汛期梯级水电站的可发电量,提高了梯级电站效益。     

黄河防凌与调度

黄河流域冬季由于受来自西伯利亚季风的影响，气候干燥寒冷，降雨稀少，流量较小，许多河段都要结冰封河，在气温、流量及河道特征等因素的综合作用下会造成冰凌洪水灾害。通过对上、中、下游凌情的分析，提出利用水库控制泄流减轻或避免凌汛灾害。     

龙羊峡、刘家峡水库防凌优化调度研究

刘家峡、龙羊峡水库相继蓄水运用后,在缓解宁蒙河段凌汛形势、防凌减灾方面发挥了重要作用,取得明显效果,但是现状防凌形势依然严峻。在总结40多a来不同阶段水库运用对宁蒙河段防凌的作用基础上,以三湖河口站不同等级平滩过流能力和严寒等级为控制条件,对刘家峡、龙羊峡水库在宁蒙河段凌汛期不同阶段防凌优化调度运用方式进行初步优化。     

万家寨水库防凌调度模型研究

万家寨水库运用主要分三个阶段，即初始封河期、稳定封河期和开河期。研究万家寨水库调度模型的目的是为了制订水库在凌汛期三个阶段科学合理的调度方案，在保证凌汛安全的前提下，最大限度地发挥水库的经济效益。     

黄河上游水库群防凌优化调度研究

本文针对黄河上游凌汛期河道水量调节特点和龙羊峡、刘家峡水库防凌运行方式,分析了影响刘家峡水库防凌运用的主要因素,研究了刘家峡水库防凌库容与梯级出力的关系,借鉴逐步优化思想,提出了优化刘家峡水库防凌库容的方法,并建立了模拟优化模型,最后用实际资料对模型进行了检验。     

对利用龙刘两库完成黄河上游综合利用调节任务的探讨

从投运至今,刘家峡、龙羊峡两大水库在实际调度中,只动用了很小的库容就胜利完成了综合利用的调节任务,今后需要的库容将大幅度减少,不修小观音或大柳树大库,龙刘两库亦能完成包括远景南水北调西线工程调水后的水资源综合利用等调节任务。     

刘家峡水电站坝前与洮河库区淤积发展趋势的分析计算

刘家峡水库自1968年舌水到1991年底，库内共淤积泥沙12亿m3，占总库容的21％，威胁着电站的安全运行．本交通过实测资料分析并结合数学模型计算，对刘家峡水库的淤积发展趋势进行了分析．分析结呆表明：水库中泥沙的冲淤，取决于当年的进出库水沙条件、高水位高低及前期淤积状态等，其中洗河入库流量的大小时排河库区的冲淤起决定性作用．本文还就根本解决刘家峡水库泥沙问题的措施，提出了建议．     

刘家峡水库防洪限制水位汛期动态控制方法

根据国家防汛抗旱总指挥部办公室发布的<水库汛限水位动态控制试点工作意见>,基于现有的工程条件和技术资料,在龙羊峡-刘家峡两库联合调度的基础上,结合有效的防洪调度方法和措施,科学、合理地论证刘家峡水库的动态防洪限制水位,实现科学调度洪水,既能充分利用流域水资源、尽可能地发挥梯级水库的防洪和兴利综合效益,又可满足设计防洪标准、确保水库防洪安全.结果表明:从防洪安全和综合利用两方面考虑,根据上游龙羊峡水库的实际运行情况,刘家峡水库各旬在汛限水位1 726.3 m～1 733.6 m之间进行动态控制是必要的,也是可行的.     

小浪底水库建成后黄河下游洪水调度原则研究

结合黄河下游防洪出现的新情况、新问题，在小浪底水库运用初期，水库拦洪库容将增加近８０亿ｍ＾３的条件下，通过分析计算，提出小浪底水库运用初期黄河下游洪水高度的原则意见：昼利用水库拦蓄洪水；在确保进防安全的前提下，充分利用河道排泄洪水；相机运用蓄滞洪区分滞洪水。     

2003年黄河调水调沙试验

2003年的黄河调水调沙试验开始于9月6日9时,至9月18日18时30分结束,历时12．4天。通过以小浪底水库为主的四库联合调水调沙,有效地利用小浪底一花园口区间的清水,与小浪底水库下泄的高含沙水流进行水沙“对接”。在试验过程中,采取了陆浑水库适时调控、故县水库控泄运用,尽量拉长、稳定小花问的流量过程,以利于小浪底水库配沙;以小浪底水库的实时水沙调控,稳定花园口站水沙过程的调度方式。通过前期实测资料分析、数学模型计算和实体模型试验,紧紧围绕这次调水调沙试验的主要目标,控制花园口流量2400m3／s、含沙量30kg／m3。这次调水调沙试验使下游主河槽过流能力得到进一步恢复,下游河道总冲刷量0．456亿t,全河段大都发生了冲刷,从而为今后实施水库多目标调度、兼顾各方面效益积累了新的经验。     

对黄河水沙调控体系建设的几点看法

针对黄委的《黄河水沙调控体系建设》报告,对黄河水沙调控体系建设提出了几点看法：①小浪底水库的运用方式需要改变,即汛期要少蓄水,适当地排沙,增加排沙比;②依据目前黄河的来水量,黄河下游河道要达到4000—5000m^3／s的平滩流量的目标是有困难的;③应抓紧制定二级悬河的治理和滩区安全建设方案;④废除生产堤,使滩槽水沙充分交换,是黄河下游泥沙处理的根本途径;⑤开发黑山峡,修建大柳树水库,但水库不能以灌溉为主;⑥修建东庄水库能较好地减轻渭河下游的洪涝灾害;⑦三门峡水库非汛期的控制水位应该进一步降低。     

气候变化影响下黄河上游梯级水库群未来发电量预测

为分析气候变化影响下黄河上游大型水库入库来水过程及梯级发电量的时程变化规律,以黄河上游龙羊峡刘家峡梯级水库群为例,采用Mann-Kendall 突变检验方法对唐乃亥和小川水文序列进行突变识别,在此基础上构建了考虑融雪过程的HBV 水文模型,利用统计降尺度方法对CanESM2 和GFDL_ESM2G 两种气候模式3 种气候变化情景(RCP2. 6、RCP4. 5 和RCP8. 5) 下的降水、气温数据进行空间降尺度处理,并将其驱动水文模型预测未来入库来水过程,构建黄河上游梯级联合发电调度模型分析气候变化对未来发电调度过程的影响。结果表明:黄河上游径流序列突变年份集中于20 世纪80 年代,且2000 年之后径流量显著减少;气候变化将导致未来(2021—2050年)汛期6—9 月径流增加,非汛期径流显著减少;随着时间推移,不同气候变化情景下,龙羊峡和刘家峡两库的梯级发电量变化规律不同,RCP8.5 气候变化情景下,气候模式不确定性对其影响最大。     

水库运用对宁蒙河道水沙条件的影响

依据实测资料分析了龙羊峡、刘家峡2水库运用对宁蒙河道水沙条件的影响,结果表明:①两库调蓄运用改变了进出库站的径流年内分配,汛期水量占年水量的比例由建库前的60%降为40%左右;出库大流量历时缩短,小流量历时延长;非汛期出库流量普遍加大。②两库运用后,宁蒙河道汛期沙量占全年的比例由建库前的81%~87%降为78%~60%;头道拐汛期大于2000 m3/s流量级历时由年均32.3 d减少到2.4 d,占汛期历时的比例由26%减少到2%。③水库调蓄洪水使得对内蒙古河段支流汇入的高含沙水流的稀释作用减弱,加重了干支流汇合口局部河道的淤堵。     

三门峡水库芮城库区黄河段治理轮廓

黄河三门峡水库潼关至大坝河道长113.5km ,其中芮城段67 .2km ,按水库运用情况,黄淤41 ～30 断面长45 .6km ,河道特性明显,称为自然河道段;黄淤30～24 断面,长21 .6km ,呈水库和河道双重特性,称回水变动段。经对两段河道特性和多年流势分析及已建护岸工程的基本评价后,本文对工程设防标准、基本流路、平面布设及结构形式提出了符合整体规划又切合实际的数据