燕山水库汛限水位动态控制方案研究

随着全球极端气候越发频繁、水资源时空分布更加不均,水资源供需矛盾日益加剧。为充分利用水库调控水资源能力和发挥工程效益,采用预蓄预泄法对燕山水库汛限水位进行动态控制方案研究,首先基于下游防洪安全,根据降雨与洪水预报信息,采取预蓄预泄方案确定汛限水位上限值;再基于大坝自身安全和水库超泄能力分析确定了主汛期与后汛期的最高汛限水位。与原汛限水位104.20 m相比,考虑洪水预报信息情况汛限水位可调整至104.77 m,考虑降雨预报信息时可调整至105.36 m。计算分析结果表明,调整后的动态汛限水位对大坝自身安全及下游防洪安全影响较小,提高了水资源可利用率,具有可实施性。     

水库汛限水位动态控制方法研究发展现状

水库汛限水位动态控制，适应了当今经济发展对水库的防洪：安全与供水保障所提出的更高要求，是缓解水库防洪与兴利之间矛盾的有效措施之一。回顾了水库汛限水位动态控制新理念的提出，系统评述了汛限水位动态控制方法的研究现状，介绍了各种控制方法的要点及适用条件，并对尚需深入研究的关键性理论方法进行了展望。     

岩滩水库汛限水位动态控制域的应用研究

随着预报科学理论和技术的发展,降雨和洪水预报精度的提高和水文过程预见期的增长,水库运用中由对水库汛限水位的静态控制逐步转向动态控制,而汛限水位动态控制的核心问题之一就是研究汛限水位动态控制域的确定方法。以岩滩水库为实例阐述了库容补偿法和预泄能力约束法的基本思想,并给出预泄能力约束法的数学描述和计算过程。通过评定岩滩水库短期洪水预报方案精度和预报误差对防洪安全的影响程度,以不增加土地淹没损失为原则,基于洪水预报信息和汛期动态控制水位调度线得出汛限水位动态控制上限值,以原设计汛限水位值为下限确定汛限水位动态控制域。     

龙羊峡水库汛限水位动态控制方案研究

影响龙羊峡水库汛限水位动态控制方案的主要因子有黄河上游的洪水起涨特点、水库下游河道的安全过流能力、龙刘水库的联合防洪调度方式、入库洪水预报的精度和预见期等几个方面。龙羊峡水库的预泄模式宜采用固定预泄的方式,洪水预报的有效预见期为7 d,预泄判别流量为1 500 m~3/s,预泄流量为2 000 m~3/s,相应的汛限水位动态控制域为2 588～2 590 m,在此区间内水库进行动态调蓄运用,视上游来水预报和水库蓄水情况确定出库流量。水库水位超过2 590 m时,水库按常规防洪运用方式运用;水库水位超过2 594 m时,水库按设计防洪运用方式运用。     

基于改进预泄能力约束法的水库汛限水位分期动态控制域确定及应用

汛限水位动态控制域是水库汛限水位动态控制研究的关键内容,亦是动态控制方案实施的基础。预泄能力约束法是确定汛限水位动态控制域的主要方法,但该方法主要考虑洪水预报信息进行预蓄预泄,并不适用于洪水汇流速度快、依据洪水预报信息决策时效短的水库,因此,本文提出了考虑未来48 h降雨预报信息的改进预泄能力约束法,并结合水库分期汛限水位,研究了水库汛限水位分期动态控制域确定方法。以山西省漳泽水库为例,结合现有分期汛限水位,采用改进预泄能力约束法确定了水库汛限水位分期动态控制域,成果在2013—2016年的水库调度实践中取得了较好的应用效果。     

碧流河水库汛限水位动态控制方法研究与应用

针对碧流河水库汛限水位控制运用中由于"静态控制"而导致洪水资源浪费的问题,从规划和实时运行两方面研究动态控制汛限水位的方法。首先研究了该水库汛限水位动态控制域的确定方法,在此基础上提出基于洪水预报和24小时降雨预报信息的实时动态控制方法,并以碧流河水库流域"2005.8.8"洪水实际调度为背景,介绍了水库水位的实时控制过程。结果表明,基于预报信息动态控制水库水位后,在没有额外增加防洪风险的前提下,提高了洪水资源的利用率。本文研究的方法具有较强的可操作性,可用于指导我国北方其他调节性好的水库的实时防洪调度。     

多沙水库汛限水位实时动态控制方案研究

水库在汛期使用单一汛限水位有利于保障水库的防洪安全,却大大降低了调度的灵活性和发电效益。对于多沙水库,在进行汛限水位动态控制的研究时,也应对泥沙因素予以考虑。为制定合理的多沙水库汛限水位动态控制方案,先采用预泄能力约束法,基于一维非均匀流不平衡输沙模型,选定水库汛限水位分期动态控制的范围,而后依据汛限水位动态控制预蓄预泄的基本原理,拟定某多沙水库的汛限水位实时动态控制方案。结果表明:在保证防洪安全和冲沙调度的前提下,对水库实施汛期分期及汛限水位动态控制方案,能够有效地提高水库的兴利效益。     

基于横山水库汛限水位动态控制运用的分析

在固定汛限水位调度下,水库的废弃水量大,废弃水得不到有效的利用。在遇到重大旱灾时,却造成用水紧缺,严重影响国民经济的发展。2003年的本地旱灾和2006年四川、贵州的旱灾已成为事实。所以改变固定汛限水位调度方式,实行水位动态调度已成为水库运行管理新的要求。文章以横山水库为例,通过对水库历年来水量,台风资料、泄洪能力的分析研究,得出水库实行汛限水位动态控制的必要性和可行性。     

水库汛限水位动态控制的应用

汛限水位动态控制是实现洪水资源化的重要措施之一,需要理论的创新、技术的支撑和实践的探索。岩滩水电站深入开展水库汛期水位动态控制调度运行的研究与实践,在保证安全的前提下,水库兴利效益和社会效益显著。     

漳泽水库汛限水位动态控制域分析

在近年来水库防汛与兴利矛盾日渐突出的形势下,必须改变传统调度方式,充分发挥水库的调蓄潜力。以漳泽水库为例,在对水库相关流域降雨预报信息可利用性进行分析的基础上,采用预泄能力约束法、考虑与设计条件差别的方法综合确定汛限水位动态控制域,为水库合理利用雨洪资源和实时调度提供依据。     

基于改进粒子群算法的渗透系数参数反演分析

针对传统的粒子群算法存在收敛速度慢、易陷入局部最优的缺陷,依据水库原型观测数据和有限元数值计算结果,基于以e为底的指数函数的惯性权重策略的改进粒子群算法,减少了求解计算时间,提高了结果准确度,构建了大坝渗透压力监测控制统计分析模型,并分别采用标准粒子群算法和改进的粒子群优化算法反算了混凝土坝体、坝基的渗透系数。与实测值的对比结果表明,基于改进粒子群算法的渗透系数参数反演拟合效果良好,计算误差小、搜索效率快、辨识参数准确度高,具有较强的可操作性。     

根据水库的预泄能力实现防洪限制水位动态控制

本文以大伙房水库为例,在水文预报,特别是短期洪水预报的精度及预见期满足要求的前提下,通过对水库采取预蓄、预泄的操作,使水库汛限水位得到动态控制,从而既能满足水库防洪的要求,又能使洪水资源得到有效的利用。     

桃林口水库汛限水位调整与蓄水关系

探讨了桃林口水库汛限水位调整与蓄水的关系,阐明了在不影响水库蓄水的前提下,无调洪库容的大型水库如何合理调整汛限水位,满足下游防洪需求,为水库的洪水调度和防汛工作提供了科学依据。     

水库调整汛限水位的风险效益综合分析

本文在分析水库调整汛限水位所涉及影响因素的基础上，构建了调整汛限水位的综合评价指标体系，给出了各风险指标及效益指标的估算方法。并以东武仕水库为例，计算了水库调整汛限水位所带来的风险和效益，通过考虑各指标定量单位的不统一性，提出采用模糊综合评价法来合理选择水库的汛限水位。综合考虑东武仕水库提高汛限水位的防洪风险、下游地区洪灾淹没的期望损失和风险损失、及供水发电效益等各项指标，表明该水库汛限水位从现行102m调整到104m的方案是比较合理和切实可行的。     

水库汛限水位动态控制综合信息模糊推理模式法及其应用

洪水实时调度中严格按照设计的汛限水位控制,即所谓的“静态控制法,”这种控制法造成一些水库汛期大量弃水,而旬末蓄不到正常蓄水位的问题。本文以申窝水库为例,建立了水库汛限水位动态控制综合信息模糊推理模式法,通过水库长系列调节计算,证明此方法在减少弃水,发电和供水等方面均有比较显著的效益。     

汛限水位动态控制在石门水库主汛期调度中的应用研究

在汛限水位静态控制的运行方式下常导致水库汛期不敢蓄水,汛后库水位却常常达不到正常蓄水位,极大地限制了水库兴利效益,造成水资源浪费。以石门水库为例,针对其静态汛限水位运行的现状,分析该运行方式下对水库兴利效益的影响,提出采用汛限水位动态控制的方法来提高水资源利用率。实际调度中,结合石门水库天气、水文等预报信息,采用预蓄预泄方法,分析汛限水位动态控制的上下限,给出了动态控制的调度策略,并以"20110728"洪水对比了两种调度方式。结果表明:当预报降雨或洪水偏小时,可抬高汛限水位最高至617.5 m,拦蓄洪尾,有效增加水库的蓄水量;当预报降雨或洪水偏大时,可降低汛限水位最低至610.0 m,腾空库容,迎接洪水。     

水库汛限水位动态控制若干应用性问题的思考

水库汛限水位动态控制问题是由需求推动产生的系统性问题。通过对问题的定性和认识,认为问题的解决要以风险管理为核心,需要法律确定＂法允空间＂,从顶层设计加以规范和约束;以通过＂益险比＂等方式进行经济分析评价作为支撑;风险分担、利益共享各方经过充分博弈形成合适的管理体制机制,挖掘管理系统的＂组织能＂;技术研究作为前导,以应对＂旱涝急转＂为重点,利用问题的统一性加强水资源需求侧的研究和管理,化＂分割式＂研究为系统性研究;甚至还需要得到社会文化的宽容,使水库汛限水位动态控制应用问题得到更好的解决。     

水库汛限水位实时动态控制方案优选研究

水库汛限水位动态控制方案优选属多阶段多目标群决策过程,在水库调度中具有重要作用。针对水库汛限水位动态控制多目标的矛盾性,本文将基于协商对策的多目标群决策模型,应用于水库汛限水位实时动态控制方案优选,选取洪水资源利用率、保证率可靠度、调洪最高水位和最大下泄流量作为优选指标,并采用基于博弈论的组合赋权法将经验权重与数学权重融合,确定各指标权重。以大伙房水库为例,分析其汛限水位实时动态控制时,决策者不同偏好时的最优值。结果表明,采用该模型优选出的方案可以为决策者提供较为直观和合理的决策依据。     

再论水库汛期水位动态控制的必要性和可行性

汛限水位是水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位,在防洪中具有法定地位,是协调水库防洪与兴利的关键参数,直接影响水库效益发挥。近年水利和应急管理部门落实强监管措施的过程中,出现了强制要求水库汛期不超汛限水位的情况,导致相当多的水库汛期过度弃水、汛后无水可蓄。我国许多省份发生干旱时出现无水可供的困局,2022年长江流域历史性特大干旱情况尤甚。本文通过回顾汛限水位动态控制试点工作,论述汛限水位设置依据和实际监管中存在的问题,阐述开展汛期水位动态控制的必要性和可行性;归纳总结梯级水库运行期设计洪水、分期汛限水位和汛期水位动态控制的理论及方法;提出需要继续深入研究的科学问题和关键技术;最后建议加强水利工程基础措施建设,修改完善现有的法律法规和设计洪水计算等规范,建立符合新阶段水利高质量发展的运行机制,统筹协调防汛抗旱和洪水资源高效利用,实现水库汛期水位动态控制。