丹江口水利枢纽供水调度方式研究

大型水利枢纽供水调度方式是充分发挥水库综合经济效益的重要课题,如何科学控制水库供水期消落水位、兼顾其他兴利效益并减少弃水是水库供水调度研究的关键。以丹江口水利枢纽为研究对象,结合南水北调中线一期工程规划设计成果和中线工程水量调度方案编制要求,以满足汉江中下游、清泉沟、南水北调中线三供水对象的供水任务需求为目标制定了丹江水利枢纽供水调度图。采用设计水文系列对所提出调度图及供水调度方式进行校核,研究结果表明:该调度图具有物理机制明确、易于操作等优点,按该调度图运行可满足丹江口各供水对象用水需求,且南水北调中线调水过程更加均匀,研究成果可为丹江口水利枢纽供水调度提供指导和借鉴。     

丹江口水利枢纽综合调度研究

丹江口水利枢纽综合调度是保障南水北调中线工程安全运行、实现汉江流域水资源优化配置的关键所在,而如何统筹兼顾防洪与兴利开发任务、协调不同用水部门间竞争性的用水关系以及实现水库综合效益的最大化,又是丹江口水利枢纽综合调度的关键。以南水北调中线一期工程通水后丹江口水利枢纽运行调度为研究对象,依托南水北调工程规划及丹江口水利枢纽大坝加高设计并结合最新工程运行边界条件,分别开展了防洪、供水、发电等调度问题的深化研究;在此基础上,采用多属性决策方法构建了多目标调度决策模型,提出了丹江口水利枢纽综合调度方式。综合效益分析结果表明：提出的综合调度方式能在保障防洪安全的情况下充分发挥水资源综合效益,可为丹江口水利枢纽后期规模正常运行提供技术支撑。     

丹江口水利枢纽汛期运行水位优化研究与应用

丹江口水利枢纽是汉江流域治理开发保护的关键性控制工程。协调防洪与供水等综合利用任务,优化水库调度运行方式,是实现丹江口水库和南水北调中线工程安全、平稳、高质量运行的重要保障。在系统梳理南水北调中线工程通水以来丹江口水库调度所面临的形势与问题的基础上,以汛期运行水位优化为主线,在切实保障工程及上下游防洪、供水安全的前提下,开展了汛初控制水位优化、汛期运行水位动态控制、汛末提前蓄水等汛期调度运用方式的研究和论证。结果表明:结合来水预报,通过对水库运行条件按照偏于安全的原则进行界定,给予水库汛期运行水位一定的浮动范围,可在减少汛前集中消落和汛期弃水的同时,显著提高丹江口水利枢纽的水资源利用率和后续供水保障能力。研究成果可为提高丹江口水库水资源利用率和供水保障程度提供技术支撑,有利于科学发挥丹江口水利枢纽的综合利用效益。     

丹江口水利枢纽供水调度方式

大型水利枢纽供水调度方式是充分发挥水库综合经济效益的重要课题,如何科学控制水库供水期消落水位、兼顾其他兴利效益并减少弃水是水库供水调度研究的关键。以丹江口水利枢纽为研究对象,结合南水北调中线一期工程规划设计成果和中线工程水量调度方案编制要求,以满足汉江中下游、清泉沟、南水北调中线三供水对象的供水任务需求为目标制定了丹江水利枢纽供水调度图。采用设计水文系列对所提出调度图及供水调度方式进行校核,研究结果表明:该调度图具有物理机制明确、易于操作等优点,按该调度图运行可满足丹江口各供水对象用水需求,且南水北调中线调水过程更加均匀,研究成果可为丹江口水利枢纽供水调度提供指导和借鉴。     

南水北调中线一期工程水量调度方案研究

南水北调中线一期工程线路长、涉及面广,其调度方案需协调水源区汉江丹江口水库和受水区4省(直辖市)的供水,统筹考虑防洪、供水、发电、航运、生态用水需求,调度目标及维度十分复杂。为制定切实可行、便于操作的水量调度方案,在南水北调中线一期工程规划、可研相关成果的基础上,提出水量调度体系、年度水量调度计划编制技术路线,以南水北调中线一期工程2017~2018年度水量调度计划编制为例开展了研究,指出年度水量调度计划存在的问题并提出相关建议。南水北调中线一期工程水量调度方案在中线一期工程通水以来的3 a时间得到了有效应用,为未来年度水量调度计划的完善提供了科学的依据,也为工程的安全、稳定运行和管理奠定了基础。     

南水北调中线工程水量调度实践及分析

南水北调中线一期工程全面通水两年来,工程安全平稳运行,输水水质全线达标,累计从渠首陶岔引水超过60亿m3。为更好地优化中线工程的实时供水调度,有必要对中线工程的水量调度方案、水量调度计划和近两年的水量调度实践进行系统的总结。介绍了南水北调中线水量调度方案、丹江口水库年度可调水量、中线工程年度水量调度计划以及中线工程近两年水量调度实践,分析了中线工程水量调度带来的效益、工程供水量和实际输水损失,总结了中线一期工程运行两年来的调水实践及存在的问题,提出了相应的建议。     

引江补汉工程实施后的 南水北调中线水源工程可调水量分析

随着新时期南水北调后续工程的高质量发展，首批建设工程引江补汉工程正式开工，为支撑未来南水北调 中线水源工程与引江补汉工程的联合协调运行，根据引江补汉工程设计参数，提出多组丹江口水库与引江补汉工 程联合调度方式，并模拟分析得到引江补汉工程实施后南水北调中线水源工程可调水量具有重要意义。研究结 果表明：设置引江补汉工程补水水位控制线、同步优化陶岔渠首引水调度线，充分利用引江补汉工程补水来满足 汉江中下游用水需求，从而置换更多坝前水量引至陶岔渠首、清泉沟等用水需求方，可在一定程度上实现丹江口 水库供水与引江补汉工程补水决策的有效衔接；相比于中线一期工程现状供水调度情景，采用合适的引江补汉工 程与中线水源工程联合调度方式，可在保障汉江中下游用水量需求的同时，满足下游断面最小用水量达标率至 98.9%~99.2%，并提高中线受水区可供水量 17.7 亿~25.8 亿 m3，继而有效协调中线水源工程的中线受水区、清泉沟 渠首及汉江中下游等多方用水需求。     

调蓄水库调度指标的分步逐次迭代优化

南水北调中线工程供水是受水区的补充水源,需与当地其它水源共同供水满足受水区的需水要求。受水区的调蓄水库分布在不同流域,各地水资源特性差别较大,因此,探索南水北调中线北调水和受水区当地水联合调度运用中调蓄水库的最优运行方式,对中线工程建成之后的合理调度水资源具有指导意义。借助已有的水资源联合调度模拟模型,结合分步逐次迭代优化法,对受水区的调蓄水库的调度指标进行优化,分别采用优化前后的调度指标,进行受水区供用水模拟计算,并对模拟计算结果进行了比较分析。     

南水北调中线一期工程输水调度方案研究

为了给南水北调中线一期工程的长距离明渠输水工程提供高效的输水调度方案,使之成为中线工程安全运行的基础,也是及时、准确完成供水任务的保障,研究提出了调度过程中充水、正常运行、应急调度和退水4个阶段的调度目标、约束条件、调度方案,并在2010年南水北调中线京石段临时通水中进行了运用,取得很好的效果。     

丹江口-王甫洲区间生态调度认识与实践

自南水北调中线一期工程通水以来,丹江口水利枢纽调度任务及调度方式发生转变,丹江口-王甫洲区间水温降低、水流量及流速减小,导致伊乐藻等沉水植物大量繁殖,严重影响王甫洲枢纽的行洪与发电安全.为抑制水草过度生长,2020～2021年丹江口水库连续2 a开展生态调度试验.综述了丹江口-王甫洲区间水草灾害现象、危害、原因,介绍了...     

丹江口水库汛期水位动态控制方案研究

丹江口水库加高完成后,为保障汉江中下游防洪安全和南水北调供水的顺利进行,防洪和蓄水的矛盾更加突出,根据目前的蓄水方案,蓄满率可能进一步降低。以62 a实测洪水资料为输入,对丹江口水库的运行方式进行了模拟调度和预泄能力分析,并根据汉江流域洪水特性,提出了不同时期丹江口水库的运行水位动态控制方案。根据提出的运行方案,丹江口水库在保证各项设计功能正常发挥的前提下,可进一步挖掘水库的防洪效益,并做到风险可控,供水保证率可提高10%左右,发电效益可增加5%左右。     

南水北调中线与汉江中下游地区的水资源利用关系研究

从水资源可持续利用的角度，比较系统深入地分析了不同水平年中线不同调水方案对汉江中下游干流供水区水资源供需关系的影响，以及汉江中下游干流供水区不同经济发展条件下的水资源需求对中线可调水量的制约关系。在此基础上，提出了南水北调中线和汉江中下游干流供水区水资源可持续利用的对策建议。     

丹江口水库运行后下游河道冲刷特性分析

 丹江口水库的修建改变了原来的来水来沙特性,对水库下游河床造成了不同程度的冲刷。加高后的丹江口大坝为南水北调中线水源工程。工程运用后必将对丹江口水库大坝下游河床、水资源供给及生态环境等方面都将产生影响,为了与工程运用后作一对比,2005年对丹江口水库坝下游丹江口至碾盘山河段进行了一次1/10 000水道地形测量。从历年观测资料看,从丹江口至碾盘山河段即汉江中游各河段河床出现了大量的、不同程序的冲刷,经分析计算得出,坝下游河段冲刷强度随时间及距坝里程的不同而发生变化,并且与来水量密切相关。     

丹江口水库兴利效益影响因素分析

丹江口大坝加高后,作为南水北调中线工程水源地,其供水等兴利功能地位更为突出,而汉江上游降雨量的减少及梯级水库的调蓄,大大降低了丹江口水库的可调用水资源量。为充分发挥水库的兴利效益,通过对不同频率的来水进行调节计算,从供水满足率、年均发电量、年均弃水量3个方面计算分析起调水位、来水不确定性和汛限水位对丹江口水库兴利效益的影响。结果表明:①起调水位对来水频率＞90%的枯水年供水效益影响较大,由150 m提高至160 m,水库供水满足率可由44.38%提高至93.42%;对来水频率＜75.7%的年份其影响主要体现在发电上,起调水位越高,年均发电量越高,年均弃水量越小,起调水位由150 m提高至170 m至少可增加发电量10亿kW·h;②来水频率越大,水库供水满足率、年均发电量均越小;水库弃水和供水短缺在来水较丰时同时存在;③丹江口水库夏季汛限水位对水库兴利效益的影响比秋季汛限水位更显著;对至少有2 a为枯水年的3 a调节周期,汛限水位对弃水量的影响最明显;④兴利效益的主要影响因素为起调水位,除水库遭遇连续枯水年外,丹江口水库兴利起调水位为162 m,可满足不同水平年的供水需求。     

考虑水文改变生态指标的丹江口水库多目标优化调度

对水文改变指标进行分类、筛选并赋权,构建流量等级和流量波动 2 个生态指标;使用高斯径向基函数拟合 水库调度规则,以供水量、发电量和水文改变生态指标为目标函数,在丹江口水库开展多目标优化调度研究;分析 供水、发电与生态效益各指标间的竞争关系,寻求社会经济和生态效益均较佳的调度方案,论证生态流量的合理 性。结果表明：丹江口水库调度的供水、发电和生态效益之间存在目标冲突;同时考虑供水、发电、流量等级、流 量波动 4 个目标的推荐方案,可在确保防洪安全并维持供水和发电量不变的前提下,保证流量等级和流量波动水 文改变生态指标与天然状态相近;推荐方案尽可能达到适宜生态流量,满足了汉江中下游水生物自然繁衍需求。 研究成果可为丹江口水库优化调度以及汉江中下游水生态环境保护提供参考。     

新型快速工作闸门液压启闭机系统在水电厂的应用

在南水北调中线水源丹江口大坝加高工程中,机电设备改造项目的新型快速工作闸门液压启闭机系统的结构、原理及特点进行了综合分析,重点探讨了液压启闭机运行操作、维护及故障处理等应注意事项。     

丹江口水库综合效益转换分析及补偿制度研究

通过对丹江口水库综合效益转换的分析，建立水库优化调度模型，计算出丹江口水库在不同运用方案、不同调水方案下的发电损失量，设计了跨流域调水补偿制度框架，最后针对南水北调中线工程给丹江口水库带来的发电损失提出了补偿意见。     

2017年丹江口水库精细化调度实践与探讨

针对2017年丹江口水库全年来水整体偏丰、汛期丰枯不均、枯丰急转的水情特点,以及防洪与供水矛盾突出、枢纽未经过高水位运行的问题,为提高水资源综合利用效率,确保水库防洪、供水等综合效益的发挥,对丹江口水库在不同阶段包括大坝横缝处置期间、秋汛防洪期和汛末蓄水167 m时期分别实施了水库精细化调度,并制定了精细化调度方案。方案包括加强预测预报、加密会商、电厂24 h实时待命、加密水位监测、提前预警等。通过精细化调度,让水库安全度汛,产生防洪效益7.04亿元,汛后顺利完成167 m蓄水试验工作;陶岔渠首累计向北方供水突破100亿m3,且首次达到设计供水流量350 m3/s;年累计发电量达31.23亿kW·h,枢纽防洪、供水、发电等效益显著。     

丰满水电站重建工程施工期洪水调度及供水保障方案研究

丰满水电站重建工程施工期仍由原丰满大坝承担挡水、泄洪任务,并兼作上游围堰。丰满水库的防洪、供水任务不能因为重建工程施工而改变,期间丰满三期水电站独立运行改造后承担发电和保下游供水任务。为了更好地解决重建工程施工期间防洪供水矛盾,在确保原工程承担的防洪、供水及发电等社会责任的同时,为重建工程提供可靠的施工条件是本洪水调度及供水调度保障方案研究的目的,其研究成果可作为重建工程施工期间水库调度运用的依据。本文结合梯级水电站特点和重建工程施工期防洪和供水任务、临时建筑物施工度汛及极端工况等约束条件,研究提出了相关方案,其研究思路综合考虑的各方面因素可供类似工程借鉴参考。