享堂水电站可供发电的水量及多年平均发电量分析

享堂水电站为一座引水式电站,由已建和扩建部分组成,扩建后电站单机装机容量与已建单机容量相差悬殊。电站发电水量受引水枢纽库区内海石水电站取水影响,同时还要保证减脱水河段生态基流量的下泄。针对这些问题,对享堂水电站可供发电的水量及多年平均发电量和年利用小时数进行了分析计算。     

水电站最小下泄流量分析计算——以赣州市留金坝水电站为例

以江西省赣州市留金坝电站为例,选取4种基于水文学的标准流量法分析了水电站影响下的减(脱)水河段最小生态流量。并根据减(脱)水河段生态水文特性,水功能区纳污能力及水质目标要求,基本生产、生活用水需求,河道天然来水量状况和水利工程经济效益等6个方面,比选确定赣州市留金坝水电站减(脱)水河段现状年和规划年的最小下泄流量参考值分别为15.81、16.01 m3/s,为其他类似水电站研究确定最小下泄流量提供参考。     

龙渠河农村水电增效扩容改造方案

为适应新的河流生态要求,龙渠河水电站增效扩容项目需对电站的生态泄放设施和减脱水河段进行改造,通过水文分析计算确定下泄生态流量,采取合适的工程措施,完成生态泄放设施的改造、监测和下游减脱水河段的综合治理,营造人水和谐的宜居环境.     

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。     

浅淡生态环境用水量对坝后式水电站发电的影响

在水能资源开发利用过程中,应将生态环境保护放在重要位置。坝后式水电站不存在脱水河段,但若调峰运行会使坝下河段出现减(脱)水现象,需按河道生态环境需求下泄生态流量,最大限度减轻对河流造成的负面生态影响。以1座坝后式水电站为例,分析不同方案的生态环境用水量对发电效益造成的不同影响,以及生态环境流量与发电流量相结合的方式所具有的优势。     

水电站减水河段河道生态流量计算

为了合理确定水电站减水河段河道生态流量,提出了分时段分方法计算河道生态流量的思路。以西藏扎拉水电站为例,对减水河段的河道生态流量进行了计算。在鱼类生长繁殖期(4～9月)可采用生境模拟法;在非产卵繁殖期(10月至次年3月)可采用水文学法、水力学法及生态水力学法综合分析计算。结果表明：在鱼类生长繁殖旺盛期(5～8月)所需生态流量为33.0 m³/s,一般繁殖期(4月及9月)为22.0 m³/s,非产卵期(10月至次年3月)为15.9 m³/s。研究结果可为水电站减水河段生态流量的确定提供借鉴。     

陕西省渭河流域水文水资源完整性评估

水文水资源完整性包括流量变异程度和生态流量满足程度两个指标。以陕西省渭河干流为研究对象,将渭河干流划分为10个评估河段,流量过程变异程度指标采用评估河段内代表水文站2016年逐月实测径流量、天然月径流量的数据;生态流量满足程度中多年平均流量采用2000年～2015年系列的水文监测数据,河流生态流量采用2016年最小日平均流量。渭河干流流量变异程度赋分为33.75分,表现为不健康状态;生态流量满足程度赋分52.06,表现为亚健康状态,水文水资源准则层赋分为46.57,整体渭河干流水文水资源状况表现为不健康。通过对渭河健康状况定期体检,评估渭河治理与保护策略,为制定渭河有效保护和合理开发决策提供技术支撑。     

北方半干旱地区小型水电站运行方式研究

小型水电站发电收入是部分水库的主要经济来源。山东省小水电站的发电量仅为设计值的37％—65％，造成大量电能的浪费。本文在调查10多座水电站40年水文资料和20年发电资料进行统计分析的基础上，论证了发电量少的原因，提出了切实可行的电站调度运行方法。按此方案运行，发电量可提高80％—85％，年增加收入2000万元以上，实用性强，经济效益显著。     

水电站均衡优化调度方法研究

通过阐述系统均衡优化思想,提出多目标均衡优化方法。建立了大通河梯级水电站均衡优化调度模型,利用布谷鸟算法对其求解并与等流量调节方法比较。结果表明:大通河梯级水电站多年平均发电量提高了2.0%,保证出力提高了1.9%,多年平均弃水量减少了1.6%。均衡优化方法可有效缓解水电站多年平均发电量与保证出力之间的矛盾,为水电站优化调度提供一条新思路。     

河道内生态需水量预测及案例分析

依据河道生态需水量的确定原则和预测方法,以丹巴县吉牛水电站为例,分析了引水式电站减水河段的生态需水量,以及采用工程措施和非工程措施对减水河段生态需水进行补偿的办法。     

考虑鱼类生态需水过程的漓江并联水库群生态调度

水库群联合运行带来巨大的经济和社会效益,同时也对河流生态造成诸多影响。为提升漓江流域水库群联合运行的发电、通航、生态保护和青狮潭水库蓄水综合效益,构建了考虑鱼类生态需水过程的并联水库群多目标调度模型,采用第三代非支配遗传算法（NSGA-Ⅲ）对模型优化求解。结果表明：（1）与常规调度相比,优化调度在保障发电工程效益的同时,实现了通航与生态效益的提升;（2）构建的并联水库群多目标生态调度模型,在枯、平、丰水年的生态流量满足率都维持在47%之上,尤其保障了鱼类越冬、产卵和繁殖期的生态需求;（3）实施漓江并联水库群联合生态调度,青狮潭水库在枯水年和丰水年蓄水量分别增加22.26×106 m3和24.55×106 m3,缓解了青狮潭水库供水压力。研究可为并联水库群多目标生态调度提供相关参考。     

基于NSGA-Ⅱ方法的三峡水库汛末蓄水期多目标生态调度研究

为充分发挥三峡水库的经济效益和生态效益,建立了以三峡水电站发电量最大和下游河道适宜生态流量改变度最小为目标的水库优化调度模型,基于生态水文学法量化了下游河道适宜生态流量。为有效求解多目标优化问题,引入带有精英保留策略的非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-II)作为调度模型的寻优算法。通过比较2015年调度期内三峡水库优化调度方案和现行调度方案的发电效益和生态效益表明:提高生态流量改变度0.63%可使发电量增加2.32%,降低0.58%的发电量将生态流量改变度降低8.86%。该算法避免了对多目标进行加权求解的盲目性,能获得多个兼顾两个目标且分布均匀、收敛性较好的优化调度方案,为决策者提供了多种可行的选择。研究成果为三峡水库蓄水优化调度提供理论依据和具体方案参考。     

引黄生态补水对官厅水库水质时空分布影响及污染源解析

为探讨引黄生态补水对官厅水库水质时空分布的影响,本文对官厅水库2015—2020年9个断面的8项污染物指标监测数据,采用系统聚类法进行时空聚类,分析了引黄生态补水与水库水质时空变化的关系,并对官厅水库进行水质评价,研究各断面水质指标年际变化特征及进行污染源解析。结果表明：官厅水库入库水质与出库水质、库区水质具有明显的时空差异;妫水河上游来水以3年为时间节点,水质从Ⅳ类提升至Ⅲ类;永定河入库水质以两年为节点呈波动性好转;引黄生态补水进一步降低了永定河入库水体TN和NO^-₃-N的浓度,但对库区水质变化尚未产生显著影响,官厅水库库区水质符合地表水Ⅳ类标准。     

塔林西水利枢纽工程生态需水量计算与评估

规划拟建的塔林西水利枢纽工程是以发电为主,同时兼有防洪、改善生态环境、养鱼、森林防火、旅游等综合利用效益的大型水利枢纽工程。工程的建设将改变坝下的水文情势,对呼玛河自然保护区的鱼类资源带来一定的影响。为了减缓水文情势变化对下游水生生物的不利影响,就要确保河道内的生态需水量。在分析坝下生态保护目标的基础上,利用Tenna...     

考虑随机来水的水电站中长期发电调度多重风险分析

为了分析来水不确定性导致的水电站发电风险,构建了日径流随机模拟模型,模拟生成了长系列径流序列,建立常规调度和优化调度模型,并将模拟径流序列作为输入驱动调度模型。以年均发电量、发电稳定性、弃水量、发电保证率、蓄满率为主要风险指标,建立了发电风险分析的指标体系。在此基础上,以三峡水库作为调度模型的研究实例,比较了常规调度和优化调度的风险水平。结果表明:优化调度较常规调度年发电量增加约5%;信息熵结果显示优化调度模型不确定性较小,更加稳定;优化调度弃水量约为常规调度的50%,且优化调度降低了出力破坏风险。文中给出的优化调度模型所得调度过程在经济效益及风险控制方面都有较优的表现。     

引汉济渭工程调水区水库群调水模式研究

引汉济渭调水工程是缓解关中地区缺水,改善渭河生态的重要措施之一。黄金峡、三河口水库群、泵站群的调水模式直接决定了工程总调水量和调水效益。以多年平均调水15亿m~3为目标,设置"黄金峡水库先调水三河口水库补充调水"和"三河口水库先调水黄金峡水库补充调水"两种调水模式。通过长序列计算,对比不同调水模式下总调水量、泵站耗能和电站发电量等各项评价指标。研究结果表明:在"黄金峡水库先调水三河口水库补充调水"的情况下,引汉济渭工程可调水量15.55亿m~3,梯级总发电量5.53亿k W·h,梯级总耗电量4.91亿k W·h,净发电量为正值;在"三河口水库先调水黄金峡水库补充调水"的情况下,引汉济渭工程可调水量14.45亿m~3,梯级总发电量6.24亿k W·h,梯级总耗电量10.86亿k W·h,净发电量为负值。研究结果对于引汉济渭工程的调度具有重要参考价值。     

Use of a Multi-Objective Correlation Index to Analyze the Power Generation,Water Supply and Ecological Flow Mutual Feedback Relationship of a Reservoir

Hitherto, there has been insufficient work to quantify the degree of mutual feedback among the different objectives of multi-objective reservoir operation. The purpose of this study is to use a Multi-objective Correlation Index (MCI) to quantitatively analyze the complicated relationship of a multi-objective reservoir operation under changing inflow and water demands. First, an improved maximum probability density function method has been used to generate the adaptive ecological flow thresholds in long-term, wet-year, normal-year and dry-year inflow scenarios. Based on these ecological flow thresholds, a multi-objective reservoir optimal operation including the three objectives of power generation, water supply and ecology is constructed to research the tradeoff relationship among the objectives. Moreover, using the optimal solution set as determined by the Progressive Optimality Algorithm-Particle Swarm Optimization (POA-PSO) algorithm, the MCI is used to quantify the degree of the tradeoffs and their trends in responding to the changing conditions. The results show that the synergistic degree between the water supply and ecological objective decreases when the climatic condition changes from wet years to dry years, while the conflicting degree of power generation with respect to water supply or ecological objectives increases. Furthermore, the major degree of tradeoffs changes from the power generation-ecological flow objective pair to the power generation-water supply objective pair. In general, the MCI is able to quantify the extent and characteristics of the tradeoffs between different objectives. Hence, this index is useful for managers to make more informed and transparent decisions.

     

丹江生态流量计算研究

丹江是汉江的重要支流,水力资源较为丰富,在河南省境内丹江干流上建有两座小型水电站,水力发电效益较好,但对下游河道生态造成了不利影响。本文根据实测流量资料,采用水文学方法进行河道生态流量计算,提出丹江干流水电站下泄生态流量要求及保障措施,为丹江河南段的水生态保护提供借鉴和参考。     

官厅水库水质评价及时空变化特征

针对官厅水库水质评价缺乏时空整体性动态分析的问题,选取2010—2017年官厅水库7个断面的7项污染物指标监测数据,采用主成分分析法、反距离权重法、Spearman秩相关系数法对官厅水库开展水质评价与时空变化特征分析。结果表明:水环境中有机污染与可还原污染并存,以氮磷元素为主导致的水体富营养化是当前水库面临的最主要污染问题;官厅水库水质污染存在明显的区域性特点,出库区域水质较好,入库区域附近水质较差;年内不同时期官厅水库水质状况为汛期优于非汛期;2010—2017官厅水库总体水质变化情况波动较大,各断面水质年际变化呈现出不同规律。建议对水库水质实行分区管理,上游削减氮磷污染物的同时增大入库水量,入库区域扩大人工湿地。