基于最优控制理论的水库排沙调度优化研究

我国各类水库面临的泥沙淤积问题十分严重,泥沙淤积不仅减少水库的兴利库容、缩短水库使用寿命,还会带来其它一系列包括生态、环境等在内的问题,处于多沙河流上的水库,这一问题尤为突出.因此,对于增强水库排沙减淤的调度运行方式的研究具有重要意义.本文利用最优控制理论,研究了多沙河流水库排沙减淤的优化调度运行方式,并通过实测水沙资料进行计算.由计算结果可以看出,经最优控制理论优化后的水库调度运行,其排沙比大幅度提高,减淤效果明显,可以作为水库排沙优化调度的一种有效手段.     

洋县水库泥沙淤积分析及减淤措施探讨

本文针对洋县水库泥沙淤积的现状，分析了淤积产生的原因，探讨了减淤治淤的措施。     

碧口水库泥沙淤积发展预报与水库运用研究

碧口水库自1975年蓄水以来,采用低水位运用与异重流排沙,减淤效果明显。但目前水库淤积仍相当严重,总库容已损失51％。近期对水库不同运用方式下淤积发展与行洪期降低水位排沙研究认为：通过改变水库汛期运用水位与排沙．平均每年可减少淤积量约200万吨,较目前每年多发电量21GW·h,并能较明显地减轻机组磨损。     

大渡河瀑布沟以下梯级电站发电及水沙联合调度方案研究

大渡河中游控制性水库瀑布沟电站的建成投运为下游电站解决长期以来的泥沙淤积问题提供了新的契机。针对大渡河干流年来水时空分布特点,利用瀑布沟水库对径流的调蓄与拦沙作用,充分发挥流域统一调度的优势,提出了解决下游水库泥沙淤积的联合调度减淤方案。利用扩展一维模型,对实施联合调度后各库减淤变化进行了模拟分析,数据显示联合调度减淤方案有助于改善下游水库长期的淤积问题。     

基于鲶鱼效应粒子群算法的水库水沙调度模型研究

水沙优化调度具有多目标、高维、非线性和难以求解的特点,在统筹考虑泥沙淤积、发电量目标和优化调度决策变量的基础上,建立水库水沙多目标优化调度模型,采用全局搜索能力和收敛性较强的鲶鱼效应粒子群算法求解。该模型较好的整合了模型中的目标和待优化决策变量,为水沙优化调度模型研究提供了一个新的途径,所提出的算法克服了粒子群容易陷入局部最优的缺点,可以有效的处理维数灾和复杂约束问题。实例研究表明,在给定的泥沙淤积量阀值和考虑汛期排沙的条件下,针对来水来沙情势有目的提前蓄水可以很好的解决发电和排沙减淤的矛盾,同时也验证了模型及算法的有效性和通用性。     

碧口水库泥沙淤积与水库运用的研究

碧口水库自１９７５年蓄水至１９９６年汛前,总库容已损失５２％。曾发生过排沙洞被泥沙淤堵,严重威胁电站安全运行的情况。本文通过实测资料分析并结合数学模型计算,对碧口水库行洪期降低水位排沙效果和不同运行方式下的淤积发展趋势进行了多方案的计算与分析,结果表明：通过改变水库汛期运行水位与行洪期的短时间降低水位排沙,较目前运行方式,平均每年多发电量２１００万ｋＷｈ,坝前段减少淤积量约１００万ｔ,并能较明显的减轻机组磨损。     

头屯河水库排沙减淤的措施及效益分析

头屯河水库淤积问题十分严重，近几年来为解决淤积问题，采用了一系列有效的技术措施，逐步恢复库容，走上了正常的良性运行方式，并产生了显著的效益。     

水库可持续利用初步探讨

多沙河流上修建水库,泥沙淤积是危及水库可持续利用的主要原因。本文通过分析水库运用过程中的泥沙淤积变化,展示了水库淤积对水库防洪和工程效益的影响。以溪洛渡水库为例,指出在目前“蓄清排浑”运用模式情况下,水库淤积虽然能够得到相当程度的控制,但仍不能确保主要防洪和兴利库容的长期使用。对泥沙调度仍有相当优化和进一步减淤的必要性。研究表明,充分利用调度和设计潜力,水厍的有效库容能够得到更多和更长期的保留,以实现可持续利用。     

海口港秀英港区航道泥沙淤积特征研究

通过不同时期实测地形资料,对比分析了海口港秀英港区航道总体淤积特征及时空分布特征,探讨了航道淤积的影响因素及主要原因,对航道未来的淤积趋势进行了判断,提出了航道减淤对策分析。主要结论如下：秀英港航道淤积时空分布不均匀,空间分布上表现为由近岸向外海航道淤积由强变弱、航道边线淤积重于航道中线的特征,时间分布上有发生短时强淤的风险;航道淤积的主要原因包括大风浪掀起的底部高含沙水体进入航道、边坡向航道的泥沙转移、边坡坍塌、水体悬沙落淤、人工岛建设等;为减小航道淤积,可采取建设防沙潜堤、放缓航道边坡、增加备淤深度等措施。     

黄河上游高含沙水流交汇区河床形态及冲淤变化规律

黄河上游交汇区为典型的高含沙水流交汇区,支流高含沙洪水往往引起剧烈的河床形态调整及冲淤变化。利用室内模型实验、野外观测资料,研究了支流高含沙洪水入汇干流后,交汇区变化过程及冲淤计算方法。研究表明,交汇区河床形态包括壅水区淤积沙坝、分离区沙洲、输水输沙主槽及分离区以下河段的沙洲等基本元素。进入交汇口上游壅水区的泥沙全部落淤,淤积量随高含沙洪水沙量的增加呈线性线增加;提出的交汇口以下河段的泥沙淤积模式,揭示了泥沙淤积的主要影响因素为支流高含沙洪水沙量、汇流比、恢复饱和系数等,支流高含沙洪水沙量的作用更为明显,该模式可以定量描述交汇口以下河段的泥沙淤积。支流高含沙洪水形成的淤积沙洲的冲刷,取决于干流洪水流量及持续时间。黄河上游交汇区的淤积沙洲,较优的冲刷流量为2000 m3/s左右,冲刷历时为10天左右。     

三峡水库运行后洞庭湖水沙变化及影响因素

水库建设改变江湖关系,影响下游水沙情势,进而对流域状况、人类生活和社会发展产生影响.本文根据2003-2019年洞庭湖三口、四水及长江水沙数据,运用Mann-Kendall趋势检验、滑动平均值等方法分析洞庭湖水沙变化趋势,并用Mann-Kendall突变分析方法对有显著变化的站点进行突变分析.结果 表明,2003-20...     

黄河下游平滩河槽形态与水沙搭配之关系

概括总结了对黄河下游断面几何特征与水沙关系(断面河相关系)的研究现状,基于"记忆"效应提出了几何特征与前期水沙的公式,利用1969～1996年水沙资料以及1973～1996年花园口～利津河段统测断面资料进行了统计分析,建立了花园口～高村、高村～艾山、艾山～利津河段平滩几何特征与前期水沙参数的(沿程河相)关系,认为各河段断面平滩几何特征与前期(前4年)水沙搭配条件有关,前期冲淤对断面形态的影响可以通过水沙搭配来反映,边界条件对断面形态的影响可以通过水沙参数的指数来反映.     

黄河下游河道洪水冲淤与水沙搭配关系

本文总结了以往对黄河下游河道冲淤临界条件的研究情况；利用1960～1999年422场洪水资料分析了影响洪水冲淤的各种水沙因素，建立了黄河下游4个河段洪水排沙比与综合水沙系数的关系，该水沙系数包括流量、含沙量、洪峰流量变幅、洪水沿程衰减系数、洪水历时等5个因素；利用4个河段的冲淤临界条件勾画出了4个河段洪水冲淤调整与来水来沙搭配(或组合)之间的关系；该关系可为小浪底水库调度决策以及黄河下游治理提供参考。     

长江上游水流挟沙力与含沙量比值的变化规律北大核心CSCD

水流挟沙能力与含沙量的相对大小是判断河床冲淤的主要指标。本文基于长江上游主要干支流控制性水文站2010—2020年实测水沙资料,采用张瑞瑾水流挟沙力公式,分别计算了各站的水流挟沙力,在此基础上分析了水流挟沙力与含沙量比值(S^(*)/S)的变化规律。结果表明:除部分位于库区水文站小流量时S*/S小于1外,其余S^(*)/S均大于1,表明长江上游河道总体呈不饱和输沙状态;除金沙江向家坝站外,其余各站S^(*)/S随流量均呈先增加后减少的趋势,存在一个极大值点;2013年以后长江干流朱沱站和寸滩站同一流量条件下S^(*)/S较2013年前偏大,而沱江富顺站和涪江小河坝站2013年以后同一流量条件下S^(*)/S较2013年前偏小。研究成果对认识山区河流输沙特性、提升河道冲淤演变的预测能力等具有一定的参考价值。     

三峡工程引航道布置方案与泥沙研究

本文介绍了三峡工程上、下引航道布置方案与引航道内泥沙淤积及清淤措施的研究情况。通过对三峡工程上、下游引航道不同布置方案水流条件及泥沙淤积的研究，最终选择的全包隔流堤方案基本满足了各种工况下通航水流条件；采用适当流量动水冲沙和机械清淤相结合的措施，可以取得较好的清淤效果，从而保证航道的通畅。     

喜河水电站进水口上游围堰高程对排沙及冲渣影响的试验研究

通过水工模型试验研究喜河电站厂房坝段不同围堰拆除高程对坝区水流流态、排沙及冲渣的影响,及在现有水工结构下,通过运行闸门泄洪方式能否做到机组进水口"门前清",论证现状残留围堰的合理性,为喜河水电站提出合理的围堰拆除高程,也为其他类似电站围堰高程提供可借鉴的资料。     

滞后响应模型在黄河内蒙古河段的应用

通过黄河内蒙古河段巴颜高勒站和三湖河口站实测水沙资料分析表明,巴颜高勒站平滩流量的调整与包括当年在内的前期10年的水沙条件相关,三湖河口站则与包括当年在内的前期14年的水沙条件相关.将滞后响应模型应用于黄河内蒙古河段平滩流量的计算,得到了适用于巴颜高勒站和三湖河口站平滩流量的计算方法.计算结果表明,滞后响应模型能够很好的描述该河段的平滩流量调整规律,计算精度较高.分析认为滑动平均计算方法可以看作是滞后响应模型的一种简化形式,针对巴颜高勒站和三湖河口站平滩流量的滑动平均计算方法也可得到较高的精度.     

黄河下游游荡段非均匀悬沙输移特点

黄河下游水流含沙量大,河床调整迅速,河道输沙能力变幅大,输沙过程与规律复杂.因此研究黄河下游泥沙输移规律,是研究河床变形过程、预测河道发展趋势的基础,对水沙治理与河道整治规划具有重要的现实意义.本文以黄河下游游荡段为对象,基于1986-2015年游荡段实测水沙资料与地形资料,分析了花园口-夹河滩河段与夹河滩-高村河段的...     

基于河道平面变形数值模拟的等效造槽流量计算方法

针对河岸崩塌剧烈、河道平面变形特征显著的冲积河流,从河岸变形角度提出等效造槽流量(造床流量)的计算方法.以等效造槽流量作为计算条件,成功应用于下荆江石首河段平面变形的三维水沙数值模拟中,结果表明:采用等效造槽流量近似天然水沙过程,能较好地模拟出时段内河道的显著平面变形特征,与天然来水来沙过程模拟结果较接近;采用等效造槽流量作为计算条件时,其最大优势在于节省计算用时,提高计算效率,为长河段、长历时的河势模拟研究提供了一有效途径.     

黄河下游河道的输沙平衡关系及应用

Equilibrium sediment transport relations in terms of discharge and channel shape for the lower Yellow River were obtained by introducing the characteristics of sediment transport of the lower Yellow River into the general formulations of equilibrium sediment transport for two-phase heterogeneous flows. These relations can be used for analyzing the characteristics and trend of adjustments in longitudinal and transverse channel shapes of a channel reach in response to variations of flow and sediment load. The applicability of the equilibrium sediment transport relations was verified for adjustment of channel cross section based on the stage-discharge relation of a typical hyperconcentrated flood at the Jiahetan station in 1977, which indicates that the adjustment was not a permanent one.The proposed equilibrium sediment transport relations for the lower Yellow River are closely related to parameters of “equilibrium slope” and “hydraulic geometry” used in river training. Because of the adjustment of channel slope is related to cross-sectional shape, the cross-sectional parameter must be included in the “equilibrium slope”.The equilibrium sediment transport relations for the lower Yellow River provide a quick calculation method for various channel designs. This is very important for transport of sediment from the Yellow River to farmland using irrigation channels, deposition of sediment on floodplains using desilting channels, and reduction of sediment deposition in the lower Yellow River.