基于生态保护目标的乌梁素海生态需水研究

本文针对乌梁素海的生态环境问题和实际情况,提出了乌梁素海生态需水的水量目标为乌梁素海调蓄库容在2.4亿m^3～9.43亿m^3,相应的水位目标为1018.35m～1020m,水质生态保护目标为Ⅳ类;依据这些生态保护目标,基于水量平衡法,得出排干系统能够长期提供的水量为5.48×10^8m^3/a,就能够维持乌梁素海的水量平衡;由此乌梁素海的生态需水量主要体现为水质达标Ⅳ类标准的情况下的生态环境需水量,本文基于环境稀释需水量法建立了乌梁素海的生态需水量模型,计算得出了现状条件下在1、5与10年时间内相应的乌梁素海生态需水量为9.73亿m^3,4.62亿m^3与4.38亿m^3;在污染物30%削减方案下,1、5与10年内乌梁素海生态需水量为6.78亿m^3、2.39亿m^3与2.25亿m^3;在污染物40%削减方案下,同等历时的生态需水量为6.07亿m^3、1.76亿m^3与1.53亿m^3。研究成果对乌梁素海生态修复具有重要参考价值。     

对计算河道最小生态流量湿周法的改进研究

在分析湿周法基本理论的基础上,探讨了湿周法确定河道最小生态流量的计算步骤.研究分析了几种典型河槽几何断面的湿周流量关系,采用斜率为l法和曲率最大法来确定湿周流量关系曲线上变化点所对应的最小生态流量.以长江中下游河道计算为例,分别选取长江中下游的宜昌、汉口水文站作为控制断面,对长江中下游河道最小生态流量进行了研究,并利用Tennant法对计算结果进行了分析评价.结果表明,曲率最大法确定准则计算结果合理,而采用斜率为l法确定准则计算结果则偏大.最后确定宜昌、汉口站断面的最小生态流量为2315m3/s、3124m3/s,分别占多年平均天然流量的16.7%、13.8%.该研究表明改进湿周法用于长江中下游河道最小生态流量研究是可行的.     

水文-水力耦合法河流生态需水量计算方法研究

结合汉江中下游这类南方河流面临的水资源紧缺与水环境恶化问题,建立了分别基于水文学与水力学的河流生态需水量计算模型,提出了水文-水力学耦合生态需水量计算方法。经汉江中下游河道多个不同河段、不同典型年、河流生态需水量计算研究,得出了该河流分段生态控制流量。本研究为河流生态需水量计算理论的发展,和南水北调中线工程实施后丹江口水库的合理调控以及汉江中下游地区水资源科学管理提供了依据。     

分析二维河流水质试验数据的相关系数极值法

提出了一种在污水排放位置坐标为未知情况下可以分析二维河流水团示踪试验数据,确定河流横向扩散系数、断面平均流速和污水排放位置坐标的方法.将描述岸边连续恒定排放污水的二维河流水质状态随时空变化的解析解进行适当变形,得到了两个水质观测横断面上的直线方程.由于直线方程的自变量中含有未知的污水排放位置的横坐标值.利用相关系数极值法计算该值,然后,利用直线图解法或一元线性回归法分别计算两个断面上的直线方程中的常数.由这些常数的表达式可以推导出计算横向扩散系数、断面平均流速和污水排放位置纵坐标值的公式.最后,利用算例说明了方法应用的具体步骤.     

突然排污时计算河流水质参数的直线解析法

提出了一种在河流突然排污情况下,分析河段下游两个时刻的c-x数据,确定河流水质参数与排放参数的方法．将描述一维河流水质的解析解进行适当变化,根据相关极值法的原理,推导出了计算相应两个浓度观测时刻的中间参数的公式．在此基础上,推导出了河流断面平均流速的计算公式．将c—x数据转化为y～x中间计算数据,分别建立了相应两个观测时刻的y—x直线方程,应用线性回归法或直线图解法,能够分别确定两个直线方程的直线常数．利用直线常数和中间计算参数值,可以分别计算出污染物的排放时间、排放位置坐标、河流纵向离散系数、断面平均流速和排放参数等参数值．最后,利用算例说明了方法的具体运算步骤．     

基于FVM-HGA的河流水质模型多参数识别

针对解析法求解河流水质模型的不足和传统方法在求解河流水质模型多参数识别问题遇到的困难,提出了采用有限体积法结合混合遗传算法(FVM-HGA)的参数识别算法。由于水质模型中源项的广泛存在,对流项的离散采用了满足有界性条件的非线性高精度格式-MINMOD格式。由于优化算法对参数识别反问题具有的普遍适用性,因而反演算法采用了全局寻优能力很强的遗传算法;为了克服传统遗传算法局部搜索能力较弱的缺点,采用了遗传算法与最速下降法相结合的混合遗传算法。两个算例的计算结果表明,采用FVM-HGA算法对常系数河流水质模型和变系数水质模型都能给出较好的反演结果。     

基于水文指标变化范围法的水库生态调度方案评价

为对水库生态调度方案进行合理评价并选优,本文采用变化范围(RVA)法,对燕山水库下游官寨水文站1954—2000年日均流量资料进行统计分析,并根据分析所得32个水文改变指标(IHA)变化范围确定了环境流量范围。结合目前常用几种生态流量计算方法提出9种生态流量方案,建立生态调度模型,模拟日放水过程。根据模拟日调度流量结果计算各指标的水文改变度,并对其进行分析。最后,根据分析结果,提出了使社会经济目标与生态目标均衡优化的综合效益最优调度方案。     

流域梯级开发中河道生态环境需水量研究

针对流域开发带来的生态环境问题,在界定生态环境需水量概念的基础上,分析了河道生态环境需水量的内涵及组成。同时以杂谷脑河为例,根据其流域梯级开发的特点,研究杂谷脑河流域中薛城水电站减水河段生态环境需水量的组成并估算其大小,从而为闸址处泄流量提供参考依据,有利于维持整个杂谷脑河流域人口、自然和经济的可持续棼展。     

基于物理栖息地模拟的减水河段鱼类生态需水量研究

河流生态需水量的研究从基于统计学Tennant法、7Q10法等简单估算发展到综合运用水文学、水动力学、环境水力学、生态学进行成因和机理分析。本文运用物理栖息地模拟模型计算西南山区二台子引水式电站减水河段的鱼类生态需水量。以省级保护性鱼类—青石爬鮡为目标鱼类,考虑流速、水深、水温、断面形态等主要影响鱼类适宜生境的影响因子对鱼类产卵期、育幼期、成年期等不同生命时期的需水要求进行分析。计算结果表明,青石爬鮡产卵期需水流量3.68 m^3/s、育幼期4.25 m^3/s、成年期3.26 m^3/s,分别占坝址处多年平均流量的38.33%、44.27%、33.96%,对水生态系统结构与功能认识和研究的不断深化,为坝址下游减水河段维持健康生态系统、保护珍稀性生物资源提供了有力依据。     

明满交替流特征隐式格式法计算模型在工程中的应用研究

本文给出了明满交替流特征隐式格式法计算模型。在对三峡、向家坝等电站的过渡过程进行计算的基础上,给出了工程应用中有用的结论：变顶高尾水隧洞洞顶的坡度越大,明满流动的压力波动越小;明满交替的最高压力上升出现在下游水位稳态线交于洞顶线中部附近时的工况,且出现最大压力的位置靠近下游侧;反射界面设定会影响仿真结果,需合理界定。     

基于低风险生态流量的黄河生态用水调度研究

以黄河下游为重点生态保护对象,构建水库生态用水调度模型,对黄河基准年和未来水平年不同情景的生态用水调度方案进行优化计算。结果表明：现状工程条件下,通过水库生态用水调度,可以保障河道内生态用水;未来水平年,新增工程措施和流域需水管理可减少社会经济和生态的缺水量,其中水需求管理对于缓解流域缺水效果最好;西线由于调水规模大,缩减缺水量效果显著,对于增加下游生态用水的边际效益较低;新增水库所增加的供水效益不明显。     

岸边排放污染物浓度场三维浑水水质模型研究

本文建立了考虑泥沙吸附和泥沙冲淤对污染物输移扩散影响的岸边排放污染物浓度场三维浑水水质模型,并模拟了三峡库区涪陵磷肥厂排污口附近的总磷浓度场。浑水水质模型的计算结果与传统清水水质模型的计算结果以及实际观测的结果之间都作了对比,结果发现在同一来流和排污条件下,两种模型计算得到的沿水深平均的污染物浓度场分布比较接近,而沿水深方向的污染物浓度分布有比较明显的差别。与实测结果的对比分析表明：浑水水质模型的计算结果比传统清水水质模型更接近实际,更准确的反映了污染物浓度沿水深方向的分布特征。     

小阻抗支路对潮流计算收敛性的影响和处理

常规潮流算法在应用于含小阻抗支路电网的计算中存在有收敛性问题。通过对含小阻抗支路电网算例的试算分析发现,在当前普通个人计算机性能条件下,使用双精度类型变量,利用高斯赛德尔法迭代两次选取初值后再使用牛顿拉夫逊法,不需要附加处理就可以解决含小阻抗支路电网潮流计算收敛性问题。将该方法应用于三个地区级电网能量管理系统的调度员潮流计算模块,表明所提方法对于解决实际问题的可行性和有效性。     

一种提高多小水电群送出能力的PSS参数协调优化方法

提出了一种基于粒子群算法的PSS参数协调优化方法,通过增加主导低频振荡模式阻尼比的方式来提高小水电群的送出能力。所提方法首先计算出影响各小水电群送出能力的主导低频振荡模式。然后利用留数指标来筛选出参与PSS参数协调优化的机组,留数指标能够综合反映出机组参与主导低频振荡模式的可控性及可观性程度。最后提出了改进的PSO搜索策略以提高粒子群寻优的效率。将该方法应用到云南电网滇西地区的保山、怒江和迪庆三个小水电群中,以提高滇西地区小水电群的整体送出能力。计算结果表明提出的方法是可行和有效的。     

考虑负荷提前通知时间的配电网两阶段云边协同调控方法

随着光伏等新能源并网规模不断增大,其波动性与不确定性给系统带来了巨大挑战,通过需求侧响应技术充分调动用户侧柔性资源可以提高配电网调控弹性和系统运行稳定性。针对激励型可控负荷提前通知时间的不同,将其划分为日前型与日内型,提出配电网两阶段云边协同调控方法。首先,基于云边协同调控架构,提出日前预测日内修正的云边协同调控策略。然后,在日前阶段,建立考虑日内资源预测的日前调控模型,基于日前调控方案,在日内阶段建立日内修正调控模型。最后,采用交替方向乘子法对所建模型进行求解。算例证明了上述方法在减小系统峰谷差、提高配电网调控弹性上的有效性,并验证了所提模型具有较好的经济性。