对龙羊峡水库实施动态汛限水位的思考

在对黄河上游龙羊峡以上流域产汇流特性和洪水规律分析的基础上，结合水文预报开展情况，论述了三方面的内容：分期划分汛限水位；利用洪水规律，提高汛后期洪水落水段汛限水位；充分利用多年调节水库较大的调节库容，处理好小概率洪水与常见洪水的防洪问题。尤其是第三个问题，应引起重视。结果表明，在龙羊峡水库实施动态汛限水位是可行的，实施动态汛限水位在水资源短缺的黄河流域显得更为重要。     

基于设计洪水过程线法的百色水库汛限水位动态控制

为提高百色水库对洪水的调节作用和洪水资源化利用效益,对百色水库进行分期汛限水位动态控制。先对百色水库进行汛期分期,计算各分期设计洪水;然后,采用老口水库与百色水库洪水同频、区间洪水按实际典型组成分配及老口水库与区间洪水同频、百色水库洪水按实际典型组成分配两种工况,分析了主汛期、汛末期南宁市洪水地区组成;最后,针对百色水库主汛期和汛末期不同汛限水位,对百色、老口水库进行联合洪水调度,得到百色水库主汛期汛限水位调整域为214~215 m;汛末期汛限水位调整域为214~223 m。由此可知,对百色水库进行汛限水位动态控制可提高洪水资源化利用效益。     

铁岗水库分期洪水调度研究

分别从气象成因、三防办和历史资料三方面分析了铁岗水库控制流域的暴雨洪水时程分布及分期规律,对汛期洪水的时域划分进行了研究.由实测暴雨资料推求设计洪水方法进行P-Ⅲ适线,并采用点面折算系数计算面雨量、采用广东省综合单位线法和推理公式法推求设计洪水过程.在确保大坝和下游防洪安全的前提下对水库进行调洪演算分析,发现三个分期在设计、校核情况下汛限水位均未超过原设计值,特别在前后汛期尤为明显.结果表明,可在汛期采用动态汛限水位进行水库调度,分期提高防洪限制水位,以增加蓄水库容,进一步发挥水库的综合效益.     

水库群汛限水位实时动态控制关键问题的解决方法

针对单个水库汛限水位动态控制研究成果在实际应用中的局限性,总结了水库汛限水位动态控制研究现状并指出了存在的关键问题,进而以单个水库汛限水位动态控制实践成果为基础,给出了水库群汛限水位实时动态控制关键问题的解决方法,即针对库容补偿条件,提出水库群汛限水位动态控制域的确定方法;基于预见期增加的特点,给出降雨、洪水预报等信息的不确定性分析方法;基于风险与效益对称原则,提出水库群汛期实时控制"满意"决策。     

石梁河水库分期汛限水位研究

洪水资源利用是缓解缺水地区水资源紧张的一个有效途径,大中型水库在利用洪水资源时,一般需要对汛期限制水位进行调整。以江苏省连云港市石梁河水库为例,根据其防洪调度方式及判别条件,结合水库的具体情况统筹考虑与水库调洪有关的各种因素,基于水库现状汛期分期,推求水库各分期的设计洪水,然后通过调洪演算确定石梁河水库各分期的汛限水位,并对水库实施分期汛限水位后的效益进行了分析计算。结果表明,石梁河水库采取分期汛限水位后,在几乎不增加额外成本的情况下,年均增加蓄水量11 125×104 m3,水库的洪水资源利用效益得到了显著提高。     

龙羊峡水库年末运行水位控制研究

龙羊峡多年调节水库年末运行水位控制是关系到黄河上游梯级水电站整体效益的关键问题。在分析影响龙羊峡龙刘两水库年末运行水位主要因素的基础上,结合黄河上游梯级水库联合调度的特点,建立了龙羊峡水库模拟调度模型,拟定以三个来水典型年和不同起调水位的组合方案,在满足下游综合用水基本要求的前提下,重点从发电量和弃水概率两方面分析论证了龙羊峡水库年末运行水位的合理控制区域。研究成果对今后龙羊峡水库调度运行和其他类似多年调节水库的调度具有一定的参考价值。     

基于预报调度的河口村水库汛限水位动态控制域研究

开展实时预报调度是实现汛限水位动态控制的重要手段之一,构建了以削峰率最大为目标的水库实时防洪调度模型,提出了防洪库容分期动态使用的方法,选取河口村水库历史洪水及百年一遇洪水过程,通过实时预报调度仿真,在保证足够安全裕度的条件下,确定了河口村水库汛限水位动态控制值的上限为250m,在不增加防洪风险的前提下,多场次洪水平均可增加的洪水资源利用量为4 070×104 m3。     

汛限水位动态控制方法在三峡水库的应用

以三峡水库为例,针对汛期水库在单一汛限水位下运行导致洪水资源浪费问题,基于1882～2005年的汛期实测日流量资料,应用成因分析和统计分析法将汛期分为3期,分别推求分期的设计洪水,采用规范调洪演算方法和考虑年内洪水统计特性变化规律,确定了汛限水位动态控制变幅,提高了水库水资源的利用率.     

基于Copula函数和Monte Carlo法的防洪调度风险分析

以黄河万家寨水库为例,采用Copula函数构建洪峰和洪量的联合分布模型,随机抽样模拟洪峰和洪量系列并转化为洪水过程线,同时考虑泥沙淤积和泄流能力不确定性影响,在给定汛限水位和调洪规则下调洪演算模拟洪水.结果表明,水文因素的随机性、库容与水位关系的不确定性是万家寨水库防洪风险的主要影响因素,泄流能力不确定性对水库泄洪影响不明显,并获得了各汛限水位方案下水库的防洪风险率,为万家寨水库前汛期汛限水位选择提供了参考依据.     

湘江流域洪水资源可利用量与水库调蓄方案研究

鉴于洪水资源化是目前解决水资源供需矛盾的重要方式,通过综合估算方法量化湘江流域洪水资源,由此探讨涔天河水库汛限水位动态调蓄方案,以实现不同情景下的洪水资源化。结果表明,湘江流域洪水资源可利用量为278.93×10⁸m³,可利用潜力为12.69×10⁸m³;涔天河水库汛限水位最佳调蓄方案为在丰水年库水位311.18 m增蓄水量0.245 4×10⁸m³,平水年库水位311.44 m增蓄水量0.339 8×10⁸m³,枯水年库水位311.56 m增蓄水量0.384 2×10⁸m³;同时还为流域环境带来不可估量的生态效益。     

干支流不同典型洪水组成的梯级水库防洪极限风险分析

不同的典型洪水组成对梯级水库的联合防洪调度风险有重要影响,为研究其对极限风险的具体影响以提高梯级水库洪水资源利用率,以黄河上游龙羊峡和刘家峡梯级水库为例,选取干流和支流实测洪水流量资料的年最大洪量过程,按洪峰在洪水过程中出现的位置划分为4场典型洪水,并从中各筛选出4场典型洪水过程线组合成16种情景,采用同倍比放大法推出梯级水库入库设计洪水,以下游水库设计洪水位作为极限风险控制指标,通过调洪演算得到防洪极限风险率。经分析干流洪峰靠后支流洪峰靠前的典型洪水组合对刘家峡水库的极限风险起决定作用。不同起调水位的联合防洪补偿调度计算结果表明,视不同来水情况可将刘家峡水库起调水位抬升至1 728~1 730m,以充分利用黄河流域的洪水资源。     

石佛寺水库历史洪水过程数值模拟与分析

石佛寺水库是辽河干流上唯一的大型防洪控制工程,建立洪水过程数字模型可为水库管理提供科学、便捷的支持。使用MIKE软件建立水库二维非稳态水量模型,在AutoCAD和ArcGIS软件的协助下制作库区DEM,并提取相应地表高程数据制作研究区网格。研究区上游采用流量边界,下游采用水位边界,率定输出出口处的流量变化,并与2010年实测资料进行对比,据此修正了相关参数。模型模拟的20100720和20130816两次历史典型洪水过程与历史资料相符,验证了该模型应用于石佛寺水库的可行性,可为石佛寺水库的管理与洪水预测提供依据。     

基于暴雨洪水相似性分析的洪水分类研究

目前,水库通常仅选取一场洪水过程作为典型,确定的汛限水位为一个值或一个动态控制域,洪水资源利用率仍有提高的潜力。通过分析暴雨洪水演化过程中的相似性指标,基于历史洪水资料分析了暴雨洪水在形成过程中的相似性,对暴雨洪水的天气成因进行了定性分析,分别采用相关系数法和加权距离系数法计算了暴雨洪水演化过程的相似系数,从而对暴雨洪水进行了分类,并以大伙房水库为例,根据暴雨洪水的相似性,将洪水分为三类,为汛限水位动态控制的研究提供了参考。     

利用月亮泡水库实现嫩江洪水资源化的可能性分析

从水位差大小、集中时段、可利用水位差下的水库蓄水状况,分析了月亮泡水库和嫩江相应断面的汛期水位的统计规律,探讨了利用月亮泡水库实现部分嫩江洪水资源化的可能性,以及利用低水头泵站和对哈尔金闸闸门进行双向过水改造,以提高洪水资源利用效率,并利用2003年的引洪实践结果进行了论证分析。     

气温变化和水库运行对黄河内蒙古段凌情的影响

近半个世纪内,气温变化和水库运行使黄河内蒙古段凌情呈现出不同的特点。基于黄河内蒙古段1959~2013年冬季气温及水文资料,统计分析了巴彦高勒、三湖河口、头道拐3个水文站近55年平均气温及其变化过程,并结合水库冰期控流情况,分时段研究了黄河内蒙古段凌情变化。结果表明,1968年水库运行后至1987年气温突变前,封河与开河日期比基准期均推后,封冻持续时间基本不变;1987年气温突变后,封冻日期推后,开河日期提前,封冻期缩短;流凌日期、封河日期与气温转负后的降温强度有关;累积负气温与冰厚呈显著负相关,相关系数达-0.817,气温升高使得首封位置下移。     

渭河下游疏浚固堤初步分析

渭河下游频发洪水灾害,特别是2003年8月、2005年10月几场较大洪水,给渭河下游带来了巨大的损失。许多学者针对渭河下游出现的一系列问题,提出了近期缓解渭河下游突出问题的措施,清淤疏浚、淤背固堤是其中之一。本文从渭河下游水沙条件、淤积情况及解决渭河下游防洪问题入手,对清淤疏浚、淤背固堤进行了分析。     

东庄水库与潼关高程

本文扼要论述渭河及泾河高含沙洪水的特性,渭河下游及潼关高程的冲淤规律,并论证得出三门峡建库后潼关高程抬升、渭河下游变为悬河的原因是三门峡枢纽高水位蓄水发电和泄洪能力低。提出通过对三门峡枢纽进行第3次改建和修建泾河东庄水库,达到有效地控制和利用泾河洪水冲刷渭河下游,降低潼关高程,并使三门峡枢纽除害兴利,长治久安。     

InfoWorks RSl软件在河道洪水模拟中的应用

以淮河中游鲁台子淮南区间河段为例,采用InfoWorks RS软件模拟分析不同行蓄洪区启闭方案情景下,50年一遇设计洪水引起的河道主要防洪断面水位变化过程,并按最高水位最小为原则确定最佳的行蓄洪区启用方案,为确定最佳的行蓄洪区启用方案与防洪决策提供依据。     

黄河下游冰凌特征变化及影响因素分析

针对黄河下游封冻河段不稳定、凌情复杂的问题,依据1950～2017年黄河下游历史冰情资料,运用线性倾向估计法统计分析了该河段冰凌特征变化,并分析了影响冰情的主要因素。结果表明,黄河下游冰凌特征变化为单个凌汛期内封、开河频次不稳定;封河长度、封河天数、最大冰量均有显著下降;封河流量、开河流量明显减小;封河气温明显上升。受多种因素共同影响,1999年小浪底水库运用后下游冰情发生了明显变化,主要表现为流凌日期推迟6d,首封日期提前1d,开河日期提前8d,封河天数减少7d,封河长度缩短140km,封冻冰量减少约77%,不封河年频率由14.3%增加到31.6%等。研究结果为黄河下游河道未来防洪最不利标准的设定提供凌汛条件。