梯级水库的联合防洪调度及防洪风险分析

由于我国兴建的水库大坝约90%为土坝,有相当部分为梯级水库,当水库遭遇突发事件如超标准洪水、地震、地质灾害问题造成的坝体坍塌、大坝渗漏发生管涌等工程事故、战争或恐怖事件等因素导致溃坝,将使蓄量巨大的洪水瞬间向下游倾泻,引发严重的洪涝灾害,对人民生命财产安全和社会经济发展造成严重威胁和破坏。由于梯级水库建于同一条河道上,当上游水库大坝突遇险情溃坝时,会引起下游水库溃坝的连锁反应,这样造成的灾害特别巨大。因此研究梯级水库联合防洪调度措施,并对其进行防洪风险分析,寻找最优的调度方式,最大可能降低甚至避免大坝溃坝风险,这对保证当地人民群众的生命财产安全和社会经济的可持续发展具有重要的意义。     

梯级水库防洪调度功能需求分析

梯级水库防洪调度系统是实现流域防洪调度的关键和核心.文中从应用角度出发,分析梯级水库防洪调度的业务需求,提出梯级水库防洪调度系统须具有资料管理、仿真学习、调度计算、安全校验、分析会商等功能,总结出较为实用的水库调度方案制定流程为数据录入、分析试算、闸门反推计算、结果安全校验、成果表达,推进了梯级防洪调度系统的实用化、智能化.     

基于PSO的梯级水库联合防洪调度

在分析梯级水库联合防洪调度、上下游水库及防洪保护对象之间复杂的水文水力联系和水库群对防洪保护对象防洪补偿调度方式的基础上,建立了梯级水库联合防洪补偿调度模型,并提出了一种基于粒子群算法的模型求解方法。以湖南省资水流域上柘溪与金塘冲水库为例,根据不同典型年的地区洪水组合,通过模型求解拟定了梯级水库联合补偿调度原则。分析研究结果表明,这种基于PSO的梯级水库联合防洪调度原则是合理的,该模型能在一定程度上简化梯级水库联合防洪补偿调度的复杂性,为解决梯级水库联合防洪补偿调度提供了一条简洁有效的途径。     

梯级水库联合防洪调度运用研究

洪水灾害历来就是我国的心腹之患，在现有防洪设施条件下，通过防洪体系联合调度运用，力争减少洪灾损失显得尤为重要。文中以汾河流域上游汾河水库和汾河二库为例。研究了梯级水库汛期实时联合调度方法。     

黄河上游梯级水库防洪联合调度研究

以黄河上游龙羊峡、刘家峡、八盘峡、盐锅峡水电站以及兰州市为研究对象,结合黄河上游梯级水库的特点,通过多年调节水库——龙羊峡水库和年调节水库——刘家峡水库的联合调度,结合调洪原理以及调度图,采用模拟模型法,分别选取1964年和1967年为典型洪水年,对不同频率下的设计洪水进行了防洪联合调度演算,并模拟出不同频率洪水下龙、刘两库联合调度满意的蓄泄过程。结果表明:在确保龙羊峡、刘家峡水库自身安全的前提下,可以保证刘家峡下游八盘峡、盐锅峡水电站和兰州市的安全。     

松~白~丰梯级水库防洪联合调度可行性分析

第二松花江上游的松江河已经建成多座中小型水库,第二松花江的白山、红石、丰满等水库亦已建成运行多年,为了最大限度地发挥梯级水库的防洪作用,对松江河梯级及二松梯级水库联合调度的可行性进行了分析,得出松~白~丰梯级水库是否可以进行联合调度的结论。     

老挝南乌河梯级水库联合防洪调度探讨

老挝南乌河（也称南欧江）干流水电开发已基本完成,如何发挥梯级水库群的防洪作用是调度运行管理面临的难题之一。为提升南乌河流域主要城镇的防洪标准,根据梯级水库的建设状况和运行管理需求,对南乌河梯级水库联合防洪调度的必要性和可行性进行了探讨。在此基础上,以南欧江五级、六级水库为重点,构建了联合防洪调度模型,研究提出了两水库汛期运行控制水位。此外,探讨了南乌河流域水库群联合调度的管理机制,针对性地提出了对策建议。研究成果对提升南乌河流域管理水平、充分发挥梯级水库综合效益具有参考价值。     

梯级水库防洪标准选择的方法体系分析研究

在给出梯级水库和梯级水库群的定义基础上,对水库防洪标准的含义进行了分析,比较了国内外防洪标准的异同,指出了其不足。根据梯级水库防洪标准选择的主要影响因素和特性,提出其选择的3种方法体系:继承与完善——基本体系、创新与确立——决策体系和继承与创新——基本与决策混合体系,对3种方法体系的内涵和要求进行了分析研究,初步探讨了如何统筹考虑河流梯级水库群的设计洪水标准、保证梯级水库群的防洪安全问题。     

梯级水库防洪规划设计方法

梯级水库联合拦洪以满足下游某地区的防洪要求时，该地区的防洪标准和防洪措施，需进行经济计算比较，并采用净效益最大的原则优选确定。对满足同一防洪标准的各种防洪措施，也可用年费用最小的原则优选。而梯级水库大坝防洪安全的相互保证，则必须高度重视梯级各库之间的相互关系。     

乌江梯级水库群“2014.07”洪水防洪调度影响研究

选取乌江梯级水库群为研究对象,通过乌江"2014.07"洪水防洪调度的实例,分析探讨了乌江梯级水库调度对下游防洪影响程度。2014年7月,乌江流域4个主要防洪控制断面发生了20~150 a一遇洪水。经水库群联合调度,各水库还原后入库洪水的峰现时间比天然洪水提前约15~24 h,入库洪峰增加约13%~30%,水库削峰率约为31.3%~45.8%,思南、沿河、彭水、武隆等4个防洪控制断面20~150 a一遇洪水被削减到4~10 a一遇。分析结果说明乌江梯级水库群防洪调度效果较好,可以供乌江流域梯级防洪调度参考。     

梯级水库群控制梯级极端工况泄洪安全分析

河流梯级开发中,极端条件下流域安全主要取决于干流控制梯级的安全。已有研究将控制梯级特级坝分为特1级和特2级,究竟哪种等级的大坝应设置非常泄洪设施或临时措施,在较高水位时启动来降低控制梯级的泄洪风险,此项研究尚属空白。本文基于DB-IWHR模型理论框架,研制开发了水库群连溃数值模拟平台,并针对控制梯级特级坝的空间分布类型,考虑梯级水库群风险源可能出现的超标准洪水+地震引发某一泄水闸门失效的极端运用工况,从控制梯级的泄洪安全和设置非常泄洪设施的必要性角度,研究了流域梯级安全问题。结果表明:对于"上下相当"的布局,梯级水库群特1级坝须增设非常溢洪设施以应对超标准洪水、或某一闸门无法开启及其组合运用工况。对于"上小下大"的布局,由于风险触发梯级溃决预警时间常以小时计,特1级坝通过设置非常泄洪设施增大泄洪裕度可进一步降低库水位,从而使得特1级坝腾出更大的库容应对上游溃坝洪水,明显提高特1级坝的安全裕度。本文提出的理论计算方法和增大泄流能力途径可供梯级水库群设计运行参考。     

水电站水库群防洪补偿联合调度模型研究及应用

针对具有下游防洪任务的水电站水库群,提出基于预报及库容补偿的水库群防洪补偿联合调度逐次渐进协调模型,推求水库汛期防洪库容动态控制方案。该模型运用了大系统分解协调理论及贝尔曼的逐步逼近思想,以各水库为独立的子系统建立3层递阶结构,针对库间水力、电力联系及防洪库容限制等复杂的约束条件进行不同层次的协调。模型经过多次迭代计算,得到最佳的水库群防洪库容协调方案。该模型应用于清江流域梯级水库,计算结果表明,在不降低水库及梯级原有的防洪标准前提下,能有效利用上游水布垭水库的防洪库容,分担隔河岩水库部分防洪任务,并显著提高梯级水库发电量。     

大洪河电站水库防洪问题治理对策方案的研究

大洪河水电站自建成投产３０多年来，有关水库防洪的种种问题一直未能得到圆满解决。在电站首次大坝定期安全检查工作期间，又针对水库防洪安全问题进行了一次较为全面深入地分析研究以及治理对策方案的综合比较。推荐在结合现有正常溢洪道需要加固补强的同时，降低溢流堰顶高程以扩大泄洪能力的治理方案，经鉴定认为该方案切实可行。现已完成工程设计并竣工投入运行。     

梯级水库群系统洪水演进模拟及防洪安全评估

针对梯级水库群系统中上级水库泄洪对下级水库带来的水力传递影响,以评估水库群系统的安全隐患为目标,以澜沧江中游干流5个水库组成的梯级库群系统为例,运用同频率地区组合法推求库群系统的设计洪水过程。以此作为库群系统的输入条件,采用MIKE 11模型模拟当库群系统发生稀遇洪水时的沿程最高水面线,并与坝顶高程比较,对库群系统中大坝的防洪安全状况进行评价。结果表明:当库群系统发生5 000年一遇以下洪水时,各坝址处最高水位均低于坝顶高程;当发生10 000年一遇洪水时,其中两个水库(漫湾和景洪)的最高水位接近其坝顶高程,存在发生漫坝的风险,给整个库群系统的防洪安全带来一定隐患。研究成果对于提高库群所在的澜沧江中游地区的应急防洪能力具有重大的现实意义,为库区下游的安全生产和经济发展提供重要的保障。     

基于Matlab的三峡梯级水库调度Web应用

为科学调度三峡梯级水库,运用最优化理论与计算机相结合的方法。实现了Matlab与Web应用程序的结合。当开发的程序涉及大量数学运算时,运算功能可以用Matlab程序完成,即将Matlab程序编译成相关的组件,部署到Web应用程序中并发布,使用户无须安装Matlab就可直接在浏览器中运行Web程序,以实现其快速开发。以三峡梯级水库调度为例,证明了Matlab在开发Web应用程序中的实用性。     

苗家坝-碧口梯级水库汛期水位动态控制研究

本文将单一水库预泄能力约束法,推广到梯级水库汛期水位动态控制中,并建立了梯级水库汛期水位联合运用和动态控制模型,假定预报信息准确,在不降低下游保护对象的防洪标准的前提下,最大限度发挥梯级水库的兴利效益。以苗家坝、碧口水库为对象进行了实时调度模拟,其结果相比于原设计汛限水位动态控制方案,减少了弃水,且保证最大出库流量均在可控范围内,达到在不降低防洪标准的前提下提高梯级水库兴利效益的目的,大大提高了洪水资源利用率。     

长江流域上游控制性水库群联合防洪调度研究

长江流域水系复杂,防洪对象分布范围广,控制性水库的防洪调度目标具有多元化、分布多区域特征,如何科学运用水库防洪库容,有序兼顾各区域防洪是流域控制性水库群联合防洪调度的关键。选取溪洛渡、向家坝与三峡水库组成的水库群为对象,基于大系统分解协调原理,先通过逐次分解各防洪区域对溪洛渡、向家坝两库预留防洪库容的要求,在结合区域间洪水遭遇关联性分析的基础上,提出两库防洪库容在协调川江与长江中下游两区域防洪中的分配方案;同时对三峡水库的防洪调度方式深入优化,提出适当扩大对城陵矶防洪补偿库容分配方案。研究成果表明,联合调度方案可进一步减少长江中下游分洪量,对于提高整个流域防洪减灾水平,完善长江流域库群防洪调度体系具有重要意义。