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。     

2021年金沙江下游梯级水库蓄水实践研究

受雅砻江、金沙江中游梯级水库调蓄和新建水库影响,金沙江下游梯级水库蓄水期间来水和防洪库容释放形势均发生改变。为探究新形势下金沙江下游梯级水库来水特性变化,确保梯级水库完成年度蓄水任务,充分发挥梯级水库综合效益,以2021年金沙江下游梯级水库蓄水实践为基础,对两河口水库、白鹤滩水库建成后金沙江下游梯级的来水情况及蓄水策略进行分析。结果表明：金沙江下游梯级水库分时段蓄水策略不满足新形势下防洪安全及综合效益发挥的要求。提出了蓄水期间整体调度梯级水库、均匀释放防洪库容等措施。研究成果可为后期调度提供参考。     

基于设计洪水的梯级水库防洪安全分析

以金沙江中游5个梯级水库为例,首先对基于不同历史洪水排频方案的设计洪水计算成果进行对比分析;其次在不同方案的基础上,考虑流域梯级防洪标准的协调性问题,计算各水库坝前最高水位,分析采样单一水库防洪标准和梯级协调后成果,评价梯级水库防洪安全。历史洪水的选择将直接影响设计洪水成果乃至工程防洪高程,在对单一水库防洪标准进行分析的同时应重视梯级防洪标准整体协调,并开展防洪安全评价。     

大渡河干流水库群防洪与蓄水研究

笔者从大渡河水文情势分析、大渡河梯级水库防洪作用、大渡河梯级水库蓄水方式等方面进行探讨,大渡河干流规划河段具有防洪开发任务,除满足大渡河自身河段防洪要求外,还配合三峡水库对长江中下游发挥防洪作用。大渡河梯级水库中,具有调节能力的水库按照"分期预留,逐步蓄水"原则预留设置防洪库容。大渡河控制性水库枯水期末水库消落到死水位,需依靠汛期6～10月来水进行充蓄。通过合理协调梯级水库蓄水次序,下游水库蓄满率得到提高。大渡河流域项目开发业主较多,建议有关方面尽快建立流域统一调度机制,流域统一调度规程,避免产生防洪蓄水矛盾,减少协调工作量,从而实现防洪与兴利目标有机统一,实现大渡河流域开发的效益最大化。     

梯级水库联合保坝防洪调度的方法

潘口和黄龙滩水库，系汉江支流堵河的梯级水库。潘口水库的兴建，除获得发电效益之外，还担负着提高下游已建梯级水库黄龙滩大坝防洪标准的任务。本文具体叙述联合保坝防洪调度方法及有关分析成果。     

国内外水库工程防洪标准分析

目前在我国已经形成流域梯级开发的格局,但现有的水库防洪标准主要针对单一水库.影响梯级水库群防洪安全的因素远比单一水库多,因此,正确选择水库的防洪标准对水库的防洪安全至关重要.通过分析国内外现行防洪标准的特点和存在的问题,提出风险分析是确定梯级水库群防洪标准的关键,以及对我国防洪标准规范改进的建议.     

溪洛渡、向家坝水库与三峡水库联合蓄水调度研究

由于溪洛渡、向家坝水库与三峡水库蓄水时间上的同步性,使三峡水库蓄水难度进一步加大,进而影响其综合效益的发挥。为满足下游地区在蓄水期对上游梯级水库下泄流量的新要求,研究金沙江溪洛渡、向家坝水库与三峡水库联合蓄水调度方案,优化梯级水库蓄水过程。在综合分析防洪、泥沙、库区、发电及供水等指标基础上,推荐梯级水库蓄水调度方案。防洪、库区淹没及泥沙淤积的影响分析表明,所提方案可进一步缓解下游地区的供水压力,对金沙江梯级水库联合蓄水调度一定实践指导意义。     

梯级水库防洪标准研究

为确定梯级水库防洪标准的最优方案,应用可能度-满意度理论,提出了确定其防洪标准的步骤。系统地构建了一套含不确定变量的梯级水库防洪标准评价指标体系,并与层次分析法进行了比较验证。结果表明：采用可能度-满意度理论来确定梯级水库防洪标准的方法具有一定的理论价值和现实意义。并且具有思路清晰,合理、有效、直观和便于决策等特点。     

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。     

清江水布垭和隔河岩梯级水库防洪库容互补关系研究

采用同频率组成法和最可能组成法推求隔河岩水库的洪水地区组成,基于不降低设计防洪标准的原则推求了水布垭和隔河岩梯级水库防洪库容互补关系。结果表明,采用同频率组成和最可能组成方法,推求隔河岩水库设计洪水地区组成合理可行;当清江流域发生20~200年一遇洪水时,水布垭-隔河岩水库防洪库容具有近似线性互补关系,折算系数均值为0.63,其他重现期洪水的折算系数为1;不同典型年和设计频率对防洪库容折算系数的影响较小;在确保预留总防洪库容不少于10亿m³前提下,实现隔河岩水库汛期运行水位动态控制,与原设计各预留5亿m³方案相比,清江梯级电站年均汛期可增发电量9100万kW·h(+5.1%)。     

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。     

考虑分级防洪目标的梯级水库汛控水位调度模型及应用

围绕中小洪水减压、大洪水保安和特大洪水降损等防洪目标，构建了面向分级防洪目标的梯级水库汛控水位优化调度模型，针对不同频率设计洪水，基于“模拟-优化”框架，采用仿生进化算法对调度模型进行了高效求解，并利用熵权法对调度方案进行了多目标评价，比选了梯级水库汛控水位方案。以金沙江中下游6个梯级水库和三峡水库组成的梯级水库为研究对象，研究结果表明：相比原汛限水位方案，在不降低原防洪标准的前提下，选定的方案可使梯级水库水位抬高0.36～6.22 m,发电量增加6.28亿～19.26亿kW·h,增幅为1.18%～4.27%,经济效益显著，可为梯级水库汛控水位的规划设计提供技术支撑。     

金沙江下游梯级与三峡水库防洪库容互补等效关系研究

长江上游干支流梯级水库和三峡水库均承担着长江中下游的防洪任务,其防洪库容具有一定的互补等效性。本文采用典型年法和最可能地区组成法推求了三峡水库的洪水地区组成,基于不降低原设计防洪标准的原则,探讨了五个典型年和三种设计频率情况下,金沙江下游梯级和三峡水库防洪库容的互补等效关系。结果表明：(1)五个典型年能够反映三峡水库发生大洪水的地区组成规律,金沙江下游梯级和三峡水库防洪库容互补等效关系近似为线性关系。(2)同种典型年和设计频率下金沙江下游四座水库的互补等效系数值近似等同,主要受三峡水库典型年的洪水地区组成影响;当预测洪水主要来源于金沙江(或嘉陵江及未控区间)流域时,等效系数取0.8(或0.5)。(3)通过洪水预报和等效关系动态运用三峡水库防洪库容,在不增加防洪风险的前提下,三峡水库年均汛期可增发电量41.4亿kW·h(+9.86%)。     

水库与山洪灾害防治协同预警模式

山洪灾害防治工程措施与非工程措施是山洪灾害防治相辅相成的两大支撑,作为传统意义上工程措施的水库工程,近年来通过除险加固、法规建设、管理体制改革等一系列途径,其水情、雨情、工情监测技术不断完善,监测预警系统日趋优化,风险管理意识与应急预案的可操作性逐步加强,已具备了相当的非工程措施功能。在充分发挥水库工程非工程措施功能与优势的基础上,通过水库工程水雨情测报系统及大坝安全监测系统与山洪灾害防治非工程措施的对比分析,尝试将水库重要信息与山洪灾害防治非工程措施实施关键环节进行共享与融合,提出了水库工程安全监测系统与山洪灾害防治预警系统的协同预警模式,为实现水库工程与山洪灾害非工程措施的信息共享和协同预报奠定基础。     

梯级水库群超标洪水的协同应急调度研究

受全球气候变暖影响,极端天气事件发生频次增加,超标准洪水灾害的突发性、危害性和不可预见性更加突出,使得梯级水库面临的应急处置问题日益凸显,其中大坝溃决或连溃是梯级水库面临的最大威胁。针对超标洪水,实施水库群协同应急调度,是发挥水库综合利用效益的有效手段之一。本文选取最高水位最低化准则作为超标洪水协同应急调度模型的目标函数,采用逐步优化算法求解梯级水库群超标洪水协同应急调度模型,对梯级水库群超标洪水应急调度方案进行了有益的探索,并以大渡河流域瀑布沟水库、深溪沟水库和枕头坝一级水库为例,对其超标洪水过程进行调度计算,验证了上述模型的合理性和可靠性。结果表明:通过梯级水库群的协同应急调度,各水库在洪水前期预泄水库水量,尽可能腾出更多的水库库容,便于迎接后期可能发生的洪水,尽可能地降低各水库的水位,有效确保梯级水库群的防洪安全。研究成果对各大流域梯级水库群超标洪水的应急调度机制的建立具有重要的理论意义和工程实践价值。     

乌江流域防洪调度问题及其对策研究

乌江流域思南县城、沿河县城、彭水县城等防护对象堤防建设的实际防洪能力低于规划标准,而且由于受上游水库的下泄和下游水库水位顶托的双重影响,导致流域的整体防洪能力不足。为了使上述3县城的堤防建设达到防洪设计标准,对乌江流域防洪调度现状和存在的问题进行了分析研究,在此基础上,建立了梯级水库联合防洪调度模型和水库回水计算模型。以彭水县城为例,运用上述两种模型进行了模拟计算分析,根据分析结果,提出了防洪调度措施、不承担防洪任务水库应急调度以及应急转移等一些应对措施,可为乌江流域防洪调度提供技术支撑和决策参考。     

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。     

基于库容风险频率曲线的水库群联合防洪调度研究

水库实时防洪调度决策是一类多目标、多阶段、多约束的复杂决策问题,风险分析是实时防洪决策的重要环节和依据,本文提出一种基于防洪库容风险频率曲线的梯级水库群防洪风险共担理论及水库风险-调度-决策理论体系,并结合溪洛渡、向家坝、三峡水库实际情况,运用自主研发的梯级水库群联合防洪调度风险分析模型,分析梯级水库群在汛期不同时段的防洪风险,并将风险率引入实时防洪调度决策,以期为水库群防洪调度提供决策依据,提高联合防洪调度系统综合利用效益。研究表明,实时调度过程中考虑风险率因素能够在保证防洪安全的同时有效提高水库群综合效益,风险-调度-决策理论能够为水库群调度方案优选提供依据。