存贮系统的概率理论在灌溉变动供水年调节计算中的应用

灌溉变动供水年调节计算现行方法只有一种时历法,该法尚存在一些众所周知的问题。本文根据灌溉水库变动供水特性,将调节年度划分为蓄水期和供水期,并且把灌溉变动供水年调节水库模拟成服从离散化的皮尔逊Ⅲ型分布的随机输入存贮系统,应用存贮系统的概率理论,建立供水期初水库稳定蓄水状态概率分布的非齐次线性方程组,经数值解法;再通过可靠性分析,算出兴利库容相应的保证率。经实例计算,与年调节计算时历法成果作对比分析。     

梯级水库水沙联合优化调度多目标决策模型及应用

针对梯级水库运用过程中蓄水与排沙之间的矛盾,首先建立了梯级水库防洪、发电调度及泥沙冲淤计算子模型;然后,以水库防洪、发电、航运和泥沙冲淤为基本目标,建立了梯级水库水沙联合优化调度多目标决策模型,并采用约束法和加权理想点法进行非劣解求解和评价;最后,将该模型应用到溪洛渡-向家坝梯级水库汛末蓄水时间的研究中,得到了梯级水库蓄水时间与多年平均发电量和库容淤损率之间的非劣解集,并给出不同目标权重下满足梯级水库发电和减淤要求的最佳蓄水方案,为研究和解决多沙河流梯级水库水沙联合调度问题提供了技术手段。     

考虑不确定性的水库供、蓄水调度方法研究

针对较为缺水地区水库供水和蓄水之间对冲关系的问题,综合考虑了水库当前和后期的供、蓄水效益以及后期发生弃水事件和供水对象严重缺水事件的风险概率并给出其解析表达式,提出了一种考虑不确定性的水库供、蓄水优化模型,该模型可以在水库供、蓄水的对冲关系之间有效降低后期水库发生弃水和严重缺水的风险。模型通过双层优化法求解,第一层目标为全局最优,通过逐步优化法求解;第二层目标为两时段最优,通过多点出发的牛顿法求解。最后将该模型运用到较为缺水地区的蔡庄水库,结果表明了其有效性。     

求解线性方程组的GPU并行算法

求解线性方程组是众多学科与工程计算以及数值代数的基本问题之一。传统的线性方程组高斯消元串行算法中消元这一操作有大量的重复计算,大大限制了它的运行效率。文章提出了高斯消元求解线性方程组的并行算法。它借助CUDA平台在GPU上对方程组的系数矩阵进行分块,块内的线程与矩阵元素一一对应,实现了大量线程并行化简矩阵元素和恢复解向量。实验结果表明,并行算法执行效率明显提高,与串行算法相比实现了15.30倍的加速比,对于大规模数据处理呈现出良好的实时处理能力。     

浅析采用三维数值分析方法计算水库地下水壅高

水库浸没是一种不可忽视的环境地质问题,对决定水库工程建设、移民迁建方案等起着重要作用。水库设计时必须进行水库浸没评价,通过比较水库蓄水后的地下水埋深与浸没地下水埋深临界值来判定是否存在浸没问题以及浸没范围和程度。水库蓄水后库岸地下水壅高计算可采用地下水动力学方法,主要有解析法、三维数值分析法等。本文结合江巷水库的浸没评价实例,介绍了采用三维数值分析方法计算水库地下水壅高的方法。     

综合利用水库多年调节统计法的改进

水库多年调节计算,一般采用克-明法、萨瓦林斯基法,以及水库蓄水概率分布函数积分方程等方法求解。由于这些方法的直接求解十分复杂和繁琐,故目前已经有现成的线解图可供查用,方法简便,已被广泛应用。但目前这些线解图均是按固定供水方式作     

洪水优化调度模型及其应用研究

多级变基爬山法在寻优计算中，其出发点（基点）不是固定不变的，它随着时段，水库运行状态，爬山的级数不同而异，因此，利用该方法研究的洪水优化调度决策模型及其求解方法，若以时段初的水库水位为决策变量，则爬山开始的基准水位将随着时段，天然来水，时段档水库蓄水状态等的不同而不同，柘溪水库洪水优化变量，则爬山开始的基准水位将随时段，天然来水，时段末水库蓄水状态等不同而不同，柘溪水库洪水优化调度决策模型为柘溪水     

龙羊峡水库泥沙淤积量估算

黄河上游唐乃亥站和贵德站是龙羊峡水库入库和出库水文站 ,在水库蓄水前已有 30年同步水沙量观测资料 ,同时二站径流量、输沙量有较好的相关关系。根据蓄水后唐乃亥站年输沙量 ,利用出入库站在水库蓄水前建立输沙量关系 ,推求贵德站逐年未受水库蓄水影响输沙量 ,与贵德站相应逐年实测输沙量差值累积量来估算水库淤积量。经计算 ,1986年 10月水库蓄水至 1999年 12月水库淤积沙量 2 .98× 10 8t,折合体积 2 48×10 8m3 。     

逐次逼近随机动态规划及库群优化调度

随机动态规划（SDP）在水库水电站长期优化调度中有着较为广泛的应用,它的最大缺陷就是用于库群优化调度时的“维数灾”问题,逐次逼近胡机动态规划可有效克服这一问题。该方法采用逐次迭代逼近的思想,每次仅对一个水库采用SDP求解,并假设其它水库的蓄水过程已确定为多年平均蓄水过程,对某水库进行SDP求解后,通过多年历史径流过程的模拟调度可对各水库的多年平均蓄水过程进行更新,最后以福建省闽江流域水电系统为例进行了实例应用。     

长系列法在水库初期蓄水计算中的应用

针对水库初期蓄水计算问题,给出了长系列法计算的实现流程,并分析该方法较典型年法的优势。以三座店水库为例,采用该方法得出以概率形式的水库蓄满时间及保证程度结果。在条件许可的情况下,采用该方法可更加全面的分析水库蓄水过程。     

基于径流年内不完全随机分配的水库初期蓄水模型

水库初期蓄水指从水库开始蓄水至水位达到正常运行水位的整个蓄水期,成功的初期蓄水是水库正常运行的先决因素。目前水库初期蓄水计算一般采用典型年法和长系列法,但受径流年内不完全随机分配的影响,典型年法计算结果偏差较大,而长系列法计算量太大。对此,在2种常用方法基础上创新地提出典型蓄水期、逐月-整体排频2种方法,并选取一个实例使用以上几种方法进行水库初期蓄水计算。通过结果比较分析发现,逐月-整体排频法具有计算量较小且更准确的特点,推荐在类似工程中参考使用。     

金沙江下游梯级与三峡梯级枢纽联合蓄放水调度研究

针对流域干支流梯级水库群汛末竞争性蓄水这一工程问题,以金沙江四库和三峡梯级枢纽为研究对象,在保证防洪安全的前提下,将流域水库群蓄水原则与K值判别式法相结合,提出一种新的蓄放水策略来判定流域梯级各水库的蓄水时机及次序,通过对典型年不同频率的来水进行调洪演算模拟,得到各水库不同频率的蓄水控制线,进而绘制蓄水调度图;在此基础上,建立基于蓄水调度图的蓄水优化调度模型,并采用仿电磁学全局优化算法对模型进行求解.优化结果表明,在不减少流域梯级水库群汛末蓄水效益的前提下,与流域库群原规划方案相比,运用本文方法制定出的梯级水库群蓄水优化调度方案在不增加流域防洪风险的同时,可提高梯级水库群蓄水期蓄满度,减少弃水量,并增加发电等兴利效益.     

水资源系统模型的数学形式及其运用方法

提出一种新型水资源系统模型,它由所有节点水均衡线性方程组构成。每个节点的水均衡均有上游节点参与,这就使系统结构得以表达,并把所有要素连接成了一个整体。用线性规划求解这个模型,可以在设定目标要求下,得到各节点、各输水线路上水量的最优分布。为了保证供水的可持续,通过模型运行,调整水库的权函数,取得各水库的蓄水量过程线,并籍此编制出调度图来控制各时段供水。该模型还可做进一步应用拓展,比如针对远距离输水时使用,设计了分块错时计算方法;可以与地下水模型写为一体,打开了一条联合调度新路。该模型便于普及,可在水资源管理、规划、配置诸工作中应用。     

土坝渗流对地下水位动态影响三维有限元分析

根据某平原水库的蓄水过程和地质、结构特点,建立了饱和—非饱和非稳定渗流计算模型,采用三维有限元方法模拟了坝址区域地下水位在水库蓄水过程中的动态变化过程。通过计算分析表明,在水库运行2年后,距截渗沟400 m以外的地下水位变化基本趋向稳定,但400 m以内水位在17.1~17.5 m之间波动。     

水库水沙联合调度多目标决策模型

针对水库运用过程中蓄水与排沙之间的矛盾，本文首先建立了水库防洪、发电及航运调度子模型；然后，以水库防洪、发电及航运效益为基本目标，应用多目标决策方法，建立了水沙联合调度多目标决策模型；为减少水沙联合调度计算的工作量和难度，以子模型计算结果为基础，建立水库运行参数与目标之间的函数关系，将各目标有机地联系在一起，据此合理进行水沙联合调度；最后，将该模型应用到三峡水库汛末蓄水的研究中，得到一个兼顾各目标要求的蓄水方案。     

瓦沟台水库除险加固工程的洪水计算

水库是拦洪蓄水和调节水流的水利工程建筑物,可以利用来灌溉、发电、防洪和养鱼。因为水库的长期运行,工程存在老化、人为破坏、自然侵蚀等现象,为了水库的继续安全运行,需要对水库进行除险加固。洪水计算是水库除险加固工程的重要组成部分,洪水计算成果的合理性影响着水库安全,以张家口市瓦沟台水库除险加固工程为例对工程的洪水计算进行合理性分析。     

基于有限元求解均质承压水稳定流问题的傅里叶分析方法

规则区域均质承压水稳定流问题在只考虑Dirichlet、Neumann 边界时具备11种边界类型组合模式。不同组合模式在有限元剖分下具有不同的稀疏线性方程组。本文对不同组合模式下的稀疏线性方程组进行傅里叶分析,在分析过程中对各种变换公式均采用快速傅里叶变换算法进行计算,实现了均质承压水稳定流问题的快速求解。文中通过具有解析解的水流基准问题验证了傅里叶分析方法的可信性,并以此为基础,在不同剖分模式下分别应用傅里叶分析法与迭代法（Jacobi 、Gauss-Seidel、SOR 、PCG ）进行算法的性能比较。计算结果表明：剖分密度越高（即剖分结点数多）, 在求解精度相当的情况下傅里叶分析方法的求解效率优势越显著。该方法的另一大优势在于不需计算和存储原始系数矩阵,从而节省了大量内存空间。     

计及输电容量约束的发电公司最优报价策略

在采用暗标拍卖的电力市场环境中，发电公司可以通过估计竞争对手的报价行为来构造最优的报价策略。在不考虑输电容量约束的情况下，已提出了解决这一问题的计算效率较高的直接优化方法。计及输电容量约束后，该问题要复杂得多，文中对此问题进行了研究，提出了互补直接优化方法，该方法在本质上是用求解线性方程组来替代费时的蒙特卡罗仿真，其计算速度较后者快得多，较好地解决了这一困难的问题。最后，用IEEE 30节点测试系统对所提出的方法进行了计算分析，说明了其可行性和有效性。     

水电站初期蓄水过程计算方法

针对水电站初期蓄水过程计算,介绍并评价了针对短历时和长历时蓄水过程的典型年法和频率法。详细说明了以需蓄水量为目标,对蓄水历时进行排频计算,求得设计保证率相应典型入库流量过程线的方法。以某水库30年径流系列和蓄水要求为算例,编制程序进行蓄水过程计算。该方法可以同时满足蓄水总量和设计保证率的要求,且不必划分蓄水时段,适合程序化操作,可以为水电站蓄水规划和蓄水安全鉴定提供基础。     

水库诱发地震的环境问题

地震活动已影响100多座人工蓄水湖，本文侧重于水库诱发地震危害的鉴定和减免方法。对60例水库诱发地震的最新研究进一步证实了已知的风险性鉴定经验法则，过去鉴定水库请发地震的无量纲方法，以及目前控制和设计蓄水速度的方法。在此范畴内，将有水库诱发地震的水库与天然湖和水库进行比较。可以建立构造环境的论点来评价大型水坝所形成的水库引起的环境效应，并且发观水坝所开；成的水库可补偿天然湖水的流失。