梯级电站运行下拉萨河干流水文情势变异及归因分析

梯级水电站不同的调度模式对河流水文情势产生的影响存在差异。为了定量分析拉萨河干流梯级水电站不同调度模式对水文情势变化的影响,采用水文变异指标法及变化范围法（IHA-RVA）,综合评价了旁多、唐加和拉萨3个水文站32项水文情势指标的改变度及综合改变度。结果表明：常规调度模式下,3站的水文情势发生了轻度改变,综合改变度分别为0.17、0.21和0.20;电力调度模式下,3站的综合改变度分别为0.50、0.54和0.48,属于中度改变。采用多系列贡献率分割法,研究了天然径流量变化、河道外引水退水以及梯级电站调度运行3因素对月均径流改变的贡献率。研究表明：常规调度模式下,3因素对拉萨水文站月均流量改变度的贡献率分别为0.81、0.02和0.17,主导因素为天然径流量变化;电力调度模式下,3因素的贡献率分别为0.56、0.06和0.38,梯级电站调度运行因素的贡献率显著提高,电力调度下梯级电站调度运行对拉萨水文站月均流量改变度的贡献率比常规调度提高了124%。     

拉萨河流域梯级电站水光互补调度对水文情势的影响分析

梯级电站水光互补调度能提高光伏消纳能力和系统总发电量,但也要求调整梯级电站的调度规则,进而会加剧梯级电站下游的水文情势改变。为定量评价水光互补调度对水文情势的影响,以系统总发电量和总保证出力最大为目标,构建了拉萨河流域梯级电站水光互补优化调度模型,提出了基于水光互补的梯级电站优化调度方案,分析评价了不同优化调度方案的水文情势改变度。结果表明：梯级电站的水光互补优化调度能有效提升电力系统的总发电量和总保证出力;水光互补后拉萨河水文情势的综合改变度略大于水光互补之前,处于轻度至中度改变的临界值附近。研究成果可为拉萨河的水光互补调度及流域综合管理提供科学方法和依据。     

大凌河干流梯级水库的规划

为适应国民经济迅速发展和各部门对水的需求及城市防洪标准的要求，经规划，拟在大凌河干流建梯级水库，即上游的上窝堡水库、中游的闫王鼻子水库、下游的白石水库。本着上、下游兼顾的原则，按近、远期不同用水要求，并结合地方财力、淹没赔偿等因素，对三座水库的规划与实施程序进行了分析，认为：２０００年前同期建闫王鼻子水库（低坝）与相应的白石水库，２０１０年上游再建上窝堡水库，基本上可以满足干流２０１０年国民经济各部门对水的需求，同时大凌河的防洪问题可得到基本解决。     

黄河干流梯级水库对河流生态系统的影响

将大型水库蓄水运行对生态系统的影响分为严重干扰、显著干扰、中度干扰和轻微干扰4级,用生态干扰度因子建立了黄河干流梯级水库对河流生态系统影响的指标评价体系,根据对各指标之间相关关系的分析得到了指标权重,结果表明综合干扰度为2.834,属于显著干扰。     

考虑天然水文情势的水库调度图优化

以河流整体水文改变度最小为生态目标,广义缺水指数最小为经济社会供水目标,构建了考虑天然水文情势的水库调度规则优化模型。以三亚市大隆水库为实例,基于NSGA-Ⅱ优化算法进行模型求解,得到大隆水库调度规则优化方案,分别从经济社会供水和生态水文指标改变情况对不同调度规则进行分析,确定兼顾经济社会供水和河流生态的调度规则优化方案作为大隆水库调度规则推荐方案。     

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%)。     

梯级水库兴利库容合理规模模型及算法研究

采用系统科学、水文学、水资源学等多学科交叉的方法,提出了梯级水库兴利库容合理规模的基本概念和计算原理;并以黄河干流为例,建立了梯级水库兴利库容合理规模的模拟模型和对分插值与混沌嵌套搜索算法的优化模型;通过设置不同方案集,分析对比不同情景,采用两种方法求解获得了兴利库容规模、梯级发电量、保证出力和缺水量等重要指标.结果表明,引入对分插值与混沌嵌套搜索算法与模拟模型的求解结果基本一致,各项指标均呈现出一定的规律性,即随着工程措施的增加,兴利库容规模减小、缺水量减少、梯级发电量增大.说明对分插值与混沌嵌套搜索算法应用于梯级水库兴利库容合理规模模型求解问题是合理可行的.     

黄河上游梯级水库运行的生态影响研究

为科学揭示梯级水库群运行对河流生态的影响,基于黄河上游实测水沙序列,采用IHA(Indicators of Hydrologic Alteration)指标体系,对比分析了不同工程运行时期黄河上游水文情势变化,运用多系列贡献率分割法,量化了不同影响因子对水文情势变化的贡献率。通过输沙率法结合断面淤积形态分析揭示了黄河上游河道冲淤演变。结果表明,黄河上游水库运行对河流径流及河道形态产生了深刻影响,进而影响了河流生态。水库运行后非汛期月均流量上升、汛期月均流量下降、高流量事件发生频率与流量减少,径流趋于平缓,且宁蒙河段泥沙淤积、断面形态趋于宽浅。分析表明水库运行是造成黄河上游兰州水文情势变化的主要原因,以及石嘴山、头道拐水文情势变化的重要原因,高流量事件的减少加剧了河道淤积,使河流生态朝不利方向演化,为维护黄河上游生态健康有必要实施生态调度,提高涨水期和洪水期下泄流量并制造高流量事件。研究为评估梯级水库运行的生态影响、指导梯级水库生态调度提供方向性参考。     

从龚嘴水库运行管理经验浅谈如何发挥梯级水库综合效益

水库的洪水预报、水沙观测、漂木过坝及下游航运等如何发挥龚嘴、铜街子梯级水库的综合效益方面具有较大影响。本文阐述了龚嘴水库蓄水发电２２年来的运行管理经验及教训，总结了水库调度的方式，运行的状况及存在的问题，从而提出了发挥梯级水库综合效益途径，对今后龚嘴、铜街子梯级水库的运行管理具有一定的借鉴意义。     

梯级水库建设运行对河流径流影响定量化分析

掌握河流径流特性是梯级水库自规划到建设、再到投运期间贯穿始终的重要研究工作.以金沙江中游梯级水库为研究对象,分析该河段梯级水库自2010年相继蓄水发电以来对干流径流特性的影响.以流域出口控制站攀枝花站为研究对象,石鼓站为参照站,选择不均匀系数(变差系数)为指标,采用双样本F检验、Mann-Kendall突变检验和流量历...     

1956-2019年乌江水文情势变化及其对鱼类的影响研究

水量变化导致河流生态水文情势发生改变,进而影响河流生态系统健康。为深入明晰乌江干流水文变异前后水文情势变化对鱼类生境的影响,选取武隆水文站1956-2019年逐日流量数据及2009-2015年12种漂流性鱼类产卵量资料,采用曼-肯德尔 (M-K)检验法、累积距平法研究乌江干流变异节点,分析突变前、后逐日流量的变化趋势,通过生态水文指标变化范围法(IHA-RVA)综合评价乌江32组水文指标特征及改变度,基于水文情势变化下研究鱼类数量变化过程。结果表明：乌江流量突变年份为2009年,与彭水水电站的运行时间相同,变异后,多年平均日流量峰值波动于15 000 m³/s,而变异前流量峰值接近18 000 m³/s。乌江32组水文指标整体改变度为38.7%,处于中度变化范围;属于高度改变的低流量历时和次数改变度分别为74.64%、75.29％,发生时间推迟4 d;高流量历时和次数改变度分别为29.79%、37.83％,发生时间提前21 d。降雨与流量呈极强正相关,降雨量的逐年减少对流量有重要影响。此外,水文情势的变化易受彭水水电站的影响。流量减少和变化下的水文情势对鱼类的影响是一个累积的过程,2009年后12种漂流性卵鱼类的产卵总量大幅减少,尤以2011年最为突出,仅为1 541.69×10⁴粒。本研究可为研判乌江水文情势变化过程及制定水生态修复措施提供参考。     

基于RVA法的金沙江下游水文情势研究

水库水电站的投运在给人类提供防洪、发电、供水等综合效益的同时,也改变了径流的天然分配过程,改变了河流原有的水文情势规律,对工程下游河流的生态环境造成了一些破坏。选取金沙江流域屏山水文站为研究对象,首先将金沙江流域梯级水库蓄变量还原到屏山水文站,构建屏山水文站天然径流系列,采用RVA法分析现有梯级水库运行对金沙江下游河流水文情势的影响程度,得出屏山站整体水文指标改变度为高度;然后模拟规划大型水库投运情景,预测屏山站水文情势变异情况,得出乌东德、白鹤滩等大型水库修建以后,屏山站汛期来水相比现状将减少20%~40%、枯期来水相比现状将大幅度增加。研究成果可为金沙江上游梯级水库运行方式优化调整提供参考。     

黄河梯级水库群多过程协同调度模型与方法

黄河水少沙多,河道内外用水矛盾突出,梯级水库群调度下供水、输沙、发电、生态等用水过程之间存在复杂的竞争与协作关系,协同调度是提升综合效益的重要途径。本文采用多尺度嵌套和多过程耦合方法,建立了融合供水、输沙、发电、生态等过程的黄河梯级水库群协同调度模型,研究以综合满意度为引导的优化求解方法,选取代表径流系列,提出多过程协同调度方案。结果表明,通过优化黄河梯级水库群蓄泄秩序和下泄过程,协调多用水过程的关系,能显著提高水库调度的综合效益：通过优化河段取水过程,实现了供水时空均衡,流域缺水率控制在11.6%～18.8%;优化水库拦沙-河道输沙过程,减少水库淤积0.65亿t,增加河道输沙1.16亿t,下游河道年均冲刷0.26亿t;优化梯级水库群发电下泄过程,增加发电量64.25亿kW·h;优化断面流量过程,增加非汛期生态水量4.88亿m³。本研究可为梯级水库多目标调度与流域综合管理提供方向性参考。     

气候变化影响下黄河上游梯级水库群未来发电量预测

为分析气候变化影响下黄河上游大型水库入库来水过程及梯级发电量的时程变化规律,以黄河上游龙羊峡刘家峡梯级水库群为例,采用Mann-Kendall 突变检验方法对唐乃亥和小川水文序列进行突变识别,在此基础上构建了考虑融雪过程的HBV 水文模型,利用统计降尺度方法对CanESM2 和GFDL_ESM2G 两种气候模式3 种气候变化情景(RCP2. 6、RCP4. 5 和RCP8. 5) 下的降水、气温数据进行空间降尺度处理,并将其驱动水文模型预测未来入库来水过程,构建黄河上游梯级联合发电调度模型分析气候变化对未来发电调度过程的影响。结果表明:黄河上游径流序列突变年份集中于20 世纪80 年代,且2000 年之后径流量显著减少;气候变化将导致未来(2021—2050年)汛期6—9 月径流增加,非汛期径流显著减少;随着时间推移,不同气候变化情景下,龙羊峡和刘家峡两库的梯级发电量变化规律不同,RCP8.5 气候变化情景下,气候模式不确定性对其影响最大。     

乌江上游梯级水库水体富营养化研究

以乌江上游洪家渡、东风、索风营和乌江渡4座梯级水库为研究区域,于2007年开展了现场监测和调查,分别对4座水库富营养化状况和影响原因进行初步研究。结果表明:洪家渡水库枯水期为贫营养状态,丰水期为贫-中营养状态;东风和索风营水库枯、丰水期均为中营养状态;乌江渡水库枯、丰水期均为中-富营养状态。自上游至下游梯级水库水体富营养化程度趋于严重;梯级电站大坝阻隔引起的水动力条件变化,N、P等营养盐输入条件,网箱养殖,日照和水温条件均对库区富营养化状况产生了重要影响。     

长江上游梯级水库建成后的三峡水情预报

通过分析长江上游干支流众多水库建成后对三峡水库水情预报带来的影响,并针对三峡水库蓄水后库区水文水力特性已经发生较大改变的实际情况,对原有的预报方案进行改进。考虑到三峡水库以上已建、在建水库的影响,分别采用Urbs、MIKE11等在国外应用较广的水文、水力学模型进行三峡区间产汇流和洪水演进研究,并将模型应用于2009年7月30日~8月4日的三峡水库坝前水情预报中。实践证明,预报成果精度较高,可以作为三峡水库调度依据。     

Optimized operation of cascade reservoirs on Wujiang River during 2009–2010 drought in southwest China

The effects of optimized operation principles implemented at reservoirs on the Wujiang River in southwest China between September 2009 and April 2010 under drought conditions were analyzed based on operational data collected from the Guizhou Wujiang Hydropower Development Co., Ltd. A set of linear regression equations was developed to identify the key factors impacting the electric power generation at reservoirs. A 59% reduction in the inflow discharge at the Hongjiadu Reservoir led to a decrease of only 38% in the total electric power generation at the Hongjiadu, Dongfeng, Suofengying, and Wujiangdu reservoirs on the Wujiang River, indicating that optimized operation can play an important role in drought management. The water level and the amount of other water inputs at the Hongjiadu Reservoir and the outflow discharge at all of the reservoirs except the Wujiangdu Reservoir were key factors affecting the total electric power generation at reservoirs on the Wujiang River under optimized operation.     

乌江梯级水库联合优化调度方案研究

为寻求适合乌江梯级水库群最大发电效益的联合调度方式,对常用的梯级水库联合调度方式、模型建立进行了综合分析,提出以梯级蓄能调度图为指导,辅以水库蓄供水控制线为约束的联合调度方式,并给出了绘制梯级蓄能调度图的方法和步骤。实例分析结果表明,该方法不仅能合理控制水库蓄放水次序和蓄放水量,且调度条件简单,运行灵活,可有效增加梯级总发电效益,具有较好的实际应用前景。     

黄河上游梯级水库联合运行设计

黄河上游干流龙羊峡至青铜峡河段梯级水库（电站）群装机规模大，梯级电站之间水力联系密切，是西北电网的骨干水电基地。梯级水库群中具有优良多年调节性能的龙羊峡水库和具有良好年调节性能的刘家峡水库。