综合利用水库水量水质统一调度模型

水库水量水质统一调度是水资源可持续管理的一项重要内容。本文以河北省洋河水库为例，建立了引水、供水、灌溉、防洪等综合利用的水库水量水质统一调度大系统多目标分解聚合模型，给出了变动惩罚系数多维多目标离散微分动态规划与自优化模拟技术相结合的兴利调度方法、变罚系数离散微分动态规划防洪调度模型和水库富营养化模拟算法。     

江苏盱眙县混联水库群防洪优化调度研究

随着我国河流防洪系统的不断完善,水库群联合防洪的作用逐渐显现,且计算机科学技术的飞速发展,使水库优化调度方案越发丰富。针对混联水库群的结构特征,考虑水库群的防洪能力、下游河道的安全泄量及河道洪水演进规律,建立了以最大削峰为目标的混联水库联合调度模型,并通过改进粒子群算法求解。以江苏淮安市盱眙县桂五水库—山洪水库—龙王山水库防洪调度系统为例,将20年一遇设计洪水和50年一遇设计洪水作为输入条件,计算结果显示,经优化调度后龙王山水库最大下泄流量较规程调度分别削减了10.4%、13.5%,且优化调度在一定程度上减小了水库最大占用库容,更有利于下游防洪对象的安全、水库自身的安全运行。     

防洪系统中的洪水演进模型及应用

以渭河流域下游水文站点为主线,以河道防洪系统联合演进问题为背景,建立了基于河道洪水演进由简单到复杂的演进模型,给出了一种利用马斯京根洪水演进的分布式多级优化模型,解决了多级主干渠道的洪水预警和防洪问题.经理论与实际数据的计算对比分析,结果满意.     

基于3DGIS的水库群联合调度多尺度模拟仿真研究

为满足防洪调度过程的多尺度模拟仿真需求,总结了现有的防洪调度可视化手段,研究了在3D GIS场景中对降雨和洪水组成、水库拦蓄、库区淹没、中下游河道演进、蓄滞洪区分洪等调度过程进行多尺度模拟仿真的方法,形成了一套适用于水库群联合调度过程三维动态推演的程序框架.以1954年长江流域典型洪水为例,在该程序框架下,从宏观、中观...     

水库防洪完全补偿调度方式研究

完全补偿调度方式(CCO)是水库防洪规划和实时调度广泛应用的调洪方式。对于一个水库和单防洪控制点所组成的防洪系统,以水库防洪库容最小为目标函数、下游河道水流演进和补偿调度期间水库出流下限等为约束,建立具有通用性的基于完全补偿调度方式的线性规划数学模型。通过一个水库两个防洪控制点和多个典型设计洪水的实例应用,揭示了防洪控制点流量过程特征、水库补偿特征参数(效果、时间及库容)变化规律、及固定泄流方式(FDO)和错峰调度方式(SFPO)与完全补偿调度方式的关系,形成了错峰调度方式参数的推求方法,明晰了水库补偿期间出流下限对出库流量、防洪库容及错峰起始流量的影响规律。     

水电站水库防洪优化调度的模型与方法

水库防洪调度是一种确保水库及下游安全的控制运行方法，通过建立水电站水库优化调度模型，利用动态规划方法，可以计算单一水库或者梯级水电站群的最优调度方案，从而确保水库工程安全，有效利用防洪库容拦蓄洪水，削减洪峰，减免洪水灾害，充分发挥水库的综合效益。通过建立水库防洪调度的数学模型，利用动态规划方法对单一水电站水库的防洪调度进行了研究。     

旁多水利枢纽防洪优化调度运用分析

文章对旁多水利枢纽工程优化后的调度原则采用静库容调洪列表试算法和马斯京根法进行洪水调节以及洪水演进计算,复核了优化调度原则的水库特征水位,对下游防洪效果进行了对比分析,在基本达到初步设计成果预期的防洪效果情况下简化了水库调度原则,可为同类型水库调节入库洪水、优化防洪调度提供借鉴和参考.     

水库防洪与补源优化调度及其风险分析

本文从洪水资源化与水资源可持续开发利用的角度建立水库防洪与补源优化调度的数学模型。利用流域产汇流模型计算入库洪水，并考虑短期降雨预报信息，将交互式生成技术与动态规划模型相结合来优化水库的调度方案，给出考虑洪水预报和降雨预报误差的水库防洪与补源优化调度风险率的定义与计算方法。将此模型和风险分析方法应用于大连市碧流河水库的防洪与补源联合优化调度中，对其风险值和补源效益进行了分析与计算。结果表明与常规调度相比，引洪补源优化调度能提高洪水资源利用率，补源效益十分显著。     

基于一二维耦合的共渠西蓄滞洪区洪水演进模拟

蓄滞洪区的洪水演进涉及到河道和蓄滞洪区内部的洪水计算,河道和蓄滞洪区地形条件和水流流态差异较大,单独采用一维或二维水力学模型均难以计算。文章通过分析共渠西蓄滞洪区的入流洪水、边界、调度运用等条件,在实测区域地形和河道断面的基础上,采用一维和二维水力学模型,分别模拟了河道和蓄滞洪区的洪水演进过程,并进行耦合,提出不同方案的洪水演进淹没成果,对蓄滞洪区安全建设规划及防洪评价具有一定的参考价值。     

长江中游防洪问题与对策

三峡工程的首要任务是防洪,防洪的重点是保荆江安全。在此背景下分析长江中游当前防洪形势和三峡工程存在的问题,认为相对于长江中游洪水形势和防洪要求,三峡水库防洪库容远小于长江中游超额洪水,动态防洪库容小于设计静态防洪库容,有效防洪库容更小;长期河道演变使城陵矶等地同流量水位显著升高;中游蓄滞洪区建设规模严重偏小,而建设进度严重滞后,已有蓄滞洪区使用困难;当前大规模清水冲刷没有降低洪水位,反而荆江向洞庭湖分洪减小、河道泄洪能力进一步萎缩;三峡水库2008年按正常水位运行以来,连年拦中小洪水和超汛限水位运行,大量占据防洪库容和压低下泄洪水流量,使下游河道长期得不到洪水塑造,行洪能力和堤防得不到检验和考验。考虑到气候变化等不确定性影响,现在长江中游防洪形势仍然严峻。建议:切实维护三峡工程规划确定目标和防洪调度方式,严格控制汛限水位,积极采取优化调度增加水库防洪能力;尽快完成三峡工程规划要求的城陵矶附近蓄滞洪区建设,采取政策措施保证分洪与发展兼顾;改变和优化金沙江下游4大梯级水库汛期运行方式;加强三峡库区岸坡治理、提高水库防洪调度灵活性;采取积极措施维护长江中游江湖关系稳定。     

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。     

西江中上游型洪水影响下龙滩水库调度特性初探

为探讨龙滩水库对西江中上游型洪水的防洪削峰作用,选取"96·7"中上游型洪水作为典型洪水,拟定4种龙滩水库调度方案,采用率定和验证后的西江中游河网及梯级水库水动力数学模型,分别对典型洪水及频率为0.2%、1%和2%水文条件下的4种梯级水库调度方案进行了模拟计算和分析。结果显示,该水动力学模型能很好地模拟洪水特性参数的时间变化规律以及水库的运行调度过程;对于"96·7"典型中上游型洪水,由于红水河洪水较小,梧州断面流量以柳江来水为主,龙滩水库调度对梧州断面削峰效果有限;但针对中上游型不同频率的大洪水,采用提前启用龙滩水库的调度方案能有效削减梧州断面的洪峰值;其中,龙滩水库采用发电流量控泄的方案可以达到防洪和发电效益的统一。     

广东北江清西围临时蓄滞洪区调度优化研究

广东潖江蓄滞洪区采用新形势下的调度原则以后,使得清西围缺少了相应的调度方式。为此,建立了一维和二维耦合水动力数学模型,并采用该模型模拟计算了在北江300 a一遇洪水的工况下,潖江蓄滞洪区改变调度原则后,清西围不同开启时机、不同扒口位置及参数的调度运用方案。计算结果表明:广东潖江蓄滞洪区与清西围联合运用,可使石角站的洪峰流量削减至50 a一遇以下,从而能保障北江下游地区的防洪安全;当清远站的洪峰流量Q达到13 600 m~3/s时,启用清西围下游的恒屏段扒口(Z=10.9 m,B=300.0 m)的方案最优。相关研究成果可为广东潖江清西围的管理决策的研制提供科学依据,同时也能对北江下游防洪体系的优化调度运行提供参考。     

长江上游水库群联合调度中的泥沙问题

长江上游已形成以三峡水库为核心的世界上规模最大的巨型水库群,2012年开始实施上述水库群的联合调度。分析了水库群联合调度中,与水库泥沙密切关联的汛期防洪、汛末蓄水和汛前消落调度方案及其对水库泥沙带来的影响。在较为深入、系统地研究了长江泥沙变化规律及其原因、水库淤积和长江中下游河床冲刷特性的基础上,对水库群联合调度中面临的水库淤积与长期使用问题,以三峡水库为例,提出了精细化的"蓄清排浑"和库尾减淤等泥沙调度方法。对水库群水沙联调,促进流域泥沙合理配置以及水库群联合调度条件下的泥沙问题与应对措施等提出了建议。     

Flood Control Operation of Reservoir Group Using Yin-Yang Firefly Algorithm

Flood control operation (FCO) of a reservoir is a complex optimization problem with a large number of constraints. With the rapid development of optimization techniques in recent years, more and more research efforts have been devoted to optimizing FCO problems. However, for solving large-scale reservoir group optimization problem, this is still a challenging task. In this work, a reservoir group FCO model is established with minimum flood volume stored in each reservoir and minimum peak flow of downstream control point during the dispatch process. At the same time, a flood forecast model for FCO of a reservoir group is developed by coupling Yin-Yang firefly algorithm (YYFA) with ε constrained method. As a case study, the proposed model is applied to a three-reservoir flood control system in Luanhe River Basin consisting of reservoirs, river channels, and downstream control points. Results show that optimal operation of three reservoirs systems can efficiently reduce the occupied storage capacity for flood control and flood peaks at downstream control point of the basin. The proposed method can be extended to FCO of other reservoir groups with similar conditions.

     

卡伦水库洪水风险调度效益浅析

本文主要从选择卡伦水库实行洪水风险调度的依据、水库洪水控制标准、调度原则及效益等方面论述卡伦水库实行洪水风险调度的重大意义。特别强调在水库洪水调度过程中适度承担风险,必须确保工程安全运行、科学调度,加强管理,依法防洪,合理蓄水,要正确把握水库安全度汛与水资源合理利用的关系,正确处理防洪与兴利的关系,正确处理风险与效益的关系,充分发挥水库的综合效益。适度承担风险进行水库洪水调度,既充分利用雨洪资源,又尽最大可能变水害为水利,实现雨洪资源化,达到人、水与自然和谐共处,促进经济社会协调发展。     

岗南、黄壁庄水库“1996.8”洪水联合调度分析

1996年8月滹沱河发生了“1963.8”以来最大的一次暴雨洪水,由于当时岗南、黄壁庄水库防洪标准偏低,特别是黄壁庄水库属于病险库,副坝不断出现险情,不能按正常的防洪调度运行。“1996.8”洪水后,岗南、黄壁庄水库先后进行除险加固,完工后达到部颁防洪标准。以现有的工程条件及水库汛期洪水调度方式为依据,对“1996.8”洪水进行模拟调度分析,以总结经验,提高岗南、黄壁庄水库洪水调度的科学性、合理性,最大限度减轻洪涝灾害损失。     

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。     

梯级水库的参数辨识型优化调度方法(Ⅱ)——最优调度函数的确定

本文综合若干合理的水库调度原则，建立了梯级水库的非线性实时调度函数。其参数具有直观性。然后对最优参数进行辨识，从而优选出最优调度规则。由于改进了调度模型的结构，减少了维数灾效应，所以模拟计算取得了好的效果。     

极端降雨条件下合肥市董铺和大房郢水库防洪调度实践

以合肥市董铺和大房郢水库为研究对象,分析了应对 2020 年 0717 号洪水典型防洪调度方案及其防洪效果。董铺水库削峰率 78.9%,最大拦蓄水量 0.385 亿 m3,大房郢水库削峰率 67.4%,最大拦蓄水量 0.361 亿 m3,系统总结了南淝河流域面对极端降雨条件的防洪调度措施;分析了在历史极值降雨强度下分别以安全取水位、安全供水水位及主汛期汛限水位为起调水位进行不泄洪调度方案,在历史最大 1 日与历史最大 3 日面降雨量情况下三种起调水位最高水位均低于相应设计洪水位。结果表明：在 1～3 日极值降雨情况下,若下游城市河道南淝河和巢湖防洪排涝压力大,可以采用不泄洪的调度策略,为推进水库优化调度,统筹合肥市城市防洪安全与供水安全提供参考。