有外调水源的库群联合供水调度方法的改进

针对有外调水源的库群联合供水调度常规方法存在的不足,在调水规则和共同供水任务分配方面进行了改进。在调水规则方面,提出了一种调水过程控制的双调水控制线法,该方法在调度图中引入上下两条调水控制线,两线之间形成一个调水启闭的"缓冲区",有效克服了单调水控制线法调水启闭频次过多的缺陷,易于实际应用。在成员水库共同供水任务分配方面,提出了一种附加调节系数的动态分水方法,通过与成员水库蓄水状态相关的调节系数对共同供水任务进行"二次分配",与常规分水方法相比,供水任务分配更加合理,有效降低了供水成本。在大连市供水系统中的应用实例,验证了改进方法的有效性与合理性。     

基于精确Riemann求解器的复杂明渠水流运动模拟

断面几何形状复杂条件下一维明渠水流运动高精度模拟面临较大困难。该文以守恒形式圣维南方程作为控制方程,提出基于动量方程的变量空间重构方法,在动量方程中增加因断面宽度变化而产生的侧压力项,适用于混合流及断面几何形状复杂等条件下变量空间的精确重构。数值计算方面,基于Godunov格式,采用精确Riemann求解器对复杂明渠水流运动进行高精度模拟。实例研究表明,数值计算结果与解析解或实测值吻合良好,算法具备和谐、稳健和高精度等特点,特别适用于泄水闸泄流等复杂明渠水流运动数值模拟,具有较高的实用价值。     

有外调水源的库群联合供水调度研究

针对有外调水源的库群联合供水调度中共同供水任务分水方法存在的不足,结合大伙房—英那河—碧流河水库联合供水的工程实例,建立了有外调水源的库群联合供水并行调节模型,并对库群联合供水常规分水方法进行了改进,提出了一种附加调节系数的动态分水方法,即以成员水库可供水量占总可供水量的比例为基数,在其前附加一个以水库蓄满率为决策变量的调节系数,通过调节系数对共同供水任务进行"二次分配"。与常规分水方法相比,此方法供水任务分配更合理,调度结果更优,可为大伙房—英那河—碧流河水库联合供水工程提供决策参考。     

鸭绿江云峰水库以上流域可能最大暴雨研究

以云峰水库坝址以上鸭绿江流域可能最大暴雨为研究对象,针对鸭绿江流域朝鲜侧气象水文资料缺失的问题,提出了鸭绿江流域地面雨量观测信息与卫星遥感降水信息融合的方法,用于补充流域朝鲜侧降雨等值线图。分别采用放大法和移置法对设计流域可能最大暴雨进行计算,其中放大法推求的3 d可能最大暴雨结果为256.5 mm,而移置法推求结果为203.2 mm。经比选,将放大法推求的可能最大暴雨作为推荐成果,并与本流域历史暴雨资料及国内已有可能最大暴雨研究成果进行对比,认为计算结果合理可靠。研究成果可为无资料地区可能最大暴雨估算提供参考。     

西辽河平原区水资源供需平衡分析

西辽河平原区河道沙化现象日益突出,引发了一系列的生态环境问题,水资源匮乏是河道沙化的主要原因。利用MIKE BASIN软件,建立了西辽河平原区水资源管理规划模型,根据平原区水循环的特点,在流域关键节点径流量、供水量及水资源蓄变量3个方面对模型进行了验证,结果令人满意。利用建立的模型,基于3次平衡理论对研究区2020水平年水资源供需状况进行了分析。结果表明:西辽河平原区缺水程度为24.7%,属资源性缺水,强化节水及跨流域调水是解决本区水资源供需矛盾的有效措施。采取强化节水措施后,减少需水占一次平衡缺水的63.6%,引绰济辽跨流域调水工程实施后,受水区水资源短缺问题得以缓解,通辽市科尔沁区地下水位有望每年回升0.16 m。     

气候变化对乌裕尔河流域水文特性的影响

对两参数月水量平衡模型进行改进,加入融雪径流模块,经验证,模型适用于乌裕尔河流域。建立了以最高气温、最低气温、降雨和风速为变量的蒸发皿蒸发估算模型,实现了气候模型结果与水文模型的连接。利用CS IRO-M k2和CCSR/N IES两个模型模拟结果加权平均,模拟未来气候变化,探讨了水文要素对气候变化的响应。结果表明:在未来四种温室气体排放情景(SRES A 1,A 2,B 1,B 2)下,最高气温、最低气温和降水呈显著的上升趋势,而风速则呈显著下降趋势;径流深和径流系数在四种情景下都有显著上升趋势,置信水平排序为A 2>A 1>B 1>B 2;敏感性分析和趋势检验结果证明了降水是影响径流的最主要因素。     

典型风况下兴凯湖波流耦合数值模拟研究

兴凯湖是中俄界湖,湖区流场和波浪场的观测数据及相关研究工作十分匮乏。针对兴凯湖典型风况下波流耦合数值模拟问题,在兴凯湖风场及湖水位特征分析的基础上,首次采用Delft-3D模型对兴凯湖流场和波浪场进行耦合数值模拟,分析了流场和波浪场的结构,并与太湖实测流场进行了对比分析。另外,利用相关规范中的公式计算了流场和波浪场的相关水力要素,验证了数值计算结果。经分析认为,波流耦合作用是兴凯湖北岸泥沙淤积、湖岸冲蚀破坏的主要原因。研究成果对兴凯湖北岸的防护工程建设及水资源保护具有重要意义。     

严寒地区库水温计算经验公式对比及修正

本文选取严寒地区3座典型水库作为研究对象,分别采用朱伯芳法和统计分析法计算水库坝前水温,并与实测数据进行对比。结果表明:在冬季,统计分析法计算结果优于朱伯芳法;夏季两种经验公式计算结果与实测值均比较接近;秋冬季节,两种经验公式均不能模拟由不稳定分层引起的掺混现象。整体而言,统计分析法优于朱伯芳法,但仍需进一步修正。在分析统计分析法计算偏差原因的基础上,本文提出了基于统计分析法的水体垂向掺混修正计算的方法和具体步骤,修正结果与实测值吻合良好。经修正,统计分析法更适用于严寒地区水库坝前水温计算。研究成果对混凝土坝温控设计及运行管理具有重要参考价值。     

鱼道进口补水消能数值模拟研究

鱼道设计中常采用进口段开挖设置补水消能池的方式提高鱼道进口流速,强化其诱鱼、集鱼、进鱼能力。而补水水体与消能池水体掺混,会对鱼道内水体产生明显扰动,导致鱼道内(消能池部位)流态紊乱。为了能够完整捕捉尺度小、变化复杂的紊动流场结构,获得适合鱼类洄游的紊动能分布,采用三维数学模型对某电站鱼道进口补水消能复杂三维流场进行模拟研究,求解紊动能参数,优化了盖板补水消能方案。研究结果表明：在消能池顶部设置盖板,补水水流自盖板间的缝隙进入鱼道,可强制将大尺度紊流涡团变成小尺度涡团,涡团尺度变小后,黏性切应力易于将紊动能转化成内能而耗散掉,使鱼道内紊动能降低;另外,通过调整盖板缝宽,使补水出流相对均匀,也可降低紊动能;缝宽首尾窄、中间宽的布置型式使各缝隙垂向流速分布较为均匀,有利于鱼类洄游。研究成果可为此类工程过鱼设施进口段设计提供科学理论依据,以获得稳定、均匀的补水水流,提高鱼道进鱼能力。     

有外调水源的多年调节水库群供水优化调度模型研究

本文以D市跨流域调水水库群为背景,建立了有外调水源的多年调节水库群供水优化调度模型,将调水和供水统一参与优化,对系统进行减规模和降维处理,采用动态规划方法进行全局寻优。提出了多年调节水库年末蓄水目标的概念,其值通过优选合理确定,以此将年调度与多年调节有机结合起来。与常规调度相比,优化调度年平均少调水844?104m3,水库群总弃水减少299?104m3,水库群年末蓄水量大幅提高,枯水段供水量增大,减小了供水破坏深度。对比结果表明,采用优化调度,在充分挖掘本地水资源供水潜力、有效降低供水成本的同时,提高了枯水期供水安全保障程度。