考虑生态流量约束的梯级水库分期消落水位多目标优化调度

针对如何表征枯水期季节性特征、优化分期消落水位来指导水库群消落调度的科学问题,提出了考虑生态流量约束的梯级水库分期消落水位多目标优化调度模型。以金沙江中下游6座水库与三峡水库为研究对象,综合运用多种数理统计方法划分流域枯水期;采用逐月滑动计算法推求梯级水库分期消落水位;以生态和发电效益最大为目标函数,利用NSGA-Ⅱ算法求解调度模型,得到不同来水情景下梯级水库枯水期消落调度方案。研究结果表明:不同来水情景下,相较于常规调度方案,选定的优化调度方案可增加梯级水库发电量30.20亿~52.27亿kW·h(增加2.3%~5.0%)和供水量83.15亿~87.14亿m3(增加5.8%~7.4%),并提高河道生态流量保证率2.6%~22.9%。研究成果可为协调梯级水库生态和发电调度提供技术支撑。

考虑碳减排的水库多目标提前蓄水调度研究

针对当前的水库提前蓄水调度研究尚未考虑碳减排问题,本文基于水库碳排放和有机碳埋藏因子法,构建了考虑碳减排的水库提前蓄水调度模型,采用基于熵权重的逼近理想解排序法(TOPSIS)对提前蓄水调度方案进行了多目标评价,以优选调度方案,在三峡水库开展了实例研究。研究结果表明:三峡水库从9月1日起蓄,于9月30日逐步蓄至167 m的调度方案最优,相较于原设计方案,在不增加防洪风险的前提下,多年平均发电量增加29.91亿kW·h(8.80%),弃水量减少26.03亿m^(3)(27.51%),碳排放量减少69.26亿g(3.94%),有机碳埋藏量增加1.93亿g(1.28%),温室气体的CO_(2)碳当量减少235.48亿g(3.85%),提前蓄水方案可显著提升三峡水库发电量、供水保障能力和减少碳排放量。本研究为水库提前蓄水的水碳协同调度提供了技术支撑。

水库群消落期多目标智能优化调度研究

本文考虑了河道天然流量模式调度需求,以发电量、供水满足度最大和河道流量偏差函数值最小为目标,建立了水库群消落期多目标优化调度模型,采用非支配排序遗传算法求解,以湘江流域东江-双牌-涔天河水库群为研究对象,进行了实例分析。研究结果表明:相比常规方案,在丰、平、枯水年情景下,发电量最大方案分别能提高1571万kW·h(11.2%)、1167万kW·h(10.9%)和811万kW·h(10.0%)的发电量;生态效益最好的方案,能减小1.56(61.2%)、0.33(6.3%)和0.89(13.6%)的河道流量偏差函数值;供水满足度最大的方案能提高2.1%、2.6%和3.4%的供水效益。构建的水库群消落期多目标优化调度模型可为长江流域水库群消落调度提供理论参考。

面向温室气体管控的汉江中下游水工程群多目标优化调度

针对现有的水工程调度研究缺乏考虑温室气体管控目标,构建面向温室气体管控的水工程多目标优化调度模型。采用第二代非支配排序遗传算法(Nondominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)高效求解调度模型,推求考虑温室气体管控、水华防控与发电调度目标的Pareto前沿解集,解析调度目标之间的协同与竞争关系,以汉江中下游2017—2021年枯水期的水华事件为实例开展相关研究。结果表明:温室气体管控目标同水华防控、发电调度目标均呈现竞争关系;相比常规调度方案,优化调度方案可增加发电量0.3亿kW·h(增幅4.5%)、可减少温室气体净排放CO_(2)当量1.56 Gg(减幅1.2%),协调方案的三目标效益均更优;协调方案可有效提升水工程综合效益。研究成果可为实现碳减排与河流水环境水生态保障调控提供技术支撑。

中水代替自来水除尘减霾的生态经济效应分析

合理利用中水资源是有效解决缺水问题的途径之一。从生态和经济两方面对郑州市中水代替自来水除尘减霾的可行性进行分析。生态效应方面,分析分别利用两种水除尘减霾对生态环境的影响以及对行人与车辆的影响;经济效应方面从费用角度分析中水和自来水除尘减霾的成本差异。结果表明:两者所带来生态效应差异很小,但相比自来水中水除尘减霾可以节约54%的成本。综合分析,在郑州市采用中水对城市街道进行除尘减霾的措施可行。