三峡与清江梯级五库联合优化调度效益分析

对三峡梯级和清江梯级组成的混联式水电站群进行联合优化调度研究,建立了以梯级发电量最大为目标的水电站群联合调度模型,采用POA方法计算两个梯级单独运行和梯级联合调度时电量补偿效益。结果表明,丰、平、枯三个典型年的年电量分别增加了15.14亿、17.25亿、4.41亿kW·h,两梯级联合优化调度在提高非汛期发电量、减少主汛期弃水量等方面效益明显,联合运行对清江梯级的电能补偿效益更为显著。

汛限水位动态控制的防洪极限风险分析

综合考虑水文、水力不确定性因素对汛限水位控制下的水库防洪极限风险进行研究,采用随机模拟方法计算极限防洪风险率。应用一阶季节性自回归模型模拟多场入库洪水序列,考虑水力不确定性对泄洪能力的影响,在给定调洪规则下对不同汛限水位方案进行调洪,得到水库最高调洪水位和防洪极限风险率。实例结果表明:水文因素的随机性和防洪调度规则是水库防洪风险的主要影响因素,水力因素对防洪风险影响不大,同时得出了水库面临汛限水位所能承受的极限风险率,为决策者安全度汛提供一种参考依据。

基于可靠度理论的设计洪水计算方法研究

在流域梯级开发中,上游水库的调蓄作用改变了下游天然洪水状况,直接影响到下游设计断面的设计洪水。应用可靠度理论中的JC法,对受上游调蓄影响的梯级水库设计洪水计算方法进行研究。以清江梯级水库为例,分别对单库运行和两库联调两种情况进行了分析探讨,直接在失效边界上寻求洪水最不利分配组合,计算了控制断面设计洪水的风险,再结合典型年洪水过程推求下游设计断面的洪水过程线,从而为梯级水库设计洪水计算方法提供一条新途径。以1997年为洪水典型年,算出两种情况下的削峰量分别为5400 m^3/s和7900 m^3/s,下游控制断面的防洪风险分别为0.842%和0.074%,联合调度较单库运行的削峰作用显著,且防洪风险也小于单库运行。结果表明,基于可靠度理论,不仅可以直接寻求洪水地区组成的最不利洪水情况,还可以定量计算设计洪水风险。

水库群联合优化调度研究进展与展望

系统阐述了线性规划、非线性规划、网络流、大系统、动态规划、启发式算法等主要的水库群联合优化调度方法,对近年来国内外水库群优化调度理论及应用进展进行综述;重点分析了库群联合调度的基本原则、目标函数、优化算法及在防洪调度、兴利调度和多目标调度中的应用;展望了水库群联合优化调度的多目标技术,决策支持系统和效益分配等研究的方向。

考虑入库洪水随机过程的梯级水库防洪优化调度

针对梯级水库防洪优化调度求解过程中存在的入库洪水过程的随机性,以及优化调度模型求解的复杂性这两方面的问题,建立了基于Copula函数的梯级各地区洪水的联合分布函数,通过随机模拟方法得到梯级水库的入库洪水过程;建立了梯级水库防洪优化调度模型,并提出了基于并行搜索思想的PDP算法进行求解。清江梯级水库实例研究结果表明,基于Copula函数的随机模拟方法,能充分考虑洪水地区组成方式的多样性和随机性,从而能模拟对梯级防洪调度最不利的情况;PDP算法比文中其他算法更容易收敛到全局最优解;较常规调度,梯级水库防洪优化调度可进一步降低下游地区的防洪风险。

基于风险分析确定水库汛限水位动态控制约束域研究

基于预报预泄原理推求水库汛限水位动态控制约束域,确定上限的依据是在洪水来临前将水位降低至固定(或者分期)汛限水位以下,确定下限的依据是在洪水退水阶段将水位回充至固定(或者分期)汛限水位以上。为充分考虑来水起涨、退水过程的不确定性,采用实测资料进行起涨阶段预泄和退水阶段回充调度,分别推求预泄末和回充末水位的经验频率分布,由此可建立风险分析模型,从理论上解决水库防洪标准不降低和退水阶段能回充等问题。以三峡水库正常运行期为背景,推求了主汛期汛限水位动态控制约束域的上、下限值,结果表明:即使不考虑水文预报误差,基于风险分析的动态控制域上限较采用预泄能力约束法上限低、下限高,提出的方法完善了基于预报预泄原理确定水库汛限水位动态控制域的理论。

汉江流域参照作物腾发量时空变化趋势分析

采用1998年联合国粮农组织推荐的彭曼─蒙特斯公式计算了汉江流域参照作物腾发量,利用Mann─Kendall检验方法和空间插值方法,分析了1961─2000年汉江流域春、夏、秋、冬四季参照作物腾发量和小型蒸发皿蒸发量变化趋势的时空分布。分析结果有助于进一步研究气候变化对汉江流域水资源的影响。

分期电价下梯级水电站中长期优化调度研究

以发电总效益最大为目标建立了梯级水电站中长期优化调度数学模型,并以清江梯级水电站为例,分别对丰水年、平水年、枯水年进行优化调度,取得了较好的效果。与以发电总量最大为目标的调度方法相比,该调度方式可增加发电总效益,同时在目标函数中考虑水库蓄能更能体现水能资源的可持续性,更符合实际情况。

三峡水库蓄水期综合调度需求分析

三峡水库蓄水期是水资源综合利用矛盾最为突出的时期,科学分析蓄水期综合利用需求是研究三峡水库蓄水调度方式的先决条件。以8月下旬至11月下旬作为蓄水研究阶段,从上游水库群蓄水影响、防洪、发电、航运、两湖用水和水生态及水环境等方面,系统分析了三峡水库蓄水期用水需求,为进一步优化三峡水库蓄水调度方案提供技术支撑。

溪洛渡、向家坝水库与三峡水库联合蓄水调度研究

由于溪洛渡、向家坝水库与三峡水库蓄水时间上的同步性,使三峡水库蓄水难度进一步加大,进而影响其综合效益的发挥。为满足下游地区在蓄水期对上游梯级水库下泄流量的新要求,研究金沙江溪洛渡、向家坝水库与三峡水库联合蓄水调度方案,优化梯级水库蓄水过程。在综合分析防洪、泥沙、库区、发电及供水等指标基础上,推荐梯级水库蓄水调度方案。防洪、库区淹没及泥沙淤积的影响分析表明,所提方案可进一步缓解下游地区的供水压力,对金沙江梯级水库联合蓄水调度一定实践指导意义。

基于用水总量控制下水资源配置研究

构建了以缺水量最小为目标函数的用水总量控制下流域年度水资源配置模型, 在Visual C# 基础平台上设计水资源配置模型生成器, 编辑生成数学模型, 再调用Lingo 脚本文件实现数学模型的快速求解, 以赣江流域为例进行计算, 得到赣江流域内水资源配置结果, 结果表明, 用水总量控制是制约城市用水快速增长的关键因素之一, 为城市用水规划给予技术支撑.

三峡水库蓄水期径流特性分析

分析了三峡水库、长江中游干流、两湖地区9-11月份的径流特性。认为1991年以后系列较初设系列,不论是年径流还是蓄水期径流均有一定程度减小,近年来长江干流进入一个来水相对较枯的水文时期,三峡水库的蓄水压力较大。通过分析干流和两湖地区水文情势,认为少数年份存在蓄水期长江干流来水与两湖本身来水遭遇枯水的情况,使得三峡水库的蓄水形势更为严峻。通过三峡水库蓄水期径流特性分析,为进一步优化三峡水库蓄水方式提供了良好的水文基础。

2018年长江上游水库群联合调度实践与成效

在水利部的领导下,2018年长江水利委员会超前谋划、精心组织,科学实施长江上游水库群联合调度,保障了防洪安全,有效减轻了洪涝灾害损失。概述了2018年长江上游水雨情及特点,从准确预测预报预警、应对流域洪水和堰塞湖险情、统筹安排上游水库群有序蓄水、稳妥做好流域应急及生态调度4个方面总结了2018年长江上游水库群调度工作及成效。

及早谋划 严密防守 强化支撑 确保长江流域防洪安全

2017年汛期,长江发生中游型大洪水,洞庭湖、鄱阳湖水系部分支流发生特大洪水;汛末,长江上游和汉江发生明显秋汛。长江防总与地方政府认真贯彻落实中央领导指示批示精神,严格按照国家防总的工作部署,把防汛抗洪作为压倒性的中心工作,汛前及早谋划、提前防范、周密部署,超前做好迎大汛准备;汛期积极应对、科学调度、落实措施,全力抗御长江洪水和汉江秋汛,最大程度保障流域防洪安全。

长江上游水库群联合蓄水调度初步研究与思考

蓄水期是长江中下游地区用水需求最集中的时期,蓄水调度是实现水库综合利用任务最重要的环节。根据水库汛期承担的防洪任务,将长江上游蓄水水库分为仅承担所在支流防洪、自身无防洪任务但承担长江中下游防洪以及承担所在支流和长江中下游双重防洪任务的3种类型。重点分析了承担本河流和配合三峡水库承担长江中下游双重防洪任务的部分控制性水库防洪与蓄水的关系,并探讨了水库提前蓄水的可行性;结合来水的不确定性,分析了在特枯水年、偏枯水年和偏丰水年等不同典型年下三峡水库蓄水调度方式及应对措施。另外就水库群联合蓄水调度研究面临的挑战,提出了亟待开展的工作建议。

清江梯级和三峡梯级防洪库容投入时机方案研究

针对三峡和清江梯级水库群防洪库容投入时间问题,分别从各梯级投入时机、各水库投入次序展开讨论,并分析了不同时机方案对荆江河段的防洪补偿联合调度效果。结果表明,在清江洪水与长江洪水遭遇前提下,采用清江梯级水库防洪库容首先投入运用、不足部分由三峡水库承担的联合运用方式。选取1954年典型洪水,按清江梯级水库配合三峡水库的联合防洪调度方式计算得出,可将荆江河段的防洪标准由100年一遇提高至124年一遇。

强化长江流域水资源统一管理调度

有效的水资源管理与调度是促进流域可持续发展的重要保障。流域水资源统一调度和管理是一项涵盖规划、建设和实时调度管理的系统工程，本文通过长江流域水库调度管理实践，阐述了流域水资源统一调度和管理的关键环节和主要技术，包括流域水资源管理规划、水资源管理的战略格局、流域水资源调度管理实践等。同时探讨了工程措施应用对流域产生的影响以及社会经济发展需求对流域水资源管理带来的新挑战。

亭子口水利枢纽对嘉陵江中下游河段的防洪作用

亭子口水利枢纽是嘉陵江干流梯级开发的控制性工程,是长江防洪体系的重要组成部分。介绍了针对亭子口水利枢纽不同防护对象、防洪控制站洪水组成特性拟定的"固定泄量+补偿调度"的防洪调度方式,并分析了亭子口水利枢纽对嘉陵江中下游的防洪作用,指出下一步还需通过工程措施和非工程措施进一步提高抗洪能力,以期为嘉陵江中下游的防洪工作提供依据。

应对长江口咸潮的长江上游水库群调度可行性分析

长江口咸潮入侵是威胁上海市供水安全的一大隐患。为全面协调在流域层面应对长江口水源地咸潮灾害风险,在分析咸潮入侵规律、现有应对措施、上游水库群调度情况、三峡水库供水能力等问题的基础上,探讨了长江上游水库群应对长江口咸潮的压咸调度的可行性,并提出相应以三峡水库调节为主,长江上游其他水库配合的调度原则。

基于云模型的流域防洪工程体系风险评价研究

为了合理有效地开展流域防洪工程体系综合风险评价,以云模型理论为基础,综合考虑风险评价过程中的模糊性和随机性,建立了流域防洪体系风险评价的云综合评价模型。该模型优点在于利用云模型理论中的隶属函数和超熵概念分别描述了评价等级的模糊性和隶属程度的随机性,并通过可变模糊集理论中的变换组合参数进行综合评价,使得评价结果可信度高。将云综合评价模型应用到某流域防洪工程体系风险综合评价中,并与物元模型、模糊可变模型、集对分析-可变模糊模型进行了对比分析。结果表明,云模型方法有效可行,体现了评估过程中的模糊性和随机性,为流域防洪安全风险评价提供了新思路。