上游水库实际调度对桓仁水库入库洪水影响分析

本文以浑江流域2010年两场洪水为研究背景,分析桓仁水库上游中小型水库实际调度对桓仁水库入库洪水的影响,得出以下结论:在2010年7月28日—8月3日7天洪水过程中,上游4库的调度运行使桓仁水库入库水量增加1306万m3,占桓仁水库同期来水量的1.12%,整个洪水期,上游水库的调度使桓仁水库入库总水量有所增加。在2010年8月27日—9月2日7天洪水过程中,上游4库的调度运行使桓仁水库入库水量减少670万m^(3),占桓仁水库同期来水量的0.71%,上游水库的调度使桓仁水库入库总水量有所减少。应用此研究成果可提高浑江流域水文预报的精确度,研究成果为同类调度提供参考。

考虑上游水利工程影响的桓仁水库洪水预报研究

桓仁水库以上的浑江流域内修建的大量水利工程,改变了流域的下垫面条件和产汇流特性。为科学指导水库防洪调度,开展了基于新安江模型的考虑上游水利工程影响的桓仁水库洪水预报方法研究。首先,基于聚合水库的思想,将研究区划分为不同的子流域,并计算各子流域对应的聚合水库库容;然后,根据该库容建立了描述聚合水库蓄泄关系的曲线,给出了聚合水库蓄泄量的计算步骤;最后,利用历史场次洪水资料率定了新安江模型的参数和聚合水库的蓄泄参数。结果表明:率定得到的聚合水库蓄泄关系曲线基本能反映水利工程对洪水过程的影响规律;对于场次洪水,不论是产流还是汇流过程,其模拟精度均得到了较大提高,产流量的预报合格率由85%提高到100%,洪峰流量和峰现时间的预报合格率由80%提高到95%。该研究成果可用于水库实时调度中,研究方法对类似水库洪水预报方案的制定具有借鉴意义。

基于多模型融合的中期径流预报

为提高流域中期径流预报精度,提出了一种基于机器学习的多模型融合的中期径流预报方法,并应用于桓仁水库流域。首先采用BP神经网络(BP)、多元线性回归(MLR)、支持向量机(SVM)构建旬尺度的单一径流预报模型;再基于信息熵和机器学习方法对上述单一模型的结果进行融合,分别建立基于信息熵、BP神经网络、SVM的信息融合预报模型;进一步考虑融雪影响,构建春汛期旬径流预报模型。引入平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和预报合格率(QR)三个误差评价指标,综合评定各模型在汛期和非汛期的径流预报精度。结果表明:(1)所有模型对径流变化趋势的模拟效果相对较好,单一模型对峰值的模拟表现较差;(2)基于机器学习算法的融合模型能很好结合不同预报模型的优势,模拟精度优于各单一预报模型和基于信息熵的融合模型,共提高汛期10个旬的径流预报精度,且将6个旬的预报合格率提升至100%,预报合格率的最大提升率达到24%;(3)考虑融雪影响的旬径流预报模型在3月和4月的预报合格率均在90%以上,提高了流域的非汛期径流预报能力。研究提出的基于机器学习的信息融合预报方法可得到准确性和可靠性较高的径流预报模型,为桓仁水库径流预报工作和水资源高效管理提供数据支持和理论支撑。

径流贝叶斯概率预报在水库发电优化调度中的应用

为了充分考虑降雨、径流预报的不确定性和降低水库发电调度模型的复杂性,采用贝叶斯概率水文预报系统(BFS)耦合降雨预报的不确定性和径流预报模型本身的不确定性来定量描述径流预报的不确定性,发布径流确定性预报、概率预报和概率预报期望值;结合随机动态规划(SDP)模型和贝叶斯随机动态规划(BSDP)模型来制定发电调度图;以浑江桓仁水库流域为背景,采用美国国家天气局的全球预报系统(GFS)发布的10d降雨预报信息作为预报模型输入,模拟桓仁水库的发电调度过程。模拟结果表明基于径流贝叶斯概率预报的水库发电调度能有效提高水库的发电效益和保证率。

桓仁水库汛限水位动态控制关键问题研究

水库汛限水位动态控制的关键在于水情测报系统、洪水预报和天气预报等信息的可利用性研究几方面。为此,以桓仁水电站汛限水位动态控制研究为背景,研究了上述几方面的关键问题,在2005、2006年水库实际洪水调度中,动态控制汛限水位,取得了较好的发电效益。分析认为,桓仁水库无论是水情自动测报系统建设、洪水及退水预报方案还是气象预报都具备了汛限水位动态控制研究与应用的条件。

浑江桓仁水库径流特性分析

桓仁水库建库至今已有３０余年，由于水库本身的作用及人类活动的影响，径流在逐渐发生变化。文章简要分析了桓仁水库建库前后年径流变化情况及洪水的变化情况。

桓仁下库进水口边坡稳定非线性有限元计算分析

用非线性有限元法分析边坡稳定性,能够对坡体内的应力分布、应变及变形分布、塑性区分布等规律有准确的认识,还可以得出滑动面的大致位置。本文应用DP模型对桓仁下库进水口边坡进行评价,判断其边坡开挖方式是合理的。

GFS降雨预报图数值化处理算法在洪水预报中的应用

鉴于大部分气象系统对外发布的降雨预报信息均为降雨预报图的形式而不能直接用于水库调度,设计了一种GFS降雨预报图数值化处理算法,可计算出降雨预报图中任意像素点的降雨数值预报信息,然后利用计算出的GFS降雨数值预报信息与洪水预报模型耦合来进行洪水预报,并以桓仁水库2010年的一场洪水为例进行了验证。结果表明,利用该算法计算出的降雨数值预报信息可应用于洪水预报,具有较好的应用前景。

辽宁省三座大型水源水库细菌数量的时空分布特征

利用荧光显微镜细菌计法(AODC法),研究了辽宁省三座水源水库—大伙房水库、碧流河水库和桓仁水库细菌数量的时空分布。结果表明,三座水库细菌数量季节变化明显,从垂直分布上来看,中层水体的细菌数量最多。大伙房水库、碧流河水库和桓仁水库细菌密度的变化范围分别为(0.64~867.52)×107、(1.04~98.4)×107和(606.1~2 355.3)cell/m L。相关分析表明,大伙房水库和碧流河水库细菌数量与测定的各类生态因子均无显著相关性。大伙房水库细菌数量与水温、pH、TN、氮磷比呈正相关,与TP、COD、Chl-a呈负相关;碧流河水库细菌总数与温度、pH和Chl-a呈正相关,与TN、TP、COD和氮磷比呈负相关;桓仁水库细菌总数与温度、TN、TP呈显著正相关,与pH和COD呈显著负相关(P<0.05),与Chl-a呈正相关,与氮磷比呈负相关。CCA分析结果显示,三座水库细菌总数的驱动因素有明显的水平差异。

提升桓仁旅游品位 保障水源地饮用水安全

水库旅游因其独特的自然风光、优美的生态环境吸引了众多游客,成为旅游热点之一。随着旅游业的快速发展,接待游客人数的不断攀升,水库的生态环境也受到了较大的压力,导致生态功能退化,并对水源地水质及水量产生影响,直接威胁着饮用水源安全。文章通过分析大伙房水库桓仁段——桓仁水库的水环境特征,以及低品位的旅游开发给水源保护带来的问题,提出了提升桓仁旅游品位与保护桓仁水库水源安全协同发展的对策建议。

桓仁大坝运行观测资料分析与研究

桓仁水电站位于浑江中游,处于辽宁省桓仁县城东北,是浑江流域第一期水电开发工程。主要结合观测资料,对近几年桓仁水库的水位、大坝水平位移、垂直位移进行了比较。结果表明:①2007-2011年水库无破坏运行状况,水库水位变幅未超过历史水位变化范围;②大坝各坝段近5年位移值及变幅呈正弦规律变化,夏季温度高,坝体向上游平移,冬季温度低,坝体向下游平移。对比表明:左岸挡水坝段位移比中部溢流坝段和4#以右的挡水坝段位移略小;③坝顶沉陷随气温呈正弦规律变化,夏季气温高,坝体上抬;冬季气温低,坝体下沉。对比表明:中间溢流坝段沉陷量比两侧挡水坝段沉陷量略大。

桓仁水库和碧流河水库浮游生物群落结构及水环境特征的比较研究

为了比较桓仁水库和碧流河水库浮游生物群落结构的差异,于2018年4、6、8月分别对两座水库进行了采样调查,研究其浮游生物的种类组成、优势种、相似性指数(P′)等,并对结果进行典范对应分析(CCA)。结果表明:桓仁水库共检出浮游植物202种,平均密度为0.97×107 ind./L,平均生物量为12.92 mg/L,多样性指数为3.27,均匀度指数为0.769;碧流河水库共检出浮游植物115种,平均密度为0.72×107 ind./L,平均生物量为16.05 mg/L,多样性指数为3.287,均匀度指数为0.714;两水库浮游植物相似性指数为30.99%;桓仁水库浮游动物共检出107种,平均密度为526.6 ind./L,平均生物量为2.16 mg/L;碧流河水库浮游动物共检出60种,平均密度140.9 ind./L,平均生物量为0.80 mg/L;两水库浮游动物相似性指数为35.77%;桓仁水库总氮(TN)、总磷(TP)平均含量分别为1.06、0.09 mg/L,碧流河水库总氮、总磷平均含量分别为0.89、0.08 mg/L;依据加权综合营养状态指数看,桓仁水库属于富营养型,碧流河属于中富营养型;典范对应分析(CCA)显示,影响桓仁水库浮游生物优势种的主要环境因子为COD、NO-2-N、DO、SD、TP,影响碧流河水库浮游生物优势种的主要环境因子为PO3-4-P、TN、SiO4-4-Si、Chl-a。研究表明,桓仁水库和碧流河水库浮游生物群落结构稳定,水环境良好,桓仁水库浮游生物种类数及密度高于碧流河水库,物种更为丰富。

桓仁水库初级生产力和限制性营养盐研究

2018年4月10日、6月11日、8月14日在桓仁水库的上游(江南九队)、中游(砬砬岗子)和下游(泗河大地)3个站位用500 mL具塞磨口瓶盛装采水器采集的水库水样,进行限制性营养盐原位试验,同时测定水中溶解氧和初级生产力,并检测分析水体理化指标,以查明辽宁桓仁水库氮磷分布、营养盐限制和初级生产力状况,保护桓仁水库生态系统的结构和功能完整性。试验结果显示,营养盐加富试验中,0.5 mg/mL氮+0.3 mg/mL磷的添加组可显著提高水体中的溶解氧水平(P<0.05);上游和中游氮磷比为2∶1、下游氮磷比为4∶1可显著提高水体中的溶解氧水平(P<0.05);初级生产力随季节变化特征明显,原始P/R系数均小于试验组。根据试验结果分析得知,桓仁水库营养盐限制因素受季节变化的影响显著,具有氮、磷双限制等特征;根据初级生产力判断桓仁水库为自养代谢型水体。

梯级电站群优化调度天气预报利用研究

浑江流域梯级电站群,多年来通过分析利用流域洪水预报、天气预报等综合信息,合理预蓄预泄,在确保防洪安全的前提下,提高电站的综合利用效益。在洪水预报模型基本满足要求的情况下,综合信息的利用关键在于短期天气预报信息可利用。对于浑江梯级电站,短期降雨预报主要在于依据信息可以提前预泄,在洪水退水期也可以及时拦蓄洪尾。

桓仁水库面源污染现状原因分析及防治对策的探讨

桓仁水库是辽宁省最大水源大伙房水库的调储水源,水质现状值得关注。在对水库保护区内开展污染源调查的基础上,运用近年来的水质调查、监测、评价数据,分析水库面源污染现状及其水质变化原因,并提出相应的防治对策。

桓仁水库“十三五”期间水体富营养化评价

桓仁水库是辽宁省重要的饮用水水源地,定期了解桓仁水库水体富营养化程度对保护水源地水质有重要意义。利用富营养化指数法对“十三五”期间桓仁水库水体富营养化水平进行分析,并提出相关建议。

桓仁水库水生态健康研究进展

桓仁水库作为辽宁省重要的饮用水源水库,对其开展水域生态学调查和水质健康评价具有重要意义。通过综述桓仁水库的研究成果,全面系统地总结了桓仁水库水质理化特征、细菌、浮游生物和鱼产力情况,并结合辽宁省其他水源水库的研究结果进行了比较。桓仁水库水质理化指标和生物指标结果表明其生物多样性差,水生态健康程度低,富营养化状态和污染程度不断加深。因此,进一步对桓仁水库开展监测保护和优水渔业利用,从而提高生物多样性和水生态健康状态,势在必行。

基于利益均衡机制的桓仁水库水源地保护模式硏究

桓仁水库是大伙房输水工程的重要水源地水库,对保障辽宁省中南部城市饮用水安全具有重要作用。文章基于对桓仁水库水源地基本情况的介绍,运用利益相关理论分析了桓仁水库及水源地保护利益相关群体及利益关系,提出了基于利益均衡的桓仁水库水源地保护模式构建思路和具体举措。

短期降雨预报在桓仁水库汛限水位动态控制中的应用

以桓仁水库为例,分析短期降雨预报应用于汛限水位动态控制的可行性,研究了利用短期降雨预报信息进行水库汛限水位动态控制的调度方式,计算了利用降雨预报信息进行汛限水位动态控制后水库的发电效益。结果表明:利用降雨预报信息进行汛限水位动态控制后,在不增加桓仁水库防洪风险的前提下,为水库带来较大的经济效益。

桓仁水库退水阶段优化调度研究

流域的退水预报对洪水退水期的水库调度至关重要，直接影响着水库调度效益的发挥。桓仁水库预报模型的7日退水预见期的合格率QR=100％；确定性系数DC=0．88。退水预报精度等级接近甲级，达到可利用水平。现以桓仁水库为例，针对综合退水曲线退水段，建立了退水段发电量最大模型，并利用遗传算法对该模型进行求解，最后通过对优化调度结果进行分析，说明了该算法的有效性和优越性，对水库水电站汛期退水段的调度有一定的指导意义。