控制-反调节水库协同生态调度的优化策略:以三峡-葛洲坝梯级水库为例

全球主要河流已成为受梯级水库控制的人工调节系统.河流鱼类作为淡水生态系统的重要组成部分,在人类对河流水能资源开发利用的进程中,面临着种群退化、多样性丧失的巨大胁迫.水库生态调度是在鱼类关键生命期人为营造满足鱼类需求的水文水动力条件,减缓水库不利生态影响的一种生态环保措施.然而,在生态调度的实践过程中,受水库不同运行方式影响,下游水流条件在局部时段存在与鱼类需求相悖的情况,有进一步提升空间.本文选择了当前世界上规模最大的三峡水电站和其下游的葛洲坝水电站为案例,建立了梯级水库联合调度模型,模拟分析了梯级水库协同运行改善下游河道鱼类繁殖条件的可行性,并探讨了优化调整策略.结果表明,目前三峡、葛洲坝梯级水库生态调度的运行方式,大多数情况下仅通过葛洲坝水库小时尺度的精细调度,就可实现下游四大家鱼产卵繁殖所需的小时尺度连续涨水目标,并可一定程度提升发电出力,达到生态与经济共赢的良好成效.研究结果表明葛洲坝水库有能力在生态调度的特定时期内充分运用反调节库容调节三峡日出库流量过程,可为梯级水库生态调度的优化实践提供积极参考.

面向鱼类产卵繁殖的人造洪峰生态调度实践——以金沙江下游-三峡梯级水库为例

2011-2023年,金沙江下游-三峡梯级水库共开展了20次面向鱼类产卵繁殖的人造洪峰生态调度试验,在取得良好试验成效的同时积累了大量的经验。为系统梳理多年来的生态调度试验成效及经验,详细介绍了金沙江下游-三峡梯级水库人造洪峰生态调度试验的原理、要点、监测评价方法,回顾了历年调度试验开展情况,总结了调度经验并对未来优化方向进行了展望。结果表明,金下-三峡梯级水库人造洪峰生态调度试验有效促进了长江干流产漂流性卵鱼类产卵繁殖,其中三峡水库促进坝下代表性产漂流性卵鱼类——四大家鱼自然产卵繁殖效果最为显著。截至2023年,长江中游四大家鱼累计总产卵规模达382.5亿粒。在多年生态调度和十年禁渔计划等工作的共同推动下,四大家鱼资源量基本接近20世纪80年代水平。然而,受气候变化、鱼类产卵及发育特性变化、产卵场变化等因素的影响,人造洪峰生态调度试验需要在调度过程优化、调度效果评价、调度效果提升等方面开展针对性地优化调整。相关结果可为变化环境下相似流域开展面向鱼类产卵繁殖的人造洪峰生态调度试验提供参考。

三峡-葛洲坝梯级枢纽常规水库调度系统

三峡—葛洲坝梯级枢纽常规水库调度系统是《长江三峡水利枢纽梯级水库调度自动化系统》的高级应用部分,该系统建立在三峡梯级水利枢纽水库调度自动化系统水调数据平台之上,在洪水预报成果的基础上,根据三峡—葛洲坝梯级枢纽的防洪、发电、航运的综合利用要求,作出三峡、葛洲坝电厂长、中、短期出力预报,相应作出梯级枢纽水库调度计划,确定梯级水库的蓄泄对策及闸门的开启计划,制定闸门的操作命令,完整地实现了三峡—葛洲坝梯级枢纽常规水库调度业务。

长江上游流域水库群调蓄对三峡-葛洲坝梯级电站运行影响分析

长江上游流域支流众多,水能资源丰富,现已形成国内规模最大的混联式梯级电站群。三峡-葛洲坝梯级电站作为长江上游流域梯级电站最后一级,运行受到上游水库群调蓄作用的影响。以三峡水库上游26座关键控制性水库1997—2016年运行资料为基础,阐明调蓄影响下三峡-葛洲坝梯级电站入库流量变化规律,量化上游水库群调蓄作用对三峡-葛洲坝梯级电站发电量的影响。结果表明:上游水库群调蓄整体呈"汛期拦蓄,枯期补水"态势,优化了三峡水库年内入库径流分配,增加了三峡-葛洲坝梯级电站发电量。以2016年为例,上游水库群调蓄作用使三峡-葛洲坝梯级电站增加发电量4.001×10~9k W·h,增加发电量主要集中在枯水期。研究成果可为三峡-葛洲坝梯级电站中长期计划编制提供决策参考,有助于提升梯级电站调度运行水平。

三峡-葛洲坝水利枢纽围堰发电期梯级调度研究与实践回顾

三峡-葛洲坝水利枢纽的梯级调度将直接关系防洪、发电及航运等综合效益的发挥。本文回顾了围堰发电期内与梯级枢纽调度运行有关的研究与实践,包括气象水情预报、蓄水调度、防洪调度、发电调度及航运调度等。对2003至2005年的调度结果进行的简要分析结果表明,围堰发电期三峡-葛洲坝水利枢纽梯级调度为确保三峡工程后续建设、下游防洪、长江航运等提供了保障,取得了可观的社会效益和经济效益,为三峡水利枢纽正常运用后的梯级调度积累了经验。最后对后续研究工作提出了建议。

三峡-葛洲坝梯级水利枢纽调度技术集成研究的现状与展望

三峡-葛洲坝梯级水利枢纽是长江中下游重要的水利工程,三峡-葛洲坝梯级水利枢纽的联合调度不仅是实现长江中下游水资源可持续利用的基础和典范,也是实现整个流域范围内水文补偿、库容补偿、电力补偿、提高系统可靠性及综合利用效益的必要条件,由此,对三峡-葛洲坝梯级水利枢纽调度技术集成涉及的水文、调度等问题进行评述以了解现状、展望未来非常必要。在探讨三峡-葛洲坝梯级水利枢纽调度技术集成研究意义的基础上,对涉及的气象水情自动测报系统研究、流域梯级调度、水库汛限水位动态控制研究、大型水库生态调度研究、特大型水电站考核评估等研究现状进行评述,指出了三峡-葛洲坝梯级水利枢纽调度技术集成研究亟待解决的问题,对三峡-葛洲坝梯级水利枢纽调度技术集成及类似方面研究与实践有指导作用。

金沙江下游-三峡梯级水库联合调度技术及实践

金沙江下游-三峡梯级水库是治理长江及实施“长江大保护”的关键性工程,也是国家能源战略重要支撑性电源组。梯级水库水力、电力联系紧密,联合调度潜力巨大,如何运用调度好梯级水库契合时代发展需求,也是水资源高效利用技术领域的重大挑战。围绕实现梯级水库综合效益最大化这一目标,详细介绍了由多源水雨情站点融合技术、气象预报技术、流域水文预报技术和梯级水库联合优化调度技术组成的技术支撑体系,在该体系保障下实施了综合考虑防洪保障、航运畅通、生态保护以及水资源利用等多方面因素的金沙江下游-三峡梯级水库联合调度。实践结果表明:2003~2021年,金沙江下游-三峡梯级水库累计拦蓄洪量2280.02亿m^(3),保障了长江流域防洪安全;累计补水3308.84亿m^(3),平均增加三峡水库下游航道水深0.81 m,为长江经济带发展畅通了黄金水道;累计开展各类生态调度试验35次,助力了长江大保护;输送清洁能源29320亿kW·h,减排二氧化碳逾24.39亿t,为双碳目标实现贡献了绿色动能。

基于多源数据融合的金沙江下游-三峡梯级水库调度系统设计与应用

为研究金沙江下游—三峡梯级水库在多源数据融合下的运行情况,依托三峡集团公司多源气象、水文、电力等主题数据开展分析,按照梯级调度综合效益实现流程,创新提出“气流-水流-电流”的增值描述模式,实现了气象、水文、电力等主题数据融合。在此基础上,采用数据融合信息组(DFIG)相关理论对水库调度系统进行设计并应用于日常业务中。应用实践表明,该技术方法消除了不同主题数据、不同来源数据之间的壁垒,通过专业模型提供满足日常调度的优化方案,确保梯级枢纽安全、稳定、高效运行。此外,基于多源数据融合的设计降低了数据使用成本,满足金沙江下游—三峡梯级水库调度日益增长的数据要求,全面提升了三峡集团公司梯级水库运行管理水平。

三峡-葛洲坝梯级电站调峰分析

三峡 -葛洲坝梯级电站水库的联合调节调度是长江流域上的 ,也是国内水电建设行业方面的第一次尝试。如何在保障三峡工程施工安全的前提下 ,充分利用两电站间的流域面积以及葛洲坝电站对水库的反调节功能 ,对于合理利用水能资源 ,最大地发挥两电站通航。

金沙江下游-三峡梯级水库生态环保工作实践

为保障金沙江下游-三峡梯级水库安全高效运行、促进流域生态环境改善,中国三峡集团坚持“生态优先、绿色发展”理念,在上至乌东德库尾下至清江河口的约1800 km长江干流及重要支流河段建立了包含水质、水华、水温、溶解性气体、水生生态等多要素、多指标人工和自动监测相结合的生态环境监测体系,并积极探索建立卫星遥感、无人机、自动监测相结合的“空-天-地”一体化水华立体监测体系。连续12 a在5~6月份通过3~7 d持续增加水库下泄流量,创造适宜“四大家鱼”自然繁殖的水文过程,调度期间“四大家鱼”产卵量约占繁殖期产卵总量的50%。2017年以来开展了溪洛渡、乌东德、白鹤滩叠梁门分层取水调度试验,促进下泄水温改善。结合来水预报,创造潮汐式调度过程,在三峡水库支流香溪河、小江协同开展了防控支流水华的生态调度,有效抑制了支流水华的发生。建造了世界最大清漂船并建立“监测-打捞-转运-处置”一体化清漂体系,打捞上岸的漂浮物经水泥窑高温处理,实现漂浮物无害化处理和资源化利用。

三峡-葛洲坝梯级电站2013年节水增发电量超过54亿kW·h

2014年2月14日．从长江电力获悉．通过对三峡水库优化调度和精益运行．三峡一葛洲坝梯级电站2013年全年节水增发电量超过54亿kW·h．节水增发和水能利用取得明显成效。

三峡-葛洲坝水利枢纽梯级调度规程通过验收

2012年12月5日，三峡集团公司在宜昌对长江设计院提交的《三峡-葛洲坝梯级枢纽调度规程》、《三峡水利枢纽工程防洪调度方案报告》、《三峡-葛洲坝梯级枢纽正常运行期调度规程相关专题分析报告》、《三峡水库汛期中小洪水滞洪调度预案专题研究报告》等成果进行了验收。验收组由三峡枢纽管理局合同管理部、宜昌会计核算中心、档案馆、三峡梯调中心等单位的领导和专家组成。

补偿中华鲟产卵场水动力环境的梯级水库联合生态调度研究

三峡—葛洲坝梯级水利枢纽工程的建设和运行阻隔了长江部分洄游鱼类的洄游通道,梯级水库的联合调度运行改变了坝下河道天然径流过程,对被迫在坝下形成新产卵场的珍稀水生物中华鲟的产卵繁殖产生一定影响。为有效保护中华鲟资源,在明确梯级水库调度运行与中华鲟产卵场产卵适合度相关性分析的基础上,提出优化三峡下泄流量和葛洲坝运行方式相结合的三峡—葛洲坝梯级水库生态调度方式,以补偿中华鲟产卵栖息所需的河流生境。通过以三峡水库的实际来流过程输入水库生态调度模型,得出中华鲟产卵期(每年10—12月)补偿其产卵栖息水环境的梯级水库联合生态调度方式。根据梯级水库生态调度与现有调度结果进行分析比较结果表明:梯级水库联合生态调度可在满足三峡水库常规调度目标的基础上同时满足中华鲟产卵所需的生态流量,配合葛洲坝电厂优化调度运行方式,可有效增加坝下中华鲟产卵场水动力环境产卵适合度,补偿梯级水库运行对中华鲟产卵生境造成的不利影响。

三峡—葛洲坝梯级航运调度成效及建议

从保障通航设施正常运用、船舶过闸调度保持安全高效、保障库区干流和葛洲坝下游航道正常运用、为疏散坝区积压船舶创造条件和为枯水期航道维护、突发事件处置提供了条件等方面简析了三峡—葛洲坝梯级航运调度成效,对三峡—葛洲坝梯调规程和长江流域水库群联合调度提出建议。

新运营环境下三峡梯级联合调度系统方案设计

针对新的运行环境下三峡-葛洲坝梯级联合优化运行对调度系统的要求,指出了系统设计面临的主要问题,设计了联合优化系统的功能结构,通过合理设置信息管理、预报预测和联合优化调度等主要系统模块的功能,提出基于面向对象的程序实现方法和数据库结构,较好地解决了程序设计中的主要问题,提供了三峡梯级联合优化调度系统的集成方案。

三峡水库围堰发电期调度运行方式研究

根据三峡工程进度及相关部门的要求,就三峡(围堰发电期)—葛洲坝水利枢纽联合调度运行中有关泄洪设施的运行调度方式、三期围堰安全渡汛方案、梯级发电调度方式及航运调度和船闸运行方式等四个方面的问题进行了较全面的分析研究;给出了相应的调度运营方式;并提出了蓄水后应重点研究的问题,以确保围堰发电期及三峡工程正常运行后,工程可全面发挥防洪、发电、航运等综合效益。

三峡工程135m蓄水与梯级调度的几个问题探讨

三峡工程经过10年的建设,于2003年6月10日成功地蓄水至135m,水库初步形成,工程开始发挥效益。三峡水库的形成和其下游的葛洲坝水库形成了梯级水库,葛洲坝水库开始发挥为三峡水库进行反调节的作用,三峡水库的运行方式对葛洲坝水利枢纽在发电、通航以及枢纽本身的防洪方面都会产生重要影响。

长江上游水库群调蓄对下游电站发电能力影响分析

随着长江上游水利工程的陆续兴建投运,干流年来水量和径流年内分配过程发生显著变化,势必对下游水库群调度运行造成较大影响。以长江上游干支流水库群为研究对象,建立上游干支流水库群运行模拟模型以及金沙江下游-三峡梯级水库群联合发电优化调度模型,重点分析中长期尺度上游干支流水库群调蓄对金沙江下游-三峡梯级电站发电能力的影响。研究结果表明:上游干支流水库群调蓄极大地改变了溪洛渡及三峡水库来水年内分配,提高了枯期来水占比,进一步提高了梯级电站发电能力;丰水年条件下,梯级总发电量增加了1.22%,总弃水量减少了14.11%;枯水年条件下,梯级总发电量增加了3.16%,总弃水量减少了15.67%。

三峡梯级电站1月份日均发电1.55亿kWh

2月5日，三峡入库流量4800m^3／s，出库流量达6320m^3／s，完成了试验性蓄水后的三峡水库加大下泄流量保冬季发电。今年1月份，两座电站发电量创下新高，共发电46．7亿kWh，比去年同期多发10．4亿kWh，日均发电1．55亿kWh。其中三峡电站发电38．1亿kWh，比去年同期多发9．1亿kWh；葛洲坝电站发电8．6亿kWh，

三峡-葛洲坝梯级水电站蓝水足迹的计算与影响因子分析

本文计算了三峡-葛洲坝梯级水电站的蓝水足迹,并结合前人的研究成果分析了蓝水足迹的时空变化规律。结果表明,三峡-葛洲坝梯级水电站的多年平均蓝水足迹为2.09m3/gj,在已有计算成果中属于较低水平,说明从蓝水足迹的角度评价,开发三峡-葛洲坝梯级水电站是有优势的。水电站蓝水足迹具有时间变异性,其随时间的变化(年内、年际、多年变化)主要取决于时间影响因子,即气象和水文因素,为了使计算结果较好的代表多年平均情况,计算资料宜选择10年或以上;不同水电站蓝水足迹的差异主要取决于空间影响因子,即水库和水电站的参数,但在移用已有成果中的规律时,要注意资料口径的一致性。以上结论可为水电站蓝水足迹的计算提供参考。