潘家口水库主汛期动态水位控制方案及效果分析

自2018年起,潘家口水库于主汛期(7月1日—8月15日)开始执行动态水位控制方案,在不影响下游防洪安全的前提下,控制运行水位在216.0~218.0m。为此,需要对潘家口水库兴利效益、防洪风险及其下游防洪风险进行分析研究,以确保水库主汛期执行动态水位控制的可操作性。

水电站汛期动态水位控制分析和研究

在协调兴利与防洪的过程中,设定水电站汛限水位具有非常重要的意义,但是很多水电站为了保障汛期防洪安全,依照设计的固定限水位一成不变的运行,在一些汛末或者非汛期不敢蓄水,导致水利资源大幅度的浪费,汛期水位动态控制的研究具有非常重要的意义,其能够为水电站以及水电站群优化调度过程中提供可靠的依据,方便利用水资源。本文与工程相结合,对水电站汛期动态水位控制进行分析和研究,以供参考。

基于汛期水位动态控制的洪水资源化利用研究

洪水是一种重要的水资源,洪水资源化利用在水资源较少地区显得尤为重要。以河北刘家台水库为例,通过HEC-HMS水文模型软件,对汛期水位动态控制的防洪效果以及地下水转换效率加以评价。结果显示,采用该方法后,海河流域部分河段5天可增加地下水量约9.02×10^(6) m^(3),多拦截洪水1.58×10^(8) m^(3),表明汛期动态水位控制具有良好削峰防洪作用,研究成果可为洪水资源化利用提供参考。

金沙江中游梯级水库联合优化消落及运行水位动态控制策略

针对金沙江中游梯级水电站消落期集中消落导致的大量弃水损失和机组出力严重受限等问题,本文以金沙江中游梯级水电站为研究对象,建立结合优化消落及运行水位动态控制的梯级水库联合优化调度模型,并根据优化调度计算结果总结提炼了金沙江中游梯级水库联合优化消落及汛期运行水位协同浮动策略。研究结果表明:在金沙江中游梯级水库联合消落同时开展运行水位协同浮动,可有效减少弃水损失,提高梯级电站顶峰能力,避免人造洪水。本文研究成果可为金沙江中游梯级水电站实际调度提供参考依据和技术支撑。

低水头大型水利枢纽汛期运行水位动态控制方法研究与应用--以长洲水利枢纽为例

水库汛期运行水位动态控制是促进雨洪资源利用、缓解水库防洪与兴利之间矛盾、提高水电站综合效益的重要手段。本文以长洲水利枢纽为例,针对低水头大型水利枢纽调度过程中面临库区上游淹没制约、下游尾水顶托、机组出力受限等多约束问题,构建了适用于此类工程的防洪与发电多目标联合优化调度模型,提出基于淹没临界控制线的调洪演算方法和发电流量逐次分配优化求解方法。通过长系列模拟演算和多方案对比分析发现,与常规方案相比,采用运行水位动态控制方案可以使枢纽汛期平均发电水头提升6.88%、平均发电量增加8.75%,经济效益显著。研究方法对低水头大型水利枢纽防洪与发电联合优化调度具有借鉴意义。

嘉陵江亭子口水利枢纽汛期运行水位动态控制研究与实践

在国家双碳战略背景下,科学利用洪水资源是水库电站提高水能利用率,实现提质增效的重要措施。笔者系统地论述了亭子口水利枢纽汛期运行水位动态控制的研究思路和技术路线,基于下游防洪能力现状和预报预泄技术,研究了动态控制约束边界及启动条件,提出了风险控制策略和建议。在2022年“7·14”洪水过程中,亭子口水库通过实施汛期运行水位动态控制,累计拦蓄利用洪量10.65亿m3,增发电量1.84亿k W·h,成效显著。实践证明:该研究技术路线正确,启动条件科学,运用方式安全,具有重大的实用价值和广阔的推广应用前景。

陆浑水库汛限水位动态控制风险研究

结合陆浑水库的实际,探讨了以预泄调度方式实施汛限水位动态控制所面临的风险。研究了陆浑水库实施汛限水位动态控制域、动态控制实施条件、调度方式,重点对其所面临的风险和损失进行了评价和计算。结果表明,陆浑水库以预泄调度方式实施汛限水位动态控制是可行的,在风险允许的范围内,水库经济效益大大提高。

基于改进预泄能力约束法的水库汛限水位分期动态控制域确定及应用

汛限水位动态控制域是水库汛限水位动态控制研究的关键内容,亦是动态控制方案实施的基础。预泄能力约束法是确定汛限水位动态控制域的主要方法,但该方法主要考虑洪水预报信息进行预蓄预泄,并不适用于洪水汇流速度快、依据洪水预报信息决策时效短的水库,因此,本文提出了考虑未来48 h降雨预报信息的改进预泄能力约束法,并结合水库分期汛限水位,研究了水库汛限水位分期动态控制域确定方法。以山西省漳泽水库为例,结合现有分期汛限水位,采用改进预泄能力约束法确定了水库汛限水位分期动态控制域,成果在2013—2016年的水库调度实践中取得了较好的应用效果。

浅层地下水安全开采动态控制水位确定

为深入研究地下水安全开采问题,提出了地下水安全开采动态控制水位概念,具体包括控制水位上限、控制水位下限、上限预警水位和下限预警水位四个指标,各指标值随时间变化。详细介绍了水均衡法确定动态控制水位的基本原理和方法步骤,并以阜阳市为例,选取代表性观测站(周棚站)进行计算,得到研究区年内浅层地下水安全开采动态控制水位过程。结果表明,年内控制水位上限、控制水位下限、上限预警水位和下限预警水位均随时间动态变化,为地下水实时动态监督管理提供了可靠依据。

贝叶斯定理构建水库汛限水位动态控制推理模式及其风险

针对现行的汛限水位动态控制推理模式的建模假定合理性证明及风险率计算不完备性问题,以南水北调受水区的白龟山水库资料为例,应用贝叶斯定理证明了现行推理模式的建模假定是成立的,依据完备条件下风险构建新的推理模式较现行的模式结构合理,逻辑性与可操作性强.这一研究成果既有理论意义又有实用价值,可达到既保证防洪安全,又增加洪水资源量的双赢目的,有助于进一步推广应用汛限水位动态控制方法.

基于短期降雨预报信息的水库汛期库水位实时动态控制方法研究

本文以提高洪水资源与水能资源利用率为目标,研究利用短期降雨预报成果指导水库汛期库水位实时动态控制。实例表明,在不降低原设计防洪标准前提下,可使桓仁水库发电效益明显增加。本文研究方法对北方水资源短缺地区大型水库或调节性能较高的发电为主兼防洪水库汛期实时调度也有较好的借鉴意义。

高关水库汛限水位动态控制方法应用研究

水库汛限水位动态控制是汛期提高洪水资源利用率的重要途径,本文结合高关水库实际情况,对其开展汛限水位动态控制方法的分析与运用,引入了降雨及洪水预报支撑下的预蓄预泄法、预泄回充法和洪水预报调度法,并对其进行了风险分析。选取了2007年的一场洪水为例进行调度,且与原常规调度方式比较。结果表明:预蓄预泄法、预泄回充法和洪水预报调度法均能较好地运用于高关水库的实际调度过程中,在满足设计防洪标准要求的前提下,合理将这3种方法结合,不仅能适当提高汛限水位增加效益,而且能更有效地拦蓄洪水尾部,将汛限水位保持在理想位置。

水库汛限水位动态控制回蓄时机的确定方法研究

合理确定汛限水位动态控制回蓄时机可以减轻水库在回蓄过程中的开闸频率。提出了动态剩余水量的概念,构建了综合考虑当前流量、峰后延迟时间、洪峰流量及峰型指数等表征洪水退水规律的指标体系,建立了动态剩余水量多元线性回归模型,提出了基于动态剩余水量确定水库汛限水位动态控制回蓄时机的方法。以河口村水库为背景进行实例研究,结果表明:采用动态剩余水量多元线性回归模型的计算结果,可以较好地实现水库汛限水位动态控制的回蓄目标。

基于混合智能算法的三峡水库汛限水位动态控制研究

为充分发挥三峡水库的防洪兴利效益,利用水文、气象预报,实施动态汛限水位控制运行具有重要的意义.考虑调度期实时防洪风险约束,建立实时调度与汛限水位动态控制模型,设计混合智能算法,对模型进行优化求解.利用宜昌站汛期实测日流量资料进行模拟调度,得到汛限水位动态控制结果.结果表明,汛限水位动态控制能权衡防洪风险与兴利关系,在一定条件下,适当提高水库运行水位,可以在保证防洪标准不变的前提下较大幅度提高水库的兴利效益.

梯级水库汛限水位动态控制域计算模型

针对梯级水库运行中由于汛期限制水位静态控制而导致洪水资源浪费问题,在上下游水库互为库容补偿的基础上,以不降低水库及梯级原有的防洪标准为前提,综合考虑其预泄能力约束及库容补偿能力约束,建立预泄能力-库容补偿能力双约束模型,用以推求梯级水库汛限水位动态控制域,并制定其动态控制方案,提高梯级水库对中小洪水资源的利用率.实例研究结果表明,该方案使得梯级水库的总发电量得到进一步提高.其中,多年平均发电量增加了0.113亿kW·h,占1.02%;多年平均弃水量减少了0.096亿m^3,占0.45%.

中期数值降雨预报在汛限水位动态控制中应用研究

定义中期数值降雨预报最大可利用预见期、最大可利用预见量和实时预见期折减系数3个参数,对中期数值降雨预报信息进行预处理,且给出评估中期预报精度的指标以及指标的求解方法;然后利用上述3个参数,对汛限水位实时动态控制相对安全期进行定义,进而提出利用中期预报进行汛限水位动态控制的实时相对安全期法.对该方法风险分析过程就是对上述3个参数的优选过程.基于此,分别定义评估风险、风险效益以及调度决策者承受风险能力的指标,建立控制风险在决策者承受能力内而追求风险效益最大的风险分析模型,即参数优选模型.浑江上游桓仁-回龙库群试用结果表明,经济效益显著.

基于综合信息的汛期库水位实时动态控制方法

以提高洪水资源利用率为目标,研究利用实时水雨工情及短期雨洪预报等综合信息的汛期库水位实时动态控制方法,即改进的预蓄预泄法.应用实例表明,在不降低水库上下游防洪标准的前提条件下,可使桓仁水库及梯级库群的发电效益明显增加.该综合信息的汛期库水位实时动态控制方法,对北方水资源短缺地区调节性能较高的大型水库(水电站)汛期实时调度,有较好的借鉴意义.

水库汛限水位动态模糊控制方式研究

以降雨预报条件下如何实施水库汛限水位的动态控制为研究对象。首先利用预泄能力约束法计算水库汛限水位动态控制范围,在此基础上结合降雨预报信息和水库当前水情信息,利用模糊控制原理确定汛限水位动态控制值。结果表明模糊控制方式可提高水库的蓄水效益,且不会降低水库的防洪标准。

福建水口水库汛限水位动态控制及调度方案研究

水库汛限水位动态控制是实现洪水资源化利用的关键技术,也是挖掘水库兴利潜力的热点和难点问题。该文结合水口水库汛限水位动态控制课题研究,在吸取水库汛限水位动态控制现有各种研究方法的基础上,深入系统地分析闽江洪水特性、水口水库特点及上下游防洪条件,提出水口水库汛限水位动态控制研究的原则、方法和成果,实施汛限水位动态控制的防洪调度方案,具有重大的社会效益、经济效益和环境效益。

汛期水风光多能互补动态调度模型研究

为充分利用水电站水库汛期在预报无洪水或小洪水时的调节能力,将汛期运行水位动态控制域对应库容作为调节风光运行的可用库容,在提高水库调节能力的基础上给出了考虑入库洪水实时状态的汛期水电站水库动态消纳风光调度模式,以风光出力期望值加水电出力之和与负荷偏差最小为目标,结合风光出力不确定性建立了汛期水风光多能互补动态调度模型,并以福建省水口水电站为例进行模拟调度计算。结果表明:所提动态消纳风光调度模式能够在保证防洪安全的前提下充分合理利用水位动态控制域内的调节能力来调节风光出力,使失负荷时段数和发电量缺口期望值相较于传统调度模式分别降低约37%和32%,水电站水库平均发电水头提高约4.39%,不仅可提高系统出力可靠性,且能增加系统运行效益。研究成果可为汛期调节风光出力提供参考。