白鹤滩水库分期设计洪水与运行水位动态控制

水库运行调度依据年最大设计洪水确定的汛限水位,没有考虑洪水年内的季节性变化规律。采用原设计汛限水位运行导致汛期弃水、汛后水库蓄满率低。本文把白鹤滩水库汛期分为前汛期、主汛期和后汛期,分别计算分期设计洪水,经调洪演算推求分期运行水位,利用预报预泄法确定汛期运行水位上限,分析白鹤滩水库汛期运行水位动态控制的风险及效益,为白鹤滩水库调度决策提供技术参考。

高洪水期运行水位对三峡水库泥沙淤积的影响

三峡水库泥沙问题直接关系到水库库容的长效保持。选取典型高洪水期,基于数值模型探究入库水沙量级、水沙异步及运行水位对三峡库区沙峰输移和淤积排沙的影响。结果表明:入库洪峰的增大抑制了涪陵沙峰比的衰减,并导致更多泥沙输运至坝前,使得坝前沙峰降幅受运行水位的抬升更为显著;变动回水区较常年回水区更易受到入库水沙异步影响,且随着来沙系数的增大,由低水位抬升时淤积占比更高;水库排沙比受入库水沙异步影响有限,且随着入库洪峰、沙峰的增大,排沙比增加的同时对运行水位抬升导致的衰减更为敏感。研究成果初步揭示了入库水沙异步及运行水位对库区沙峰运动与淤积的影响,可为三峡水库汛期优化沙峰排沙调度提供参考。

梯级水库汛期运行水位协同浮动调度模型方法

水库汛期运行水位协同浮动旨在不增加防洪风险前提下,挖掘中小洪水利用潜力,提升流域水资源利用水平和供水保障能力,已成为防洪与水资源高效利用领域的研究热点和难点。从防洪库容置换与风险防控出发,基于动态预见期和预泄能力约束,嵌套运用预泄预蓄法和库容补偿法,解析了梯级水库汛期运行水位协同浮动关系;考虑帕累托最优解集和最优前沿的动态变化特性,建立了面向动态多目标的梯级水库汛期运行水位协同浮动调度模型;把环境变化检测、随机再生种群和基于参考点的帕累托前沿预测策略引入智能算法,提出求解调度模型的动态多目标智能算法,基于风险效益评价指标以评估调度方案,为梯级水库汛期运行水位协同浮动运用提供技术支撑。

金沙江下游梯级水库汛期运行水位协同浮动调度研究

为验证梯级水库汛期运行水位协同浮动调度模型方法的合理性与普适性,在金沙江流域开展实例分析。首先考虑洪水预见期变化,应用动态多目标算法高效求解调度模型;然后评价汛期运行水位协同浮动调度的风险与效益;最后推求乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝水库的汛期运行水位协同浮动关系。研究结果表明:相比年汛限水位静态控制调度方案,梯级水库汛期运行水位协同浮动调度方案在不增加防洪风险前提下,各水库汛期运行水位均可适当抬升,汛期多年平均发电量和电站弃水减少量的最高值(改善率)可达1071亿kWh(11.1%)和649亿m^(3)(14.3%),有效提高了洪水资源利用水平,综合效益巨大。

水库汛期运行水位动态控制风险和效益分析

汛期运行水位动态控制可通过挖掘利用预报信息提高水库兴利效益,但需合理评估可能面临的防洪风险。在提出水库和下游防洪保护对象附加防洪风险概念的基础上,建立了水库面临不同量级预报入库洪水时的运行水位动态控制优化模型,并以三峡水库为例,分别选取丰、平、枯三个典型年进行了验证分析,结果表明:1) 丰水年可以增加发电量约4%,枯水年和平水年汛期最大可以增加发电量约8%和9%;2) 当水库预报入库洪峰流量小于66,000 m3/s,运行水位控制在151 m及以下时,城陵矶地区附加防洪风险率小于0.5%。给出的汛期运行水位、预报洪峰流量和城陵矶地区下游附加防洪风险之间的关系,可以为三峡水库的调度决策提供更为丰富的参考信息。

玉龙水库汛期排沙运行水位设置的必要性分析

分析玉龙水库汛期设置排沙运行水位的必要性,通过供水保证率、破坏深度、排沙效果等分析计算,最终采用汛期不设置排沙运行水位方案。

西津水电站汛期控制运行水位调整方案研究

为助推能源绿色低碳转型,进一步挖掘西津水电站调节潜力,笔者基于郁江流域防洪体系建设和西津水电站历年调度运行情况,通过预报调度法和预泄能力约束法分析提出汛期控制运行水位调整方案,并对调度方案带来的影响、风险和效益进行分析。结果表明,方案具有可操作性,风险可控,同时有一定发电效益,可为西津水电站汛期精细化调度提供参考。

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。

三门峡水库运行水位对湿地水文过程影响研究

通过对三门峡库区湿地生态系统的水文过程及主要影响因素的调查和分析,研究水库运行水位变化对湿地生态系统水文过程的影响及主要生态效应,为恢复和维持河流生态系统健康提供依据。研究发现,降低水库运行水位,库区湿地面积将大幅度减少,湿地生态需水供给受阻,湿地生境状况出现不利变化,部分湿地将丧失原有的生态功能;湿地生态系统的水文过程变化将导致湿地多样性和景观结构、格局发生明显变化,严重影响区域的景观格局和生态安全;水库运行水位降低,将使库区周边地下水位降低,使地下水的供需平衡更趋恶化。鉴于生态问题的复杂性,需要对运行水位的生态效应进行长期、全面研究,以便采取有效的控制措施和对策。

新疆平原湖泊最优运行水位评价指标体系初探

上世纪中叶以来,在人类活动和气候变化的双重影响下,新疆大多数平原湖泊咸化、萎缩甚至干涸,湖泊生态环境严重恶化。近十年以来,在全球气候普遍变暖的情况下,新疆气候逐渐向暖湿转变[1],气温升高、降水增加,部分湖泊水域又呈扩大趋势,给湖泊水资源的可持续利用带来新的挑战。如何确定湖泊最优运行水位,是实现湖泊水资源可持续利用的首要问题。本文旨在通过总结与分析影响新疆平原湖泊水位的因素及湖泊水位变化对湖区生态环境和社会济发展的影响,来构建新疆平原湖泊最优运行水位的评价指标体系。

东湖泵站轴流泵增设导轮降低最低运行水位的研究

针对东湖泵站水泵叶轮淹深不足、排涝标准降低的主要问题，在分析兴建外排泵站、增建潜水电泵站和加装导轮3种改造方案的基础上，着重研究了在轮流泵叶轮前加装导轮的可行性，以使水泵在较低的内湖水位下也能运行。加装导轮后，增大了内湖调蓄容积，提高了泵站排涝标准。

黄河上游梯级水电站运行水位动态控制研究

随着水文气象预报技术的进步，水雨情测报系统的完善和水调自动化系统的投运，动态控制刘家峡及以下电站的运行水位已成为可能，效果明显。本文通过分析多年黄河上游水库水电站运用规律和运行特点，结合实际调度经验，提出了水库运行水位动态控制的建议。

江苏省沂北地区善后河闸控制运行水位分析

古泊善后河是江苏省沂北地区洪涝入海的主要通道,也是宿连航道、连申线航道的重要组成部分,还是徐圩新区的供水河道。受控制运行水位偏低和农业用水高峰影响,近些年已多次发生航道断航和取水困难的现象,为了确保沂北地区除涝、供水和航运安全,需合理确定古泊善后河控制运行水位。通过构建沂北地区一维河网水动力模型进行计算,计算成果表明,善后河闸汛限水位可分时段控制并抬高0.2~0.4m,基本不影响防洪除涝安全,能进一步提高通航、供水保证率,增加水资源供给量,确保航运和徐圩新区用水安全。

万安水库提高运行水位可行性研究

由于受库区淹没处理、下游防洪等诸多因素制约,万安水电站于1993年建成后一直按初期运行方案运行,不仅无法充分发挥水库防洪、发电、灌溉和航运效益,还恶化了电站的汛期运行条件。目前,万安水库下游防洪条件已经得到较大改善,为提高万安水库运行水位创造了条件。针对拟定的提高万安水库运行水位的3种方案,从发电效益改善,库区淹没处理投资,航道改善等方面进行了可行性分析。结果表明,恰当确定水库运行水位,加上受益行业共同投资,3种方案都能获得较好的经济效益。建议进一步从下游防洪要求方面开展深入研究,尽早实现水库效益最大化。

小浪底水库拦沙初期起始运行水位论证

遵照小浪底水库“以防洪 (包括防凌 )、减淤为主 ,兼顾供水、灌溉和发电 ,蓄清排浑 ,综合利用 ,除害兴利”的开发任务 ,根据库区地形及库容分布特点 ,通过库区及下游河道物理模型试验和数学模型计算 ,从不同水沙条件库区干支流淤积量、部位、形态 ,下游河道尤其是山东河道的防洪减淤 ,水库供水、动能指标等项对比 ,对拦沙初期起始运行水位进行了分析论证 ,推荐拦沙初期起始运行水位采用 2 10m ,2 0 0 0年采用 2 0 5m。

基于两阶段风险分析的水库群汛期运行水位动态控制模型

水库群实时调度能结合有效的水文预报信息对水库在实时运行层面权衡防洪与兴利效益具有指导意义。然而,水文预报信息的利用面临着不可规避的不确定性问题,故水库群实时调度运行需要考虑风险控制方法的研究。本文针对耦合水文预报的水库群汛期运行水位动态控制问题,提出了可考虑各水库不同预见期长度、不同预报精度的两阶段风险率计算方法,并将其应用于构建水库群汛期运行水位动态控制模型。首先,两阶段风险率是将未来调度时段按预见期节点分为预见期以内和预见期以外两个阶段,预见期以内考虑径流预报不确定性带来的风险,采用集合预报思想统计多组预报径流情景在预见期以内的失事概率;预见期以外考虑因预见期末水位过高难于应对后续洪水的潜在风险,根据历史设计洪水的调洪演算试算风险率。其次,基于所提出的两阶段风险率方法构建以发电量最大为目标函数的水库群汛期运行水位动态控制模型。将该方法应用于汉江流域5库群系统,其研究结果表明:1)提出的两阶段风险率计算方法可兼顾考虑实时调度阶段由径流不确定性引起的预见期以内、预见期以外的潜在风险;2)相比于常规调度方案,优化调度模型方案在2020年实测夏汛期径流情景下提高了库群系统发电量为2.30×10^(8) kW·h。因此,基于两阶段风险分析构建的水库群优化调度模型,可求解得出的水库群系统库容动态最优决策过程,且该优化调度模型可在不增加汛期防洪风险的基础上提高水库群系统的发电效益。

江垭水库汛期运行水位动态调度控制及成效分析

水库汛期运行水位动态控制对于流域汛期防洪度汛具有重要的意义。年调节水库经常面临着水库汛期弃水而汛期后又缺水的矛盾。针对这一问题,以湖南省澧水流域江垭大型水库为例,从洪水预报、天气降雨以及水库预泄能力等方面分析了水库汛期运行水位采取动态调度控制的可行性,依据分析结果,确定动态调度控制方案,并对动态调度后的防洪、抗旱、供水以及发电等效益进行了分析。结果表明:水库分时段动态水位控制后,不但没有影响水库防洪作用,而且充分发挥了水库发电、抗旱、生态供水等综合效益。研究结果可为其他水库科学调度提供参考。

关于百龙滩水电站提高水库运行水位的建议

百龙滩水电站是红水河梯级开发的第七级电站，是一座无闸门控镧的低水头径流式水电站，厂房内安装6台贯流式机组，总装机容量19．2万kW，百龙滩电站下游梯级为乐滩水电站（一期工程）正常蓄水位94．3m，与百龙滩电站尾水位不衔接，乐滩水电站扩建后水库正常蓄水位提高到112m，与百龙滩电站尾水位重叠，因此，百龙滩水电站最大水头减少5m左右，年发电量减少2．2～2．6亿kW·h。为了减少它受到的负面影响，有必要提高百龙滩水电站发电效益和解决上游大化水电站调峰运行所引起的百龙滩电站电量损失，建议百龙滩水电站在溢流堰顶上增建橡胶坝，坝高2．3m，使百龙滩电站水库运行水位提高到128．3m，即使仅限于枯水期运行，20年生产期能增加发电量12．2亿kW·h，售电总收入23468万元，净效益达到22951万元。

基于水情自动测报系统的汛期运行水位控制方法研究

利用水情自动测报系统提供的降雨、流量等实测信息以及流域汇流时间、流域退水、入库洪水特性等统计信息,提出了基于流域汇流时间的汛期运行水位控制方法和基于水情自动测报系统的汛期运行水位控制方法,并用黑河流域实测资料进行了验证。结果表明,在防洪安全的前提下,两种控制方法都可抬高汛期运行水位,增加水库兴利效益。

万安水库主汛期运行水位动态控制预泄策略研究

汛期运行水位动态控制可在兼顾流域防洪安全前提下实现洪水资源化利用,在洪水来临前如何控制水库及时预泄至汛限水位,并兼顾发电效益显得尤为关键。为此,提出了一种在预泄期内在实时来水基础上均匀加大下泄流量的预泄策略,推求了最优加大下泄流量计算公式,并以江西省赣江流域万安大型水库为例开展应用研究。结果表明,所提预泄策略能够准确推求得到规避防洪风险和兼顾发电效益的最优加大下泄流量;在增加主汛期发电效益方面,抬升水位动态控制上限提升效果明显优于优化万安水库预泄过程,因此预泄策略的设计应侧重于规避防洪风险。