龙羊峡水库后汛期入库径流特征及可蓄水量分析

以1956—2022年唐乃亥水文站实测水文数据为基础,采用数理统计方法,重点分析黄河源区后汛期径流特征,并结合龙羊峡水库满负荷发电流量,对龙羊峡水库在后汛期可蓄水量进行不同情景的分析讨论。研究表明:1)唐乃亥水文站后汛期径流量年际变化较大,丰枯不均,以正常偏枯为主,多年平均后汛期径流量占汛期径流量的29.1%;2)唐乃亥水文站后汛期日平均流量在1000 m^(3)/s以上的径流量平均为8.96亿m^(3),年际变化极大,以1000 m^(3)/s发电流量运用,龙羊峡水库蓄至正常蓄水位的保证率仅为10%,多数年份汛期结束后水位无法达到正常蓄水位2600 m。建议根据后期来水,适时调整进入后汛期的时机,优化和调整龙羊峡水库年度调度方案,为高效合理利用黄河源区后汛期水资源奠定基础。

不确定来水条件下龙羊峡水库年末水位优化

以黄河上游多年调节水库龙羊峡及下游刘家峡水库为研究对象,考虑来水不确定性影响,建立梯级水库群多目标随机优化模型,并基于理想点法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)决策方法,求解当年发电量与年末水位Pareto方案集中最佳方案,探讨来水频率及起调水位对年末水位和发电量的影响,验证年末期望水位保证多年调节水库发电效益的可靠性。结果表明:在不确定来水条件下,龙羊峡水库年末期望水位与龙羊峡水库、刘家峡水库年期望发电量之间存在竞争关系;龙羊峡水库来水频率越低、起调水位越高时,龙羊峡水库年末水位越高,龙羊峡水库、刘家峡水库发电量越大;基于提出的年末水位优化方法可大幅缩减龙羊峡水库现行调度方式下年末水位范围,且保障发电效益的可靠性在98%以上。

龙羊峡水库鱼类多维多样性空间分布格局

为了解龙羊峡水库鱼类多维多样性现状及空间分布格局,于2022年6月对龙羊峡的鱼类进行了调查,并结合鱼类物种出现与否、个体数和生物量3种数据类型对龙羊峡鱼类物种多样性、系统发育多样性和功能多样性现状及空间分布进行了研究。调查共采集鱼类2416尾,94.24 kg,经鉴定有鱼类19种,隶属于4目7科17属,其中土著鱼类8种,外来鱼类11种。与历史调查相比,龙羊峡的土著鱼类减少,而外来种显著增加。基于3种数据类型计算的物种多样性、系统发育多样性和功能多样性分布结果存在差异,所以在研究鱼类生物多样性时应该结合多种数据类型对其进行综合评估。具体来看,龙羊峡物种丰富度分布呈现出库首>库尾>库中的特征,但个体数和生物量从库尾至库首逐渐减少;3种数据类型计算出的鱼类系统发育多样性均在库中最高;基于物种出现与否和个体数两种数据类型计算的功能多样性均在库尾较高,而基于生物量数据计算的功能多样性则在库首较高。回归分析表明,龙羊峡鱼类系统发育多样性受外来物种显著影响,而物种多样性和功能多样性的变化与距大坝距离和外来种数量之间均不相关。

龙羊峡水库蓄丰补枯特征研究

丰、枯水期末蓄水量是影响多年调节水库蓄丰补枯规则的关键要素。以黄河上游龙羊峡水库为研究对象,基于该水库的历史运行资料,考虑水库丰、枯水期的来水量、初始蓄水量等影响,采用多元线性回归方程建立调度函数,推求丰、枯水期水库增补水量,确定水库的丰、枯水期末蓄水量。结果表明:(1)龙羊峡水库丰水期增水量的距平值与来水量的距平值呈显著的正相关性(R^(2)=0.42),枯水期水库补水量的距平值与初始蓄水量的距平值呈显著的正相关性(R^(2)=0.16);(2)由调度函数推求的丰水期增水量与实际增水量的相关性良好(R^(2)=0.62),枯水期补水量与实际补水量相关性也较好(R^(2)=0.38)。研究成果可为龙羊峡水库调度规则的建立提供依据,也可为其他多年调节水库的调度提供参考。

龙羊峡水库次表层叶绿素a最大值层时空分布特征及影响因素

水库次表层叶绿素a最大值(Subsurface Chlorophyll Maximum,SCM)层分布特征不仅反映了水库浮游植物、初级生产力垂向分布特征,也反映了水体营养盐等环境因子状况。通过测定不同水层叶绿素a(Chl-a)指标,探讨龙羊峡水库SCM层时空分布特征,分析其与营养盐等主要环境因子的相关性。研究结果显示:1)龙羊峡水库SCM层具有明显的分层现象,Chl-a浓度垂向分布特征表现出表层含量高于底层,且随着季节变化,SCM层的垂直分布范围逐渐变宽。2)龙羊峡水库SCM层分布受多种环境因素的影响,其中温度和营养盐浓度是影响Chl-a垂直分布的主要影响因子。研究SCM层的垂向分布特征对认识龙羊峡水库初级生产力的分布格局有重要意义。

龙羊峡水库水温结构演变及其对下游河道水温影响

多年调节水库由于年际运行过程的差异引起水库水温结构变化,探明其规律及对下游河道水温响应具有重要意义。以黄河龙羊峡水库为研究对象,利用水库蓄水后的1988～2008年运行过程及水温观测资料,分析了水库运行方式与水温结构变化关系,探讨了水库不同运用过程对下游河道水温的影响。研究结果表明:龙羊峡水库水温结构演变及其对下游河道水温影响程度与水库运用过程密切相关。12～3月,水温结构为弱分层或等温分布,较高水位的蓄热增温效应明显,下游河道水温与水库水位变化具有同相位关系;5～10月,水温结构为分层分布,水位是决定分层形态变化最主要因素,下游河道水温与水库水位变化具有反相位关系,同时,水位与河道水温在不同的出入库水量条件下,呈现不同的线性相关关系。11月和4月,水温结构近乎为等温状态,也是水温结构变化的转折点。研究成果为分析大型水库在不同运行条件下水温结构及下游河道水温提供一定的参考依据。

龙羊峡水库长期低水位运行原因分析及抬高水位对策研究

通过对水库历史资料和实际运行资料的计算、分析,找出了造成龙羊峡水库长期低水位运行的各种自然因素和人为因素,并提出了提高龙羊峡水库运行水位的对策.通过抬高龙羊峡水库运行水位后效益的计算分析,说明了抬高其运行水位是有益的.

龙羊峡水库流量变化的地下原因和预测方法探讨

利用3.2m地温资料,从地热涡和地冷涡的演变来分析黄河上游唐乃亥入库流量变化的地下原因,并初步总结了其预测方法。

基于BP神经网络的龙羊峡水库年末消落水位控制研究

龙羊峡水库长期处于低水位运行,严重影响了其综合效益。运用逐步回归的方法寻找影响水库年末消落水位的主要因素,以此为基础,建立了控制龙羊峡水库年末消落水位的BP神经网络模型,并采用长系列资料对逐步回归模型和BP神经网络模型的预测结果进行了比较和误差分析。结果表明,BP神经网络模型优于逐步回归模型。

龙羊峡水库蓄水对水温的净影响

分析水库蓄水对水温的影响对于研究水库气候效应,探讨水库建设对水生生物和下游农作物灌溉的影响具有重要意义。本文建立了计算分层型水库对水温净影响的数学模型,并利用龙羊峡水库和下游河道实测水温和气温成果,在深入分析了龙羊峡水库水温类型和水温铅直分布规律的基础上,采用该模型计算了龙羊峡水库蓄水对坝前和下游河道水温的净影响。与传统的差值法相比,该模型引入了基于气温与水温相关关系的修正因子,扣除了自然因素引起的水温背景值的变化,可以获得更为准确的计算结果。

青藏高原东部龙羊峡水库气候效应的变化趋势分析

以青海省境内黄河干流龙羊峡水库为例,应用基于气象要素分析水库气候效应的数学模型,计算了水库蓄水后对局地气候的净影响,深入探讨了气候效应随时间的变化趋势。结果表明,龙羊峡水库蓄水以来,对局地气候有明显影响,环境风险度有较大提高,且水库对不同的气象要素的影响随蓄水时间的增加呈现不同趋势。

龙羊峡水库兼顾中下游供水运用初步研究

借助于“黄河流域水资源模拟模型”,采用长系列模拟方法计算了龙羊峡水库兼顾中下游供水的效益。初步研究表明,龙羊峡水库可以在一定程度上兼顾中下游用水,特别是在枯水年能够有效减少干流缺水,虽然这是以上游梯级发电效益减少为代价,但代价甚微。

龙羊峡水库区的地震活动

分析了龙羊峡水库蓄水之前和蓄水之后库区的地震活动特征 ,以及库区的工程地质条件 ,认为近期库区的地震活动可能是水库诱发引起的。

龙羊峡水库汛期分期及其合理性检验研究

为解决黄河上游龙羊峡水库防洪与兴利之间的矛盾，采用水文特征值统计法、矢量统计法、模糊分析法及成因分析法等方法对龙羊峡水库1956年-2014年的洪水资料进行汛期分期计算。通过对比分析，确定龙羊峡水库的主汛期为6月23日-9月1日。为避免以往研究者对汛期分期成果进行合理性和真实性检验存在的一些逻辑漏洞和理论缺陷，采用改进的Cunderlik法对龙羊峡水库汛期分期结果的合理性进行检验。检验结果表明，龙羊峡水库汛期分期结果合理有效。

龙羊峡水库泥沙淤积量估算

黄河上游唐乃亥站和贵德站是龙羊峡水库入库和出库水文站 ,在水库蓄水前已有 30年同步水沙量观测资料 ,同时二站径流量、输沙量有较好的相关关系。根据蓄水后唐乃亥站年输沙量 ,利用出入库站在水库蓄水前建立输沙量关系 ,推求贵德站逐年未受水库蓄水影响输沙量 ,与贵德站相应逐年实测输沙量差值累积量来估算水库淤积量。经计算 ,1986年 10月水库蓄水至 1999年 12月水库淤积沙量 2 .98× 10 8t,折合体积 2 48×10 8m3 。

龙羊峡水库年末运行水位控制研究

龙羊峡多年调节水库年末运行水位控制是关系到黄河上游梯级水电站整体效益的关键问题。在分析影响龙羊峡水库年末运行水位主要因素的基础上,结合黄河上游梯级水库联合调度的特点,建立了龙羊峡水库模拟调度模型,拟定以三个来水典型年和不同起调水位的组合方案,在满足下游综合用水基本要求的前提下,重点从发电量和弃水概率两方面分析论证了龙羊峡水库年末运行水位的合理控制区域。研究成果对今后龙羊峡水库调度运行和其他类似多年调节水库的调度具有一定的参考价值。

黄河龙羊峡水库进出库水沙输移特性

根据龙羊峡水库进出库控制站的水沙实测资料,借助变差系数、偏态系数、Pearson相关分析和回归分析等方法,分析了进出库水沙的输移特性。结果表明:水库建设期年际径流量差和输沙量差波动明显,差异显著,出库水沙量大于进库的;水库蓄水运用对进出库水沙量的影响显著,进出库年均标准化径流量、标准化输沙量均呈下降趋势;龙羊峡水库蓄水运用后出库径流量的年内分配趋于均匀化,汛期径流量减小,非汛期径流量增大;进出库径流量和输沙量具有明显的正相关性,单位径流条件下出库的产沙动力高于进库的,相同径流条件下进库输沙量在水库蓄水运用后呈增大趋势。

龙羊峡水库库岸高边坡地下水位预测

龙羊峡水库近坝库岸高边坡稳定性是影响该工程安全和充分发挥电站经济效益的关键问题，而高边坡中地下水位的预测是稳定性评价中一项重要内容。本文以高边坡实际地质结构为背景，建立了地下水剖面二维流数学模型，运用初流量法求其均值解。结果同观测资料吻合较好，并对未来１０年地下水位动态作了预测。

龙羊峡水库泥沙淤积量估算

黄河上游唐乃亥站和贵德站是龙羊峡水库的入库和出库水文站 ,在水库蓄水前已有 30年同步水沙量观测资料 ,同时两站径流量、输沙量有较好的相关关系。根据蓄水后唐乃亥站年输沙量 ,利用出、入库站在水库蓄水前建立的输沙量关系 ,推求出贵德站逐年未受水库蓄水影响输沙量 。

基于人工神经网络的龙羊峡水库入库径流预报

阐述神经网络是一个大规模的非线性功能系统,具有很强的非线性处理能力。人工神经网络模型是高度的非线性模型,能够有效地模拟本质为非线性的实际水文系统。又介绍了人工神经网络的结构、原理,并结合龙羊峡水库入库径流资料,利用BP神经网络方法进行预报分析,预测值和实测值的相对误差均在10%以内,预测结果相对较好。