丰满水库和白山水库联合调度防洪能力分析

丰满水库和白山水库是第二松花江上重要的防洪控制性工程。由于丰满大坝重建和洪水系列延长,丰满水库关键防洪特性指标与丰满水库、白山水库设计洪水成果均发生了变化,直接影响了原有水库防洪调度方案的有效性,亟须结合新的工程条件与资料情况重新制定防洪联合调度方案。采取两库合成一库的模式,基于新的设计洪水成果,分析水库的防洪能力。研究结果表明:①丰满水库和白山水库调洪库容总量可以支撑两库完成全部防洪任务;②当遭遇单峰型洪水,仅靠丰满水库即可完成全部防洪任务,不需借助白山水库拦蓄洪水;③当遭遇100年一遇以上的双峰型洪水,丰满水库单库的防洪能力已不能支撑其完成全部防洪任务,需要白山水库协助。

基于CDOM吸收特性的东北地区水库DOC浓度遥感估算

有色溶解性有机物(CDOM)广泛存在于水体中,占溶解有机碳(DOC)10%~90%,其浓度影响水环境碳循环过程、污染物质迁移以及水生生物群落的结构和功能。为分析东北地区水库DOC碳循环情况,本文于2015—2020年对第二松花江流域典型水库白山水库和丰满水库进行5次现场观测和室内实验,在分析CDOM吸收特性的基础上,基于Landsat系列卫星利用波段比值法建立CDOM浓度反演模型(R^(2)=0.82),根据实测值CDOM与DOC的强相关性(R^(2)=0.78),进而估算水库DOC浓度。结果表明:①利用野外实测数据和Landsat系列卫星能够对东北内陆水库CDOM浓度进行良好反演,②2000—2020年白山水库和丰满水库年际CDOM和DOC浓度变化不大,在2010年之后表现出轻微上升趋势,CDOM浓度从支流和干流的汇入到主库区呈现逐渐减少趋势,③白山水库和丰满水库M值(CDOM在250和365 nm处吸收系数比值)和S _(275~295)(CDOM在275~295 nm波段处的吸收光谱的斜率)较小、SUVA _(254)(CDOM在波长254 nm处的吸收系数与DOC浓度的比值)较大,表明其CDOM组分中腐殖质含量较高,倾向于陆源大分子,④利用多元回归分析方法分析水库CDOM变化主要受到降水、化肥施用量和污水排放量的影响。综上,本研究丰富了对东北典型水库CDOM浓度变化的认识,为构建东北地区水库CDOM反演模型和DOC储量估算提供了数据基础。

丰满水库水温的原型观测及分析

为探究寒区冰封水库热状况的时空演变规律,于2010年6月～2011年8月对丰满水库的水温和冰情进行了原型观测。基于现场观测资料,阐述了丰满库区不同季节热结构的变化规律,重点分析了汛期洪水过程对分层结构的影响,并发现解冻初期水库表层浮力流动现象。同时,典型水温分层期1月和6月的坝前75～800 m范围4条水温观测垂线基本一致,且同期电站下泄水温与坝前取水口对应高程平均水温差异较小,说明该水域范围内无三维水温效应。由于深层取水影响,丰满电站下泄水温过程较为稳定,但与坝址天然水温相比,5～7月、10～12月分别表现出月平均高达10.8℃、7.9℃的春夏低温水和秋冬高温水现象。此外,冰情监测结果表明,丰满水库冬季基本全库封冻,坝前最大冰厚约0.7 m,且库区冰厚沿程出现不均匀分布的规律。

丰满流域水利工程对径流变化规律的影响研究

丰满水库流域水利工程众多,受水利工程特别是人工控制性较差的中小水利工程影响,流域产汇流特点发生了一些改变,原有水文预报模型未能考虑这一变化而导致其精度下降,不利于流域正常水文预报工作的开展,影响了流域内水库防洪与兴利效益的发挥。在前人研究基础上,结合实测水利工程运行资料和美国陆地资源卫星"Landsat TM/ETM+"数据,分析了水利工程在洪水中的蓄放规律。研究发现,水利工程初始蓄水状态、洪水发生汛期阶段和降雨量3个因素决定了水利工程的蓄放规律,拦蓄规律为:汛中拦洪比小,汛末拦洪比大;初始库容越大,拦洪比越小,若初始库容相近,则汛末拦洪比大于汛初;对于汛末洪水,发生时间越晚,拦洪比越大。将研究所得的拦蓄规律应用于洪水预报方案进行校正,结果表明,1996年9月14日和2006年8月26日两场洪水校正后的预报误差分别由校正前的146.6%和31.8%降低到8.6%和10.1%。因此,研究所得拦蓄规律是合理的,能显著提高丰满径流预报精度。

白山、丰满水库群实时洪水联合调度系统设计与开发

利用面向对象程序设计技术，在中文窗口平台下，设计开发了功能齐全、界面友好、操作灵活、信息丰富，具有很强实用性的白山、丰满水库群实时洪水联合调度系统，可迅速完成从实时遥测降雨信息的采集到两库产、汇流预报和洪水联合调度方案的制定、评价、选择的全过程，简要介绍了系统开发策略及系统设计中的一些主要关键技术及其实现过程，对开发其它水库及水库群防洪调度系统具有重要参考价值。

丰满水库以上流域(不含白山区)遥测站网分析

针对丰满水库以上流域(不含白山区)水情自动测报系统现有遥测水文站网情况及流域雨洪、自然特性,对其站网布设合理性进行分析。遥测水位站采用位置及功能方法、雨量站采用流域面雨量精度比较法和站网密度检验法进行分析。结果表明,研究区域内遥测站网布设基本科学、合理,建议在除柳河子区间外的其他子区间内适当增加遥测雨量站个数,改旺起水位站为雨量/水位站,使站点分布更均匀合理,功能更完善,以提高流域水文预报和丰满水库调度的准确性。

中国东北泥炭发育地区人工水库的CO_2调控作用

近十年来，人工水库是否是温室气体重要来源在国际学术界存在很大争议。本研究为调查中国东北地区两座人工水库水体中溶解二氧化碳分压的分布状况，于2010年7月对丰满水库和镜泊湖水库水体二氧化碳分压（p（CO2））进行了走航观测。结果表明，丰满水库、镜泊湖水库表层二氧化碳分压均较低，分别为8～17Pa和2-19Pa。在对这两座水库剖面分析时发现，随着水深的增加，二氧化碳分压急剧增大，在7-10m处达到最大值。丰满水库、镜泊湖水库夏季二氧化碳分压主要受藻类光合作用的控制。扩散通量计算结果表明，这两座水库减缓了入库河流二氧化碳的净排放，但水库下泄水可能是CO2释放的重要通道。

丰满水库防洪调度系统Java GUI组件包开发

在丰满水库防洪调度系统开发研究及其应用的基础上,以图形用户界面(GUI)组件为例,利用重构技术和第三方开源框架(如JFreeChart、Maven等)对已有系统源代码重构、组件化,经过单元测试、API文档化,并利用版本控制系统建立规范、专业的水利Java类库来适应丰满水库系统需求的改变,以提高水库调度系统的可移植性、可扩充性、易维护性和水利软件开发效率与质量。

丰满水库调度自动化系统的完善

通过对丰满水库调度自动化系统的总结,提出了解决问题的方法、拟采用的系统功能,对国内水库调度自动化系统的发展和完善有一定借鉴价值。

丰满水库汛期径流预报方法初探

本文利用丰满水库1959～2005年水位资料,流域降水资料,丰满水库放流资料,探讨了水库水位变化与流域降水的关系。利用统计学方法找出时空相关因子,建立数学模型,并对方程做对比检验。得出结论:采用独立站点的空间分布因子和综合站点的降水时间分布因子建立的方程模式,较为适合丰满汛期径流水位预报,径流水位预报的准确率有所提高。

当地暴雨放大法推求丰满水库流域可能最大降水

文章介绍采用当地暴雨放大法,推求丰满水库流域24 h可能最大降水(PMP),并由频率计算分析法对于计算成果进行了合理性检验。结果证明该方法推求的成果属合理。

白山 丰满水库最新设计洪水成果简介

白山、丰满水库设计洪水成果既是白山、丰满水库防洪联合调度方案编制的基础,也是第二松花江中下游水利工程设计的重要依据。本文简单介绍了两座水库设计洪水方面的最新成果。

耦合水文情势及鱼类需求的生态调度研究

针对丰满水库下游鱼类多样性减少的问题,在满足最小生态流量需求的基础上,开展了营造适宜鱼类的水文情势研究。通过筛选改变度大且适宜鱼类的水文情势指标构建生态完整度函数,将此作为生态目标建立水库多目标优化调度模型。调度结果表明,所建立的生态调度模型在满足发电、供水和最小生态需水量的基础上,可将生态完整度至少提高48%,其中,涨水率、高流量脉冲数指标隶属度分别增加了0.112、0.261,且涨水率指标在枯水年改善程度好,高流量脉冲数指标在枯水年改善程度大、丰水年改善程度小。本文所建立的模型显著提高了适宜鱼类水文情势的生态完整度,可为有鱼类修复任务的流域提供参考。

考虑库水可压缩性的重力坝地震响应分析

以丰满重力坝重建工程为例,采用ANSYS-FSI流固耦合方法,考虑库水可压缩性对重力坝动力特性的影响,建立了丰满重力坝代表性坝段的坝体—库水—地基模型,分析了丰满重力坝的自振特性及其在地震作用下的动力时程响应。结果表明,考虑库水可压缩性能显著影响重力坝坝体的自振频率,与空库时相比坝体基频降低约16%,且随自振阶数增加,自振频率相对降低越多;与附加质量模型相比,该模型在设计地震荷载作用下能得到更加合理的坝体位移和应力,为丰满重力坝的抗震性能安全评价提供了有限元分析参考。

基于厄尔尼诺现象研究的丰满水库径流预测

利用PDO冷暖位相下El Nino和La Nina事件发生年份表,结合丰满水库流域来水实际,研究了PDO冷暖位相下El Nino和La Nina事件与丰满水库来水及洪水的统计规律。结果表明:PDO冷位相期El Nino发生年份丰满水库一般为枯水,PDO暖位相期El Nino发生年份丰满水库一般为丰水,丰满水库特丰水及大洪水多发生于PDO冷位相期。通过对1700—2014年太阳黑子相对数变化规律的分析,论证了1957年前后PDO冷位相期El Nino发生年份丰满水库来水规律异常与太阳黑子相对数阶段性趋势变化上的扰动有关。基于统计规律,预测2015年丰满水库来水为枯水。

丰满水库人类活动影响研究与洪水预报实践

丰满水库流域水利工程众多,人类活动对水库来水影响巨大。由于人类活动对流域产、汇流条件的改变,原水文预报模型精度下降,不利于流域正常水文预报工作的开展,严重影响了流域内水库防洪与兴利效益的发挥。为此,进行人类活动影响调查与研究,为考虑人类活动影响的洪水预报、水库运行调度工作打下基础。

地震作用下丰满重力坝的塑性损伤

基于混凝土塑性损伤本构模型,将可以表征材料和结构渐进破坏的损伤变量作为内变量,考虑了混凝土拉压异性的损伤变量,利用有限元软件ABAQUS,对丰满混凝土重力坝在经受地震作用下的结构损伤区域的发展变化进行安全性评价。在数值计算过程中,对于受地震荷载作用所引起的地面水平运动而导致大坝水位水平运动对坝体的影响,通过扩充后的广义Westergaard公式予以计算模拟。通过分析得到了丰满大坝在地震作用下的塑性损伤破坏情况,并评价了丰满大坝的安全性,亦说明利用损伤力学对大坝进行安全性评价是一个可行的方法。

丰满水库汛限水位的变迁及思考

通过对丰满水库50多年实际防洪调度过程和汛限水位变迁的总结,提出了重视洪水预报和气象预报,提高动态汛限水位应用效果的建议。

浅谈永庆反调节水库鱼道补建设计

依托丰满水电站永庆反调节水库工程,在开展坝下鱼类分布探测与预测研究、过鱼对象游泳能力测试研究、永庆反调节水库坝下水力条件模拟研究和适于多目标鱼种的仿自然鱼道水力特性研究的基础上,提出了坝体改造以营造常泄诱鱼水流+补建仿自然鱼道的永庆反调节水库河流连通性修复方案,首次建立了已建闸坝改补建鱼道技术体系,可为类似工程过鱼设施的设计提供参考。

尼尔基 丰满水库拦蓄作用分析

尼尔基水库和丰满水库是松花江流域重要控制性水利工程,2013年,尼尔基水库和丰满水库相继发生超50年一遇特大洪水。两座水库对洪水进行了有效调节,充分发挥了拦洪、削峰、错峰作用,将嫩江中下游洪水削减到10～20年一遇,第二松花江下游洪水削减至不到5年一遇,松花江干流洪水削减到10～20年一遇,有效减轻了下游河段的防洪压力。