考虑水风光联合发电效益最大的水电站水库优化调度

为了经济合理地充分发挥水电站水库的调节能力,促进风光资源的高效消纳,基于微观经济学生产产品时存在的边际产量递减规律,以水电站水库调节能力为可变要素,将风光资源消纳视为“固定要素”的充分发挥,建立了水风光联合发电效益最大模型,可求解得到促进风光资源经济消纳的水电站水库优化调度方案。算例分析结果表明:在入库流量、负荷需求以及水库运行状态等因素一定的条件下,模型可充分反映水电站水库参与风光出力调节时对风光资源的消纳和水风光联合发电效益的贡献,给出了不同情景下水电站水库参与风光出力调节的优化调度方案,对于在保障电力系统安全的前提下充分发挥水电站水库的调节能力和提升水风光联合发电效益具有一定的参考价值。

洪江枢纽改建船闸上游航道通航条件试验研究

针对洪江枢纽改建船闸所面临的上游航道通航安全问题,采用正态定床物理模型试验和遥控自航船模试验相结合的方法进行研究。研究结果表明:由于库区曲折岸线的存在,下行航线呈S型弯道,导致船舶在通过第一个弯道段时,船首和船尾受力不均,产生甩尾打横现象。而后船舶需要迅速调整航向以进入下一个反向弯道段,不仅增加了船舶操控难度,同时也带来了较大的航行安全隐患。为解决此问题,通过试验优化提出了一种有效的改善方案:利用上游对岸侧的锚地以及库区水深流缓的特性,将原本连续的S型弯曲航线调整为单一弯曲航线,同时保持已建船闸上游隔流堤的长度不变。这一改善措施不仅成功解决了改建船闸的通航安全问题,还可为同类项目提供参考和借鉴。

风光消纳对梯级水库群运行水位的影响

水风光多能互补系统大多聚焦协同调度和提高新能源消纳研究,却忽略了风光能源消纳对水库水位的潜在影响。构建了考虑短期弃电特征的水风光互补系统中长期优化调度模型。首先,根据实际水风光出力模拟可能的弃电情景,拟合弃电损失函数,将其嵌套在中长期优化调度模型中;其次,模拟接入风光前后的水库调度运行过程;最后,分析风光消纳对梯级水库群年际、年内、月运行水位的影响。以黄河上游龙羊峡至刘家峡梯级水电站水风光互补系统为实例,研究表明:①接入风光后,梯级水库群的年均出力降低约0.5%,可促进风光消纳,保证系统总出力更大,可提高风光上网出力和系统总出力约2.2%;②风光消纳导致梯级水库群的年际和月水位波动增加,龙羊峡和刘家峡水库的年末消落水位和年均水位的波动范围分别增加2.5%、101.6%、0.8%和78.9%,龙羊峡的月水位波动变幅为0,刘家峡月水位下限降低14.7%;③在丰水年,接入风光后梯级水库水位显著下降;平水年,龙羊峡水库水位稍有降低,刘家峡水库的水位表现为汛前春季水位降低,汛后秋季水位升高;枯水年,风光消纳对水库水位几乎没有影响。这些研究结果对于更好地理解风光能源与水库运行之间的复杂关系以及优化水风光互补系统的运行策略具有重要的实际意义。

水库水面蒸发量计算方法的研究

根据水库水面蒸发机制,结合前人研究成果,提出一种新的水库水面蒸发量计算模型,利用不同气候区多站资料确定模型参数,并利用全国各地30多个水库漂浮蒸发站实验资料,对模型进行拟合检验与移用检验,结果表明,该模型的适应性很强,有推广前景。对模型特性较深入的分析说明,该模型较过去常用的几种模型有许多更合理之处。

漫坝风险分析在水库运行管理中的应用

本文运用漫坝风险分析理论,综合考虑影响漫坝的洪水、风浪、库容、泄水能力四方面的不确定性,建立了东武仕水库大坝对抗洪水系列与风浪系列联合作用的漫坝风险模型,计算了水库在现行的防洪标准及调度方案下的大坝漫坝风险及安全可靠度,从而对水库漫坝安全做出评价。此外,在保证东武仕水库大坝漫坝安全可靠度高达99.999%以上的基础上,结合下游河道的泄洪能力、淹没范围等具体情况,通过计算分析,建议将水库的汛限水位提高1.5m,可使水库多蓄水1 470万m3,取得直接经济效益400万元。

风浪作用下库岸孔隙水压力响应试验研究

大多数水库都存在库岸坍塌问题,库区风浪波高明显高于成库前,风浪对库岸边坡稳定具有重要的影响.采用线性波和椭圆余弦波进行波浪水槽试验.结果表明,库岸内孔隙水压力随着波高、周期、水深的增大而增大,孔隙水压力沿库岸水平和垂直方向衰减速率不一致,浅层衰减较快,深层衰减较慢或已趋于稳定;黏土库岸浅层相应位置的孔压比沙土中的大,沿深度方向黏土中的孔压衰减较快,沙土库岸底层中相应位置的孔压比黏土中的大;沙土库岸内,线性波作用下孔隙水压力较大.不同波况作用下,孔隙水压力差值随波高增大而减小,随周期增大而增大,随水深增大其变化很小.

风浪作用下的库岸动力响应试验

利用波浪水槽试验,对风浪作用下库岸的表面波压力和介质孔隙水压力响应进行了研究。试验中观测了在不同波高、周期、水深、坡比和介质等条件下的库岸动力响应。试验结果分析表明:糙率和渗透系数对表面波压力影响较大,介质孔隙水压力与波陡、沿程相对位置、渗透系数密切相关,孔隙水压力响应随着深度增加存在幅值衰减和相位滞后现象。

库区风浪对水库港码头建设的影响

通过模型实验及有关资料分析研究 ,笔者论述了库区风浪对兴建水库港码头所带来的特殊问题 ,如波浪对库岸港区码头的爬高特性 ,码头前沿库岸坍塌与波浪要素之间的关系以及风浪荷载对水库港的影响等 ,同时结合三峡水库的建设 ,对重庆库区水库港码头改。

三峡库区人工湿地护坡系统透水护坡面层材料及其稳定厚度

在消落区开发一种生态透水面板材料作为面层对于护坡系统稳定性至关重要。利用正交实验方法确定了各影响因素对透水面板材料力学性能、透水率等影响，并确定最佳配合比。研究表明，生态护坡系统透水面板材料最佳配合比为：水灰比0．27，硅灰掺量5％，5-10mm碎石与10．15mm碎石质量比为3：1，减水剂掺量1％。各因素对透水面板材料强度的影响顺序为：水灰比〉硅灰掺量〉减水剂掺量〉集料比；对透水率的影响顺序为：硅灰掺量〉减水剂掺量〉集料比〉水灰比。三峡库区风浪侵蚀条件下水平潜流人工湿地护坡系统护坡面层稳定厚度为10．8cm。

环境因素影响下海湾蓄淡水库底泥盐分释放试验研究

在现场调查的基础上,利用沐官岛海湾水库库区典型底质(砂质粉砂)的原状/扰动土样和地表水(海水和淡水),采用土柱和水槽试验测定了3.5m/s风速或上覆水盐分浓度、pH和温度作用下底泥盐分向上覆水体释放的时-空变化规律,并定量计算出底泥盐分的释放通量。试验结果发现,底泥的盐分释放不同程度地受到环境因素的影响。(1)风的作用能促进底泥盐分释放。在风的作用下,上覆水中盐分浓度的分布存在明显的规律性:表层水体(水土界面之上4cm水位至水体表面)盐分浓度均匀分布,底层水体(水土界面至4cm水位水体)盐分浓度非均匀分布,且在3cm水位处盐分浓度最小。(2)上覆水中盐分的浓度抑制底泥盐分的释放。(3)pH值≤7时,底泥盐分释放几乎不受影响;pH值>7时,底泥盐分释放略有增加;(4)一定温度作用下盐分浓度在水体中非线性分布,在水-土界面至7.5cm水位处为高盐分浓度区,7.5cm水位至水体水面盐分浓度含量较低。温度的升高促进底泥盐分释放。

气田井喷硫化氢风洞模拟试验研究

为研究高含硫气田发生井喷事故后硫化氢的扩散运动规律,以重庆开县"12·23"井喷事故为研究对象,利用北京大学的2号环境风洞,制作了1∶2000的比例模型,利用乙烯和丙烯的混合气为示踪气体,采用长采样管方法测量浓度,首次在国内进行了井喷事故后硫化氢扩散的风洞试验,获得了低风速下(源处10m高风速为0.5m/s)N,NE,E,SE,S,SW,W,NW8个风向情况下的硫化氢浓度分布随时间的演化动画,定量地给出了各风向情况下硫化氢的最大浓度分布和各点的浓度时间序列,认为在低风速下,最大硫化氢浓度区域在撞山爬坡时出现,而爬过山坡后在背风区的硫化氢浓度会迅速降低。研究成果将为气田的井喷风险分级以及井喷事故后的应急处理提供参考。

基于COI基因序列的太湖新银鱼遗传多样性

利用线粒体细胞色素C氧化酶I(COI)分子标记分析长江中下游太湖新银鱼(Neosalanx taihuensis)8个地理种群132个样本的遗传多样性.该基因630 bp片段的碱基序列共检出8个核苷酸变异位点(变异率1.27%),其中局域性单倍型居多(75%),群体单倍型多样性较高(h=0.576±0.036),而核苷酸多样性较低(π=0.00112±0.00204).不同地理种群遗传多样性差异显著:有人工移植历史种群遗传多样性较高、隔离度较高的种群遗传多样性较低,但大部分的遗传变异来自于种群内(54.83%),反映出地理隔离和人为干扰对太湖新银鱼遗传格局影响显著.研究表明COI基因适于银鱼科鱼类物种鉴别和系统发育研究,同时可为同种种群间遗传关系分析提供一定的信息.

三峡库区局地风特征分析

利用长江三峡工程生态与环境监测网络—局地气候监测子系统中的三峡库区重庆涪陵睦和100 m测风塔5个高度(10、30、50、70、100 m)2010—2018年逐时观测资料,分析了局地风垂直变化特征。结果表明:垂直风速在季节分布上春季最大,冬季最小;其日变化为单峰型,于09时和16时左右分别达到最小和最大值;夏季10—13时30~100 m高度平均风速大小几乎相同;局地风向主要受当地地形影响,各高度沿长江河谷走向(SSW~ENE)的风向频率在46%~66%。当有降雨天气时,风速垂直差异从大到小分别为暴雨、大雨、中雨、小雨。在降雨天气,随着温度升高,风速垂直梯度变化增加。夜间出现逆温现象时,50 m高度的风速小于30 m。

双参数威布尔分布函数在希尼尔水库风速资料分析中的应用

介绍计算威布尔分布参数的累积分布函数拟合法、平均风速和标准差估计法、平均风速和最大风速估计3种算法,并应用此算法计算了希尼尔水库地区的风速威布尔分布参数。将拟合的风速概率分布与同期的风速实际频率分布结果进行分析,并将拟合曲线应用到实际中,对希尼尔水库风能资源开发做初步评价。

三次样条插值在实际问题中的应用和实现

文章通过对三次样条插值函数的研究,并借助可视化编程工具Visual Basic语言的强大功能,编程解决了水库调度和风洞实验中的一些实际问题,从而为它们日后的应用提供了方便。

棘洪滩水库典型风况分析及其应用研究

棘洪滩水库的源水是水库流场变化的主要动力,风力状况也是影响棘洪滩水库流场况变化的重要因素,当水库处于非调水期,风力状况的作用尤为明显。本论文整理了棘洪滩水库1989～2008年20年间气象资料,统计得出水库年际和四个季度的风向、风力变化情况。结果表明,棘洪滩水库常年盛行风向是南风和西北风。春季和冬季以西北风为主,夏季和秋季以东风和东南风为主。通过SMS软件建立的水质模型可以验证,不同的风向与风力大小对水库流场的变化有着显著的影响。

香溪河河口处风生流数值模拟研究

基于三维水动力数学模型,以香溪河河口处支流库湾与长江干流为研究对象,分析了该区域在常年盛行风况下,稳定的风生流流场三维结构特征。结果表明,在风速3m/s的NNE风持续作用下,流场达到稳定状态后,总体上水平方向的流速得到了不同程度的提升;香溪河支流库湾内表层、中层水体流向与风向一致,底层流向与风向大致相反,呈补偿态势;而长江干流流向受风力影响相对较小,变化趋势微弱。

一个三维水动力学模型及其在水环境中的适用性试验

发展了一个三维水动力学模型。该模型在水底磨擦项计算中，采用了流速的平方根法；在湍流扩散系数的估算中，采用了带稳定度函数的参数化方案；对垂直方向上的坐标进行了压缩，引入σ坐标；对时间变量则采用了分离模式技术，即外部模式（快过程）与内部模式（慢过程）；而求解外部模式时，采用了显式一隐式格式交错法（ＡＤＩ），从而使模型不仅计算时间缩短，且可应用于水很深而水平空间尺度很小，又有热力分层的水域中。最后作为该模型的一个实用性试验，选择了美国犹他州Ｅａｓｔ Ｃａｎｙｏｎ水库，利用该模型探讨了温跃层对风、人流及出流变化的响应情况。

基于水龄抑制蓝藻水华的供水水库取水方案优选

水体交换年龄称为水龄。水龄长是水库富营养导致蓝藻水华的重要因子。水龄也是环境水体混合过程分析中最佳的示踪指标,可描述水团的混合和更新、污染物的混合和消解等,故常用于研究湖库水体被外源水置换的能力。采用基于染色模拟的水龄模拟方法,改进了EFDC模型,以优选太仓二水厂供水水库取水泵房位置为例,建立了三维数学模型,模拟了不同布置方案对供水水库环流结构和水龄的影响,从而优化供水水库的水龄分布,抑制蓝藻水华。由于水库的氮磷营养盐输入量、水深、气温等自然条件难以控制,通过优化取水泵房位置可以改变水库环流特性,改善水库水体水龄分布,减少水龄、抑制蓝藻生长,从而降低水库富营养化的风险。

巴图湾水库风沙入库量的估算

风沙入库给干旱、半干旱地区的水库带来了严重的填淤危害。本文通过对内蒙古乌审旗南部巴图湾水库岸边流动沙丘不同部位风速与风沙流的同步观测，计算出库岸流动沙丘表面的平均输沙率。利用巴图湾水库1986～2005年9月份的5期TM遥感影像统计出水库两岸受不同风向影响的流动沙丘断面的平均长度，结合巴图湾水库附近乌审旗河南乡气象站1985～2004年的气象资料，统计出不同风向大于起沙风的风速年均持续时间，初步计算出巴图湾水库的年均入库风沙量。结果表明：（1）巴图湾水库的年均入库风沙量为3.65万t，其中西岸风沙入库量为3．55万t，东岸为0．10万t。西岸风沙危害最为严重，是治沙工作的重点。（2）巴图湾水库的风沙入库具有明显的时间性和方向性。受季风气候的影响，风沙入库的方向会随着风向的变化而改变。东南风与西北风是造成东西两岸风沙入库的主要风向。西北风对风沙入库量的贡献最大。（3）在大于起沙风的风速中，5～12m／s。风速段是风沙入库的主要风速。当风速中7m／s以上的风速持续时间有一个较小的增加时，入库风沙量将会有一个巨大的增加。（4）库岸半固定沙丘的风沙入库，降尘和风水复合侵蚀引起的库岸坍塌也是入库风沙量的重要组成部分。因此，巴图湾水库的实际年入库风沙量应该大于3.65万t。