三峡水库洪水资源利用Ⅰ:调度方式和效益分析

三峡水库试验性蓄水以来的调度运行实践表明,汛期对中小洪水实施滞洪调度,既减轻长江中下游防洪压力,又提升了三峡水库洪水资源利用水平。为了提升三峡水库洪水资源利用水平,针对30 000~55 000m3/s的水库来水进行了洪水资源利用研究。通过研究,提出了洪水资源利用的基本原则和控制条件,分析了洪水资源利用启动时机和预报预泄条件,制定了三峡水库洪水资源利用调度规则,分析了洪水资源利用的防洪影响和发电效益。同时考虑到洪水预报误差、预见期、上游水库调蓄作用的影响,开展了2012年洪水资源利用实例分析。研究还定量明确了三峡水库洪水资源利用的调度方式和效益分析,研究结果对于发挥三峡水库综合利用效益具有重要的理论意义和良好的推广应用价值。     

构皮滩、思林水库常遇洪水联合预泄调度研究

为了充分发挥乌江构皮滩、思林水库的防洪作用并合理利用洪水资源,研究两库在常遇洪水下的联合调度方式具有实际意义。在分析乌江流域水文气象特征、洪水组成及遭遇规律、水文气象预报水平、水库预报预泄能力以及下游河道泄流能力的基础上,对各设计频率洪水、典型大洪水进行了调洪演算,提出了思林水库常遇洪水实时预报调度的启动条件和操作控制指标,拟定了两库的联合预泄调度方式,并分析了联合调度的风险和效益。分析结果有助于充分发挥两库的综合效益。     

柴河水库汛期预蓄水量上限值求解

柴河水库控制流域内径流的年内和年际分配差异较大,年径流量的75％集中在汛期和主汛期,因此水库在汛期实施预蓄预泄调度方式可充分利用洪水资源,发挥水库综合效益,而科学合理的预蓄水量计算是预蓄预泄调度方式成功与否的关键。文中简要介绍了柴河水库汛期预蓄水量上限值求解的3种方法。     

亭子口水利枢纽常遇洪水实时预报预泄调度研究

为合理利用嘉陵江洪水资源,通过研究该流域水文气象特征、洪水组成及上游与中下游洪水的遭遇规律、水文气象预报水平等,对嘉陵江亭子口水库各设计频率洪水和典型大洪水进行了调洪演算分析。在不降低水库防洪标准、不增加下游防洪压力和防洪风险基本可控的前提下,提出了亭子口水利枢纽常遇洪水实时预报预泄调度的启动条件及控制指标。分析结果表明,实施常遇洪水预报预泄调度后,可增加丰、平、枯水年发电量。研究结果可为择机实施汛期水位动态控制提供依据。     

水库预泄调度风险指标及方案优选模型的研究

水库预泄调度是水库防洪调度的重要方式之一，它可以提高水库防洪能力。为此，针对西大洋水库的具体特点，拟定了可能的预泄调度方案，建立了水库预泄调度多目标风险指标体系及方案优选模型，并进行了实际预泄调度方案优选的研究。结果表明：对于10年一遇的洪水，可采用200m^3／s进行72h的预泄，或者采用300m^3／s进行24h或12h的预泄；而对于20年一遇的洪水，可采用200m^3／s进行72h的预泄。研究为西大洋水库预泄调度方案的建立提供了可靠的依据。     

基于弃水风险率控制的水库预泄调度方法

针对调节能力有限的电站多存在汛期弃水现象,结合中期径流预报,开展水库预泄调度研究。首先建立预报与风险的直接相关模型,量化水库弃水风险,以风险范围作为控制水库预泄幅度的依据,根据逐日径流预报信息,调整面临时刻水库调度决策。以普定水电站为例的实际调度结果表明,基于弃水风险率控制的水库预泄方法能够有效减少蓄水期弃水电量,而且可保证水库汛末水位。     

基于逐步优化算法的水库预报预泄规则拟定研究

针对水电站水库常规预泄调度运行洪水资源利用率较低等问题,建立了基于逐步优化算法的水电站水库预报预泄优化模型;以优化计算结果及预泄调度的基本原则为基础,分别拟定了水电站水库一般时期和枯汛过渡期的预报预泄运行规则,并构建了相应的数学方程.实例计算表明,按拟定规则模拟水库运行的年发电量及年弃水量与优化计算结果接近.规则具有较强的可操作性,不但能有效保证汛期防洪安全,而且能充分利用水头及减少弃水,进一步提高发电效益,较好地实现洪水的资源化利用.     

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。     

洪水预报误差对预泄控制法汛限水位动态控制的风险分析

以清江大龙潭水库为例,利用误差及统计学理论,进行洪水预报误差对预泄控制法汛限水位动态控制的防洪调度风险分析,结果表明,利用洪水预报进行大龙潭水库汛限水位动态控制存在一定的防洪调度风险,但风险较小,可通过提高预报精度、结合气象预报信息决策调度,实现风险可控。     

水库实时防洪调度决策风险因素分析

水库实时防洪调度决策是一种跨自然科学、社会科学和人文科学多个学科的决策行为.采用指标模型法,联系水库实时防洪调度决策的特点和决策心理,分析了影响调度决策的主要风险因素,尤其是在调度方案优选阶段,决策情境、社会文化、决策心理及群决策等社会和人文因素对调度决策的影响,确定了主要风险因子及其风险度,建立了水库实时防洪调度决策指标模型.结果对水库和其他水利工程的实时防洪调度有一定参考作用.     

富春江水力发电厂洪水个例调度浅析

富春江水力发电厂具有流域面积大、库容小的显著特征.如何充分利用洪水资源,增发季节性电能,同时发挥水库拦洪削峰,减少损失的作用,是必须不断探讨改进的课题.针对富春江水库2002年调洪中存在的实际问题,从"洪水发电预泄调度"和"关闸时间的确定"两方面初探最佳调洪策略.     

水库实时防洪调度风险分析研究

依据水库实时防洪调度流程,分析了水库防洪决策风险源;提出了基于洪量预报误差分布的水库调洪演算风险分析和风险率计算方法;建立了水库实时防洪调度风险交互模拟分析模型,为实时决策中的不确定性分析提供了实用工具.     

干旱地区的防洪与雨洪资源化研究

本文分析了辽宁省暴雨洪水和干旱的特点及雨洪资源利用的潜力;通过研究大伙房水库实时预报调度实施的具体情况,提出了通过水库实时预报调度及兴建小型水利工程有效拦蓄雨洪资源,使雨洪资源转化为可利用的水资源。     

瀑布沟水电站中小洪水实时预报调度技术研究

通过分析大渡河瀑布沟水库上游与中下游来水特性、洪水遭遇规律和下游防洪要求等,对各种条件下设计洪水、典型大洪水进行调洪演算。根据预报预泄调度方案对原设计调洪规则进行了优化。结果表明,在不降低水库防洪标准和基本不增加下游防洪压力,并适度承担风险的前提下,水库最大下泄流量较优化前明显偏小,高水位持续时间也缩短。研究结果为今后实施中小洪水实时预报调度提供了技术支撑,并为进一步研究洪水资源化提供了基础。     

漳泽水库汛限水位动态控制域分析

在近年来水库防汛与兴利矛盾日渐突出的形势下,必须改变传统调度方式,充分发挥水库的调蓄潜力。以漳泽水库为例,在对水库相关流域降雨预报信息可利用性进行分析的基础上,采用预泄能力约束法、考虑与设计条件差别的方法综合确定汛限水位动态控制域,为水库合理利用雨洪资源和实时调度提供依据。     

长洲水利枢纽汛末蓄水策略探讨

针对汛末水库防洪与兴利之间的矛盾,以2016年长洲水利枢纽汛末蓄水调度为例,在分析西江流域汛末洪水分布特点及汛末蓄水主要制约因素的基础上,采取预报预泄等调度技术,提出了汛末蓄水方案,并进行了防洪风险及效益分析。结果表明,在防洪风险可控的前提下,对汛末洪水实施风险管理,合理利用部分洪水资源,发挥水库工程综合效益具有显著的作用。     

乌江银盘水电站预泄调度研究

银盘水库预泄调度方式的研究思路为:主汛期在不出现相应库区防护标准洪水的水情时,水库按满足发电和反调节的水位运用,即按正常蓄水位215 m、死水位211.5 m运行,满足彭水坝下最低通航水位和对彭水日调节释放的不恒定流进行反调节所需库容的要求;当遭遇相应库区防护洪水的水情时,水库自运行水位预泄至满足库区防护要求的水位迎汛,洪水过后再回充至水库正常蓄水位215 m.银盘水库拟定调度方式主要考虑的因素有:①选择具有代表性的洪水样本;②推求满足库区防护要求的预泄水位;③拟定制约预泄调度方式的边界条件;④选择开始预泄的水情(判别条件)和预泄流量;⑤形成预泄调度方式,分析预泄影响和效果(效益).     

佛子岭水库群洪水资源化预蓄预泄风险决策模型

水库群洪水资源利用是协调解决淮河流域防洪、水资源问题的有效手段。针对传统基于预蓄预泄理念的洪水资源化模型对实时防洪风险考虑的不足,提出结合风险决策理论的水库群洪水资源化预蓄预泄模型。模型以实时洪水预报误差导致的下游防洪点水量超标作为风险指标,在保证风险指标不超阈值的前提下适量承担防洪风险、挖掘洪水资源风险价值。以东淠河佛子岭水库群系统为例验证了模型有效性,结果表明:以20160630洪水为例,在相同防洪风险水平下,该模型相对于传统模型可增蓄洪水资源量3.1%,增加经济效益3.4%。     

乌江彭水-银盘水电站联合防洪调度初探

在上游彭水水电站的预泄调度规则发生改变的情况下,研究下游银盘水电站的预泄策略。经初步研究,为了较大限度地提高水电站的发电效益,在预报精度可靠的情况下,建议在预报银盘入库流量将超过7 500 m3/s时分两个阶段预泄:在入库流量基础上增加流量3 000 m3/s,且要求出库流量不超过12 000 m3/s;当水库水位降低至210.5 m时按照原设计预泄方式调度。该预泄策略为充分考虑联合防洪问题提供了一条有效的技术思路。     

水库洪水资源利用风险决策模型构建及应用

洪水资源利用可以缓解水资源短缺问题,但也存在风险,有必要对洪水资源利用的风险进行研究。基于洪水资源利用风险率最小、风险效益最大和风险损失最小的原则,构建了水库洪水资源利用多目标风险决策模型,该模型采用概率论与数理统计法计算风险率,C-D生产函数法与能值法计算风险效益,洪水淹没面积与单位面积损失法计算风险损失,用约束法求解模型的多目标决策问题。以江苏省石梁河水库为实例,运用风险决策模型找到了石梁河水库洪水资源利用的最佳均衡解,验证了模型的有效性与适用性。