三峡水库汛末抗旱蓄水方式优化设计

为缓解三峡水库汛末蓄水与下游抗旱补水之间的矛盾,开展了三峡水库汛末抗旱蓄水方式优化设计。提出严格满足下游抗旱补水流量需求,考虑流量、出力过程稳定的三峡水库汛末改进蓄水方式,进而分析比较提前蓄水时间和汛末控制水位蓄水方案的兴利效益与防洪风险,确定了最佳提前蓄水方案并通过典型年蓄水调度过程进行检验。研究成果可为提高干旱条件下长江流域水资源控制运行水平提供科学的理论依据。     

关于三峡水库提前蓄水研究

三峡水库汛后蓄水存在的问题,提前蓄水如何确保防洪安全.根据洪水出现特征,进行分级调度,使蓄洪与蓄水结合.提出提前蓄水方案,初估提前蓄水效益,以供进一步研究.     

三峡工程设计水位175 m试验性蓄水运行的相关问题思考

为了制定三峡水库正常水位运行期调度规程,从2008年开始,三峡水库进入设计水位175 m试验性蓄水运行,以积累经验和探索水库综合调度运行规律。在全面分析蓄水运行期间水库防洪调度运行方式及防洪效果的同时,对枢纽建筑物,水轮发电机组运行状况,库区水质、地质、泥沙淤积情况进行了监测分析。根据三峡工程3 a运行的实践,探讨了三峡水库汛期防洪调度方式、中小洪水相机调洪运用、汛末提前蓄水时机及分时段控制蓄水位、库水位消落以及对库区地质地震灾害与水质影响等问题,为三峡工程正常蓄水运行提供了重要的技术支撑。     

三峡工程试验性蓄水175m水位运行的相关问题

三峡工程于2008年汛末开始正常蓄水位175 m试验性蓄水,进入正常蓄水运用前的试验性蓄水运行期。探讨了试验性蓄水运行历时、试验性蓄水运行期的防洪调度和蓄水方案、监测及试验研究工作与其经费等问题;提出了试验性蓄水运行期可暂定5 a,对防洪调度和蓄水方案进行试验研究,加强各项监测及试验研究和库区地质灾害监测预警工作及生态环境保护力度等方案措施,并提出完成上述方案措施所需费用从增发电量收益中解决的建议。     

金沙江下游梯级与三峡梯级枢纽联合蓄放水调度研究

针对流域干支流梯级水库群汛末竞争性蓄水这一工程问题,以金沙江四库和三峡梯级枢纽为研究对象,在保证防洪安全的前提下,将流域水库群蓄水原则与K值判别式法相结合,提出一种新的蓄放水策略来判定流域梯级各水库的蓄水时机及次序,通过对典型年不同频率的来水进行调洪演算模拟,得到各水库不同频率的蓄水控制线,进而绘制蓄水调度图;在此基础上,建立基于蓄水调度图的蓄水优化调度模型,并采用仿电磁学全局优化算法对模型进行求解.优化结果表明,在不减少流域梯级水库群汛末蓄水效益的前提下,与流域库群原规划方案相比,运用本文方法制定出的梯级水库群蓄水优化调度方案在不增加流域防洪风险的同时,可提高梯级水库群蓄水期蓄满度,减少弃水量,并增加发电等兴利效益.     

华西秋雨与梅雨对三峡水库蓄水调度影响分析

长江中下游梅雨和上游华西秋雨分别发生于三峡水库主汛期前、后两个时期，是判断洪水遭遇与蓄水时机的重要依据。分析了梅雨和秋雨的时空分布特征、三峡水库7 d和15 d洪量系列的汛期分期及其对汛末蓄水的影响。结果表明：长江中下游梅雨发生在三峡水库主汛期前，长江上游华西秋雨最早8月21日开始；梅雨最晚8月8日结束，出梅后，长江中下游防洪压力减轻，三峡水库可提前释放城陵矶防洪库容；三峡水库8月29日进入后汛期，洪水量级适中，可考虑提前蓄水以充分利用秋汛洪水资源。综合梅雨、秋雨和三峡汛期分期的关键时间节点，在确保防洪安全的前提下，建议三峡水库自8月8日起实行汛期运行水位动态控制和提前蓄水调度。     

基于调度图的金沙江下游梯级水电站改进蓄水策略研究

为缓解金沙江下游梯级水电站汛末蓄水矛盾,改善蓄水过程中按调度图运行存在下泄流量、出力过程波动较大等问题,以溪洛渡、向家坝梯级水电站为研究对象,通过设置不同提前蓄水时机组合,提出基于水电站调度图的改进蓄水策略,并从年平均蓄满率、汛末蓄水位、总弃水量、总发电量等指标综合比较分析,确定了当起蓄时机为溪洛渡9月1日、向家坝9月1日,并采用改进蓄水策略蓄水时,为梯级最佳蓄水方案。同时,采用丰、枯典型年对蓄水过程进行验证。研究结果表明:提前起蓄时机有助于水电站提早蓄滞一部分汛末水量,缓解梯级水电站间的蓄水矛盾;改进蓄水策略充分利用调度线的过渡作用,有助于减少水电站出力在不同调度区之间大幅度来回跳动,实现了下泄流量、出力过程稳定。该研究成果可为金沙江下游梯级水电站汛末蓄水调度提供科学的参考依据。     

三峡水库蓄水期综合调度需求分析

三峡水库蓄水期是水资源综合利用矛盾最为突出的时期,科学分析蓄水期综合利用需求是研究三峡水库蓄水调度方式的先决条件。以8月下旬至11月下旬作为蓄水研究阶段,从上游水库群蓄水影响、防洪、发电、航运、两湖用水和水生态及水环境等方面,系统分析了三峡水库蓄水期用水需求,为进一步优化三峡水库蓄水调度方案提供技术支撑。     

不影响三峡水库蓄水的上游水库群蓄水方法研究

三峡水库汛末能否顺利蓄水至正常蓄水位关系到长江中下游的用水安全,意义重大。由于三峡上游众多梯级水库也是从汛末开始蓄水,将与三峡水库产生竞争性蓄水问题。为了使三峡水库顺利蓄水和最大程度保证上游各梯级电站的经济效益,在分析长江上游干支流水库汛末蓄水对三峡水库蓄水影响的基础上,根据水能价值原理,提出了不影响三峡水库蓄满的上游水库群蓄水分配方法。所提出的方法可为制订三峡水库及上游水库群汛末蓄水方案提供参考。     

考虑生态流量需求的梯级水库汛末蓄水调度研究——以溪洛渡-向家坝水库为例

针对溪洛渡-向家坝梯级水电站在汛末期发电兴利、汛末蓄水、无效弃水、下游生态需水等多方面存在的水资源利用矛盾,开展了考虑生态流量需求的汛末蓄水调度研究。首先借助于逐月最小生态径流法,计算了两库水电站蓄水期下游的最小生态流量过程,进而提出了基于调度图的改进提前蓄水方案,并引入了生态流量满足度结合其他兴利指标对蓄水方案进行了评价。研究结果表明：考虑到生态流量需求的改进提前蓄水方案,在提高梯级汛末蓄满率、增大发电效益以及减少弃水量的同时,两座水电站的运行出力、下泄流量过程更加平稳,生态流量满足度也得到了明显提高。研究成果可为溪洛渡-向家坝梯级调度运行、提高蓄水兴利与生态效益提供科学的指导依据。     

三峡水库动态汛限水位与蓄水时机选定的优化设计

阐述了三峡水库运行初期的调度规则，建立了实时调度模型。提出了防洪、发电和航运等指标体系，在此基础上，建立了用于动态汛限水位和蓄水时机优化的混合规划数学模型，并设计了一种混合编码方式，运用遗传算法对该模型进行优化求解。利用宜昌站1882～2001年实测日流量资料进行模拟优化，生成了一系列非劣解；然后运用模糊决策的方法，得到了相对合理的动态汛限水位与蓄水时机方案。结果表明，优化设计能权衡防洪与兴利之间的关系，充分挖掘汛初与汛末的潜力，提高三峡水库运行初期的综合效益。     

三峡水库中小洪水调度性能风险评估

针对三峡水库汛期中小洪水资源利用中存在的防洪、发电、库区地质、航运、汛末下游供水及蓄满风险问题,分析了中小洪水特性,建立了各类风险指示函数,提出了三峡水库中小洪水调度性能风险评估方法;同时,结合三峡水库汛期初步设计方案和2008～2017年中小洪水调度实践方案,对比分析了初步设计方案与调度实践方案中关于汛期中小洪水调度性能风险及调度运用过程年际间的变化情况。研究结果表明:2008～2017年的10 a间,相较于初步设计方案,调度实践方案使汛期发电量共增加了853.7亿kW·h;防洪风险由0.53%上升至54.51%,汛末下游供水风险由54.65%下降至14.65%,蓄满风险由50.00%下降至40.00%;发电、航运及库区地质风险变化不大。     

三峡水库提前蓄水的防洪风险与效益分析

在三峡水库现有优化调度和试验性蓄水方案的基础上,拟定了6组提前蓄水方案,开展提前蓄水的防洪风险和效益分析计算。选择1952和1964年为典型年,分别推求分期设计洪水过程线。研究结果表明：三峡水库9月1日从145 m开始起蓄,9月30日均匀蓄至160.0m,其1 000年一遇分期设计洪水对应的风险率和风险损失率分别为0.39%和1.47%,防洪风险仍在可控范围内;与原方案相比,多年平均可增加发电量24.65亿kWh,减少弃水量25.32亿m ³,汛后蓄满率和平均蓄水位分别提高到95.35%和174.8m。     

三峡及金沙江下游梯级水库群蓄水期联合调度策略

针对三峡及金沙江下游梯级水库群汛后竞争性蓄水矛盾,以溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝梯级四库系统为研究对象,采用不同来水年型、蓄水时间和起调水位构建蓄水情景集;以蓄水期期望发电量最大为目标,建立蓄水期多目标联合随机优化调度模型,生成各蓄水情景下的最优蓄水方案;基于蓄满率、梯级期望弃水量、梯级平均期望出力对各方案进行评价,推荐丰水年溪洛渡、向家坝9月11日起蓄、三峡9月10日起蓄,平水年溪洛渡、向家坝9月11日起蓄、三峡9月1日起蓄,枯水年溪洛渡、向家坝9月1日起蓄、三峡8月21日起蓄。     

洪水实时调度水库防洪能力确定

北方干旱半干旱地区大中型水库采用动态汛限水位控制可以大大提高汛期洪水资源的利用水平,但带来的风险也相应增加。根据水库洪水调度的实际操作过程,制定高效、快速的水库洪水实时调度模式是十分必要的。本文根据水库洪水调度决策的实际操作过程,提出了通过水库实时水位对水库实时防洪能力进行判别决定调度方案的实时洪水调度模式,定义了实时水位和实时防洪能力,构造了实时防洪能力计算模式,克服了传统调度的局限性,使得调度决策方案、调度会商时间大大减小,减少了水库洪水调度的风险。     

凤滩水库分期分级洪水的防洪调度研究

根据凤滩水库的洪水特性和下游防洪要求,将汛期分为前、主、后三期,分别计算设计洪水,分析汛限水位、蓄水时机对调洪结果与发电效益的影响,寻求最优的汛期分期运行水位及调洪规则,提高水库的综合利用效益。     

水库汛限水位动态控制域风险分析及方案优选

针对负责下游防洪及发电任务的水库存在的静态汛限水位的弃水浪费、难以确定汛限水位动态控制域的风险分布、汛限水位动态控制域内不同起调水位的防洪兴利任务难以协调这三个动态控制问题,以预泄约束为基础,结合贝叶斯理论分析风险、模糊信息熵物元评价方法优选方案,得出高效且易被广泛应用的方案确定模型。以大渡河瀑布沟水库为例进行计算,确定瀑布沟水库汛限水位上限值为844. 7 m,并通过流域预报净雨的误差分布分析确定该水位是安全的。最后利用考虑权重后的风险率、增发电量、满发流量三个指标对不同起调水位的方案进行优选,确定844. 7 m的上限值为综合考虑后能够在保证原设计防洪标准的基础上提升经济效益的最优方案。该计算模型可用于指导水库的实时调度。     

乌江渡水库洪水调度中的分阶段水位控制初探

自20世纪90年代水情测报系统引入乌江渡水库调度中, 该水库洪水预报与洪水调度功能日趋完善。若结合天气预报并针对各时期不同的防洪风险在洪水调度时将乌江渡水库5~8月中旬的起调水位控制在755m、伏旱期来临前蓄至759m以上, 则在汛末就能蓄满水库, 这既能降低防洪风险, 又不影响发电效益, 是优化洪水调度的必然选择, 具有巨大的经济效益。