姚东水库群联合供水研究

建立了姚东地区多水库联合运用工况下的水库群联合供水模拟模型.该模型以系统年总供水量最大为目标,以日为计算时段,以水库日供水量为决策变量,以水库库容、可供水量、供水保证率等为约束条件.模型可以进行水库之间的补偿调节,并根据供水权重系数进行水库日供水量分配.模型采用基于规则的模拟法求解.研究表明,通过水库群联合供水调度可以增加系统14.3%的供水量.     

基于两阶段风险分析的水库群汛期运行水位动态控制模型

水库(群)实时调度能结合有效的水文预报信息对水库在实时运行层面权衡防洪与兴利效益具有指导意义。然而,水文预报信息的利用面临着不可规避的不确定性问题,故水库(群)实时调度运行需要考虑风险控制方法的研究。针对耦合水文预报的水库群汛期运行水位动态控制问题,提出了可考虑各水库不同预见期长度、不同预报精度的两阶段风险率计算方法,并将其应用于构建水库群汛期运行水位动态控制模型。首先,两阶段风险率思想是将未来调度时段按预见期节点分为预见期以内和预见期以外两个阶段,预见期以内考虑径流预报不确定性带来的风险,采用集合预报思想统计多组预报径流情景在预见期以内的失事概率,预见期以外考虑因预见期末水位过高难于应对后续洪水的潜在风险,根据历史设计洪水的调洪演算试算风险率。其次,基于所提出的两阶段风险率方法构建以发电量最大为目标函数的水库群汛期运行水位动态控制模型。研究结果表明：提出的两阶段风险率计算方法可兼顾考虑实时调度阶段由径流不确定性引起的预见期以内、预见期以外的潜在风险;基于两阶段风险分析构建的水库群优化调度模型,可求解得出的水库群系统库容动态最优决策过程,且该优化调度模型可在不增加汛期防洪风险的基础上提高水库群系统的发电效益,即2010年汉江流域五库系统在夏汛期可提高总发电量2.30亿kWh。     

调水对汾河下游水环境的影响

为了给调水工程运行调度及其环境影响评价提供科学依据,探讨了跨流域调水工程对流域水环境的影响作用.采用一维模型对引沁入汾工程调水前后的水质和水环境容量进行了模拟计算,进而评价调水对汾河下游段水环境的影响.研究结果表明,调水沿线各水库的水质能够满足供水需要,调水后汾河下游段的COD和NH3-N水环境容量分别比调水前增大了30.50%和31.88%.     

邯郸市西部水资源配置研究

考虑邯郸市西部地区供水的严峻形势,在系统规则控制中分别设定三条调水路线和限定各线路供水范围,结合以供水系统总缺水量最小为目标函数的数学规划模型,分别拟定了两套调水方案。经对两套方案水资源配置成果、工程布局、工程投资估算对比分析,最终选择方案二为最优方案。即自清漳河上拟建的贾家庄水库经漳北渠和十五里洞向武安调水、由跃峰渠向峰峰矿区及武安调水,并结合当地水形成邯郸市西部水资源配置新格局。本方案可以较大缓解邯郸市西部地区涉县、峰峰缺水状况,但对于西部地区用水大户武安市,供水仍有较大缺口,武安市未来水资源的可持续利用只能通过大力节水来实现。     

金沙江梯级水库群供水发电联合调度研究

为使金沙江下游梯级水库群在不同典型年、不同调度期下的实际调度中发挥最大效益,以梯级总发电量最大和缺水量平方和最小为目标,建立金沙江下游水库群优化调度模型,采用NSGA-II算法对其进行求解,得到不同典型年和分周期下的非劣解集,并引入置换率的概念分析两目标间的竞争关系,最后分析了枯水年不同偏好下的水位过程。结果表明：发电与供水目标间的竞争关系主要体现在水库蓄水期与供水期,在汛期与汛前消落期为协同关系;供水-发电目标置换率随梯级发电量呈递增趋势,依据置换率曲线得到不同梯级发电量情况下提高单位发电量对供水造成的影响,在实际调度中设置合理发电量可以使得发电、供水目标效益最大化。     

水库群长期优化调度模型与水力关联矩阵

首先介绍了水库群长期优化调度模型,分析了该模型编制的程序在单库、梯级以及混联水库群中通用的制约因素.在水库群长期优化调度模型通用性设计方面,提出用水力关联矩阵来描述水库之间的空间位置关系和水力联系,并重点说明了水力关联矩阵的作用.然后,以DP算法与水力关联矩阵相融合为例,解决了将其设计为一般性算法过程中所遇到的问题,进而开发出具有一定通用性的水库群长期优化调度的算法代码.最后,将DP、DSPA和POA算法应用于雅砻江以及混联梯级长期优化调度中.     

梯级水库群泄洪设施联合调控研究

洪水灾害是我国最严重的自然灾害之一,水库防洪调度是有效避免或减轻洪水灾害的重要手段。当前水库防洪调度主要是运用优化算法获得水库的优化调度决策方案,鲜有考虑水库泄洪设施的运行控制,往往导致优化调度结果难以付诸实施。鉴于此,本文通过开展梯级水库群泄洪设施运用数字化,构建梯级水库群泄洪设施运用数据库,建立梯级水库群联合防洪调度模型,研究梯级水库群泄洪设施联合调控策略,并以雅砻江下游梯级水库群泄洪设施联合运行为例进行验证。结果表明：优化调度方案充分利用防洪库容调蓄,其泄流量过程比常规调度更加均匀,极大程度的削减了洪峰流量;同时,优化调度方案中梯级水库群泄洪设施变化总次数较常规调度明显减少,泄洪设施组合方案调整的频率明显降低。研究成果对推动梯级水库群防洪优化调度向泄洪设施运行控制的精细化和智能化转变,提升梯级水库群防洪调度管理水平具有重要的理论意义和工程实践价值。     

南水北调工程规划调度决策模型研究

提出了南水北调工程规划调度决策的自优化模拟模型及其求解技术、大系统多层次分解协调模型和方法以及多维确定型动态规划与多维随机型动态规划模型与方法；给出了应用模型所确定的南水北调东线一期工程和中线工程的调水规模（包括可凋水量、供水范围、蓄水设施布局、梯级泵站级配和输水总干渠设计流量等）与工程调度规则等．     

枣庄城市复杂多水源供水优化配置模型

探讨了北方地区缺水城市枣庄 ,在水库、地下水源地、处理回用水、外地区调水等复杂水资源系统下的优化供水模型 .针对多水源、多用户的特点 ,从社会、经济、生态综合效益考虑 ,建立水资源优化配置模型 ,寻求资源开发最佳组合 ,以充分利用水资源 ,获取资源的最大利用效益 .     

金沙江下游梯级水库群多目标兴利调度模型及应用

多目标兴利调度是充分发挥金沙江梯级水库群综合效益的重要课题,如何科学控制上下游梯级水库蓄泄方式、协调不同兴利调度目标间的竞争关系,是金沙江梯级水库群水资源高效利用的关键科学问题。本文在分析发电效益、航运效益和容量效益间竞争与冲突关系的基础上,建立了以总发电量最大、通航流量最大、时段保证出力最大为目标的梯级水库群多目标兴利调度模型,并采用多目标进化算法对其进行求解,得到了不同频率来水情况下多目标兴利调度方案集,可为金沙江梯级水库群联合调度提供科学的决策依据。