山区型水库有限元计算模型边界水位的修正方法研究

介绍在对山区型水库大坝坝基、绕坝、高边坡等渗流场有限元计算分析时,在计算模型区域有限、模型边界条件难以准确确定的条件下,为提高计算精度,考虑了模型边界水位受水库水位抬高影响情况,提出了一种边界水位修正方法。     

基于多源数据融合的碧流河水库库区地形更新方法及应用

水库库区水下地形复杂,且伴随着冲刷淤积作用,运行数十年后水库库底地形变化较大,已有的地形资料难以真实地反映库底地形,成为水库管理的难点。在研究碧流河水库多源地形数据构建技术的基础上,对水库现有的声呐探测、历史测量图、人工点测量等多种来源数据进行有效融合,实现了水库库底地形的更新重建。结果表明,经该方法更新后的结果能够更准确地反映实际的库区地形,进而重新推求了碧流河水库的水位—库容关系曲线,分析了碧流河水库的淤积量与淤积分布情况。实例表明该方法能够较好地为水库防洪与环境治理提供技术支撑。     

距离度量学习法在水库静库容调洪演算中的应用

静库容法和动库容法是水库调洪演算最常用的方法,与动库容法相比静库容法简单快速,所需资料较少,在水库蓄水期和消落期可直接用于水库调洪。但由于未考虑入库向出库转换的时间延迟,在汛期易造成较大的库水位计算误差。对此,设计了距离度量学习算法,对当前的预报样本,先使用静库容法计算库水位;然后根据学习的距离度量,从历史样本中寻找若干个与当前水情相似的样本,用这些相似样本的库水位计算误差的线性组合对当前样本的计算库水位进行修正,改善其精度。以三峡水库2009～2017年的数据作为训练集,以2018年的数据作为测试集,试验结果表明距离度量学习算法能够显著改善汛期库水位的计算精度。     

地下水位监测冗余数据去除算法研究与应用

针对目前地下水位监测方法中利用普通监测井监测带来的数据冗余问题,提出了一种新的水位监测算法。该算法综合了有效带宽法、算术平均法、时间序列分析法、权重分配等方法的优点,采用有效带宽法和算术平均法获得有效水位点和计算基准点,运用时间序列分析法建立了小时间段数据预测模型,并在此基础上修正预测模型,使用权重分配法获得了近似水位点,并将该算法应用于太原市小店区龙堡村井。结果表明,该算法有效去除了冗余数据,增加了观测数据的可靠性,为后续水位深度分析和研究奠定了良好的基础。     

石佛寺水库历史洪水过程数值模拟与分析

石佛寺水库是辽河干流上唯一的大型防洪控制工程,建立洪水过程数字模型可为水库管理提供科学、便捷的支持。使用MIKE软件建立水库二维非稳态水量模型,在AutoCAD和ArcGIS软件的协助下制作库区DEM,并提取相应地表高程数据制作研究区网格。研究区上游采用流量边界,下游采用水位边界,率定输出出口处的流量变化,并与2010年实测资料进行对比,据此修正了相关参数。模型模拟的20100720和20130816两次历史典型洪水过程与历史资料相符,验证了该模型应用于石佛寺水库的可行性,可为石佛寺水库的管理与洪水预测提供依据。     

洪水调度关键期提高碧流河水库防洪能力的方法

基于预报信息的可利用性分析,研究了洪水调度关键期利用可回充水量进行预泄以降低设计汛限水位的方法,该方法利用降雨与退水预报信息计算回充水量,依据回充水量预泄,合理地设计降低设计汛限水位。碧流河水库2012年50年一遇洪水调度过程表明,应用该方法洪水调度关键期设计汛限水位降低0.39m,调洪最高水位降低0.24m,最大泄量减少了190m3/s;同时调洪末水位仍能达到主汛期末允许控制水位68.8m,既提高了该水库防洪能力,又保证了后期兴利效益,亦为其他水库防洪调度提供了借鉴。     

板桥水库汛限水位动态控制域研究

针对水库汛限水位动态控制域的确定为汛限水位动态控制研究的关键问题之一.结合入库流量信息、降雨预报信息等研究确定了水库泄流量分级情况下面临时刻允许控制的库水位值,根据绘制的面临时刻允许库水位值决策支持表,得出水库各级泄流量下的汛限水位动态控制域.实例应用结果表明,该方法考虑了水库汛限水位实时动态控制阶段下游防洪安全允许的各种泄流及其与区间洪水组合的情况,具有较强的可操作性和实用价值,可用于指导水库的实时防洪调度.     

黄河上游梯级水电站运行水位动态控制研究

随着水文气象预报技术的进步,水雨情测报系统的完善和水调自动化系统的投运,动态控制刘家峡及以下电站的运行水位已成为可能,效果明显。本文通过分析多年黄河上游水库水电站运用规律和运行特点,结合实际调度经验,提出了水库运行水位动态控制的建议。     

基于分时电价的多年调节水库年末消落水位研究

针对梯级水库中多年调节水库年末消落水位优选问题,结合分时电价下梯级水库中长期发电优化调度的特点,建立了分时电价下多年调节水库年末消落水位优选模型,并应用协同进化遗传算法对模型进行了求解.乌江梯级水库实例计算结果表明,该模型与求解方法可靠、合理,为分时电价下梯级水库发电优化调度提供了理论计算依据.     

基于一维水沙模型的多沙水库分期汛限水位选择

为提升多沙水库的发电效益、选择合适的分期汛限水位,应用一维非均匀流不饱和输沙模型,结合某多沙水库现行调度规程,模拟了该水库在多种拟定分期汛限水位方案下水流、泥沙等因素的长期变化过程,计算了各方案总库容、有效库容淤损率及多年平均发电量等指标,并综合考虑提升水库发电量和保证水库防洪安全方面目标对各方案进行比选,确定了该水库的最佳分期汛限水位方案。该方案可在一定的泥沙淤积水平年内提升水库的发电效益,并通过预泄调洪方式以保障其防洪安全。     

多年调节水库年末水位研究

建立了预测多年调节水库年末水位的ANN预测模型,针对GA、BP算法的优缺点,运用GA-BP算法求解网络模型.通过黄河龙羊峡水库实例计算证明,该方法可为水库调度提供一定依据.     

基于Copula函数和Monte Carlo法的防洪调度风险分析

以黄河万家寨水库为例,采用Copula函数构建洪峰和洪量的联合分布模型,随机抽样模拟洪峰和洪量系列并转化为洪水过程线,同时考虑泥沙淤积和泄流能力不确定性影响,在给定汛限水位和调洪规则下调洪演算模拟洪水.结果表明,水文因素的随机性、库容与水位关系的不确定性是万家寨水库防洪风险的主要影响因素,泄流能力不确定性对水库泄洪影响不明显,并获得了各汛限水位方案下水库的防洪风险率,为万家寨水库前汛期汛限水位选择提供了参考依据.     

基于模糊集理论的石泉水库分期汛限水位确定

在模糊集理论的基础上依据模糊统计方法计算了石泉水库汛期逐日的经验隶属度,按其线形进行参数曲线拟合求得理论隶属函数和理论隶属度.通过对经验和理论隶属度的对比,确定了汛期的实际隶属度.依此对石泉水库汛期进行模糊划分求得石泉水库汛期各天的模糊控制水位.与现行防洪限制水位进行对比分析表明,该法可有效缩短主汛期历时、分期提高汛限水位、减少汛期弃水量、增大水库汛后蓄满几率,进而较好地解决防洪与兴利的矛盾.     

水库干旱分级预警水位确定方法

鉴于定量分析干旱预警水位有利于水库抗旱期的合理调度,提出水库干旱预警响应机制,探讨与之相对应的水库干旱分级预警水位计算方法和步骤,并以柴河水库为例,考虑预警期为6个月,在分析水库来水量、需水量的基础上,采用逐6月应供水量滑动计算确定柴河水库旱限水位为96.47m,干旱Ⅰ~Ⅵ分级预警水位分别为86.98、89.40、90.79、93.18m,据此绘制了柴河水库干旱分级响应预警图,可用于指导水库抗旱调度工作。     

基于数值流形方法的水库岩体边坡稳定分析

利用数值流形方法可以模拟边坡大变形和连续—非连续变形的特点,分析了某一水库岩体边坡在库水位骤降时的变形规律,提出了利用边坡位移确定岩体滑动面内摩擦角的方法。利用传统安全系数的概念,考虑库水位骤降时的地下水渗透压力的作用,对该水库边坡的稳定性进行分析和评价。     

水库水沙多目标联合优化调度研究

针对水库运行中蓄水与排沙的矛盾,兼顾水库防洪、发电、航运及长期利用的综合运用目标,利用多目标决策方法建立了水库水沙多目标联合优化调度模型,即汛期采用分级流量原则控制水位运行,制定分级流量与对应的运行水位,通过水库发电调度与泥沙冲淤计算的耦合,计算在约束条件下水库的发电量、泥沙淤积量及长期综合效益。将该模型应用于三峡水库综合运行研究中,汛期按分级流量原则控制水位运行50年。计算结果表明,与原设计水位运行方式相比,汛期分级流量运行的综合效益增加6.324%、发电量增加5559%、泥沙淤积量仅增加0.148%,可见水沙联合调度的汛期分级流量运行方式能充分发挥三峡水库的综合效益。     

死水位

死水位(dead storage level)是指:水库在正常运用情况下的最低水位。正常蓄水位与死水位之间的高差,称为水库消落深度。死水位应通过综合技术经济比较和分析选定。其原则是:(1)使水电站的保证出力和年发电量在既定的正常蓄水位条件下接近最大值;(2)考虑防洪及其他综合用水部门如灌溉、航运等对水库最低水位的要求;(3)要注意低水位时水轮机运     

水库群汛限水位实时动态控制关键问题的解决方法

针对单个水库汛限水位动态控制研究成果在实际应用中的局限性,总结了水库汛限水位动态控制研究现状并指出了存在的关键问题,进而以单个水库汛限水位动态控制实践成果为基础,给出了水库群汛限水位实时动态控制关键问题的解决方法,即针对库容补偿条件,提出水库群汛限水位动态控制域的确定方法;基于预见期增加的特点,给出降雨、洪水预报等信息的不确定性分析方法;基于风险与效益对称原则,提出水库群汛期实时控制"满意"决策。     

富春江水库上游梯级电站库容反演方法研究

富春江水库是典型的河道型水库，洪水期间干流梯级电站的调控对入库洪水过程影响很大，该影响还会与坝前倒三角地形嵌套产生放大作用，严重影响富春江水库洪水调控。通常采用地形测量法确定不同水位时的梯级电站库容，但该方法不仅技术要求高，而且需要消耗大量的人、财、物和时间。因此，以富春江水库2019～2020年受梯级电站调控影响较大的5场洪水为例，提出水文模型分析与系统微分响应反演技术结合的方法确定库容。结果表明，采用系统微分响应反演确定的库容具有较高的精度。     

水库正常蓄水位选取的多目标可变模糊优选方法

以阿尔塔什水库为例,合理选取水库特征水位将有利于解决水资源供需矛盾,在总结分析传统水库正常蓄水位优选方法的基础上,提出采用多目标可变模糊优选方法优选水库正常蓄水位,并与模糊物元模型做了比较分析。结果表明,该方法可均衡不同模型之间的差异,增加了优选结果的有效性、可靠性和实用性。