浊漳河流域水库群多目标生态调度模型研究

浊漳河流域水库群生态调度对改善浊漳河流域生态环境质量、满足经济社会需水要求有重要意义。综合考虑生态需水的处理差异,并针对各水库时间上目标的需水差异,提出一种利用分时段加权法处理多目标问题的方法,依据大系统分解协调技术求解了浊漳河流域多目标水库群优化调度模型。模型求解结果表明,在水库的调蓄能力范围内,模型在时间上处理了年际间缺水不平衡的情况,在空间上处理了下游共同承担的生态供水任务,并得出由关河水库承担较多的下游生态供水任务较优。通过模型调度,下游侯壁断面的平均年生态满足度可达到85.35%。研究成果可为流域水库群多目标生态调度提供参考。     

考虑水质改善的观音阁—葠窝水库联合调度方案研究

针对太子河枯水期河道水质较差的问题,以观音阁至葠窝水库区间控制断面水质改善为目标,研 究了保障下游最小生态环境需水的水库群联合调度,并采用计算机模拟了两座水库的联合运行,提出改 进水库现行调度方式、调节河道年内径流分配过程,制定了考虑生态环境改善的水库群联合调度方案。 模拟结果表明,该方案改善河道枯水期水质明显,水环境质量得到较大提高。     

新江海河河网地区水量水质联合调度模拟及引水方案

为分析南通市通州区新江海河地区不同引水方案下的水质改善效果,采用一维圣维南方程组和对流扩散方程,以水量模型和水质模型间流量、水位资料的信息传输廊道为媒介,构建水量水质耦合模型,通过控制南通闸引水量,模拟分析了不同引水方案对新江海河各断面CODcr和氨氮浓度变化的影响。结果表明,由于新江海河水动力条件不足,污染物本底浓度较高,导致工程引水对其水质改善效果有限,针对其水质污染特点,提出了加强控制污染物入河量的建议,为当地水利工程调度工作和改善新江海河水体水质提供了依据。     

基于可调能力的沙颍河流域闸坝群低影响应急生态调度方案优选

保障流域关键断面的生态流量是维持河流生态健康的重要措施。鉴于闸坝下游断面应急生态流量事故频发及以往研究中多注重于水库的中长期生态调度模型优化,流域闸坝群低影响应急生态调度研究迫切需进一步完善,以沙颍河界首断面为示例断面,引入可调能力,量化了闸坝群通过调度水量进行下游生态补水的调控能力,构建了以保障关键断面生态流量为目标的沙颍河流域可调能力评价体系,并基于评价结果筛选出界首断面最优的低影响应急生态调度方案。结果表明,闸坝群可调能力的评估能有效地筛选出满足下游界首断面生态流量的最优低影响应急生态调度方案,为沙颍河流域应急管理提供借鉴。     

基于河流生态需水的水库生态调度模型及应用

针对传统水库调度仅考虑协调防洪和兴利的关系而忽视生态环境的问题,为减少水库对河流生态系统和自然水环境的影响,以黄南水库为例,初步建立了基于河道生态需水量的水库生态调度模型,采用分层序列法将多目标模型转化为单目标优化模型求解。结果表明,确定水库生态优化调度方案是维护或改善河流健康、协调各兴利因子的关键。     

基于Vague集理论构建的生态调度评价方法及应用

在特殊时期电站需要进行生态调度满足下游河道的生态需求，为合理评价与制定电站短期生态调度过程，以景洪电站为例，分析其1956～1987年3～8月份逐日水文数据，分别构建各月流量与涨落水率模糊集隶属函数，采用模糊集相似度概念作为衡量电站调度效果的标准。提出了一种基于天然水文资料的电站日内优化调度方法，发现相对于原调度方案，经优化后的生态调度方案流量和涨水率的变幅与天然水文过程更加接近。优化结果显示，在枯水期优化方案相对于原方案日内下泄总量有一定减少，在丰水期优化方案相比于原方案日内下泄总量增幅较大。研究成果可为电站短期生态调度的评价和优化提供参考。     

三种水库优化调度方案实施模式的对比研究

为研究水库优化调度方案在水位、流量及出力控制模式下的实施效果,以发电量最大为目标建立优化调度模型并求解,选取发电效益、水位越限风险率及弃水量构建评价指标体系,对不同水库运行工况下的调度方案实施过程进行仿真计算,并评价其实施效果。小漩水电站的实例应用结果表明,水位控制模式对应的水位越限风险率最低,但弃水量最大导致其发电效益最差;流量控制模式与出力控制模式对应的水位越限风险率相差不大,但出力控制模式弃水量更少,发电效益更高。因此,出力控制模式可作为调度方案实施过程中的首选模式。     

基于改进库群系统的多目标优化水量调度模型及应用

针对复杂流域水库群水量调度优化分配问题,运用多目标优化基本原理,提出了一种改进多目标遗传算法,建立了流域水量调度多目标优化模型,同时考虑系统的河道水流传播影响。利用建立的模型,以伊洛河流域水库群为研究对象,通过分析伊洛河流域水库调度的特点,将流域供水、灌溉、发电设为目标,采用改进多目标遗传算法对模型进行高效求解,并进行常规调度方法校核,得到洛阳市伊洛河系统水量调度方案。结果合理有效,验证了模型的可行性,解决了传统多目标优化方法难以处理复杂多目标问题的缺陷。     

汾河兰村—义棠段洪水演进过程模拟与不同保护目标下生态需水量分析

针对汾河中下游河道特点,基于水流连续方程及运动方程,建立了一维洪水演进模型,利用该水力学模型对汾河兰村—义棠段洪水进行了数值模拟,并结合生态指标,分析了该河段生态需水量。结果表明,流量过程计算值与实测值吻合较好,以河道不断流为生态流量指标,获得汾河河道不断流的生态需水量为5 m3/s,对汾河水库生态调度和河道治理有一定的参考价值。     

通用型水库群洪水补偿调度模型

建立了一般水库群洪水调度系统的数学模型，并提出了补偿调度的求解方法，补偿调度的基本思路是：首先根据各水库的入库洪水过程，按照各水库的洪水调度规程从上至下进行独立调洪计算，再与区间洪水合成防洪控制点的流量过程；若出现超载水量，则从两方面调整各水库的泄洪策略（拦蓄与预泄），以达到避免或减少分洪水量的目的。所提出的通有型水库群洪水调度模型及补偿调度算法具有一般性，有利于编制开发通有型水库群洪水调度系统软件，其计算成果为制定人机交经方案提供了强有力的支持。     

一二维模型在湖泊水环境调度中的应用比较

以湖泊水环境调度为例,比较了一维模型、一二维耦合模型的构建方法及其在湖泊水环境调度中的应用。发现两种方法计算的调度流量、水位过程拟合程度较好;B湖引入A湖优质水资源,B湖北侧湖区Ⅲ类～Ⅳ类水体面积增加,一二维耦合模型的空间展示效果更为直观;计算全年湖泊的水量水质调度,一二维耦合模型用了34.3h,而一维模型仅用了5.8min。通过两种方法的比较分析,提出将两种方法结合使用,以A、B湖每月连通1次、每月连通2次为例,比较论证较优的调度方案,发现每月连通1次有利于改善B湖的水质。     

基于断面水质目标的水库生态流量泄放研究

河道上游水库闸坝在设计运行过程中,大部分未考虑河道下游的最小生态流量和环境流量需求,会影响河道的环境功能稳定。为此,以灌河鲇鱼山水库为例,利用MIKE21模型对三种不同方案进行模拟,模拟出能满足控制断面水质目标所需的环境流量,并结合基于Tennant法确定的河道最小生态流量,确定鲇鱼山水库的生态流量泄放方案。结果表明,通过方案3治理后,鲇鱼山水库月平均下泄流量为0.9～5.26 m~3/s。研究结果可为类似的水库闸坝生态流量泄放调度提供参考。     

考虑下游需水的伦潭水电站月发电调度函数研究

为优化伦潭水电站调度运行方式，分析水库下游社会经济和河道内生态环境需水过程，基于发电优化调度结果采用逐步回归法提取考虑下游需水的逐月发电调度函数。结果表明，伦潭水库对下游需水过程发挥较大调蓄补给作用，主要补水时段为7月至次年2月，直接影响了伦潭水电站的发电引水流量过程；基于多元线性回归模型和BP神经网络提取的伦潭水电站发电调度函数大部分月份的纳什效率系数均在0.90以上，考虑模型结构简单且操作方便，伦潭水电站选取基于多元线性回归模型的发电调度函数；对于2017年3月至2019年2月，伦潭水电站发电调度函数较实际发电调度和发电调度图可分别增加发电量338.4×10⁴、183.8×10⁴kW·h/月，调度函数可明显提高伦潭水库的发电运行水位。研究成果可为伦潭水电站实际发电调度提供技术支撑，也可为其他水电站完善发电调度运行方式提供参考。     

基于河流生态水量保护的南阳市白河流域生态补偿机制研究

人类社会的发展导致河道水量不断被压缩,严重影响河流生态健康。对此,提出基于南阳市白河流域河流生态水量保护的生态补偿机制,基于Tennant法核算南阳市白河流域生态流量,进而获取河道内亏缺水量;并采用模糊综合评价法,考虑水环境、水资源、社会经济、用水效率多种因素,核算水资源价值,由此得到补偿价值,南阳市区及南召县均以行政区内各行业向河道内补偿为主。白河上下游地区应增强河流保护意识,合理规划河道外供水量,保障河流基本生态需水。     

复杂河网水利工程水量水质联合调度研究

以北村水系为例,采用平面二维有限元水动力模型 RMA2 和水质模型RMA4,模拟分析了潮位影响、引水工程及水库泄水单因素水利工程水资源调度条件下河网水量水质时空变化规律,提出了3种闸、站、库联合调度方案,建立了水量水质联合调度评价指标综合评价方案.结果表明,落潮时引潮排水相结合方案为北村水系水利工程联合运行最优方案.     

基于MIKE11的白莲泾区域水量水质模型研究

为保障世博园区水安全、研究河网水力要素的时空变化过程及感潮河网水动力变化特性,应用MIKE11水环境模型软件,构建并改善了白莲泾区域水量(水文、水动力学)水质模型,并对模型进行重新率定、验证,所得计算值与实测值吻合较好.应用模型模拟了“6.29大雨”白莲泾区域的河道水量水质,提供了最优的泵闸联动调水方案.可为制定、优化调水方案和建立水资源环境管理决策支持系统提供科学依据.     

水电系统及水库库群优化调度的非线性网络法

利用水电系统各机组出力的非线性目标函数，结合各水库流量和库存量具有网络流特点的约束，采用非线性网络规划对各水电站出水或水库水量进行优化调度，本计算方法可充分 各种因素，具有速度快、收敛精度高，占有内存少的特点。     

基于水文过程的南京市城南河流域水生态系统修复方法

为积极响应国家生态文明建设及绿色发展战略要求,明确河湖生态保护与修复思路,以南京市城南河流域为例,针对滨江城市水生态系统现状,开展水生态系统修复方法研究。根据现状调查及水质采样分析结果,发现城南河流域水质污染严重、水体流通性差、生物多样性一般、水生态服务功能受限等问题,制定以控源截污、LID布设、水系连通等措施为主要组成的水质提升方案,因地制宜完善水生态修复方案。并构建MIKE11水量水质耦合模型,借助ECOLab模块模拟方案实施前后流域内各河道水质变化过程,预测评价城南河流域水生态修复效果。根据模拟结果,水生态修复方案的实施使流域水环境得到较大改善,对流域水生态修复效果总体良好。     

基于RVA法的黄河中游建库后河道水文变异分析

为了了解水利工程修建后河流天然水文情势受干扰的程度,针对黄河中上游流域特点,利用RVA法分析了万家寨、龙口梯级水库调度前后黄河中下游河道的水文条件变化情况。结果表明,黄河中游段水文条件因上游梯级水库的调度发生了较大变化,其中黄河中游段河曲断面的水文情势为中度改变。建议通过估算下游河道生态需水流量过程、优化水库调度方式来开展水库生态调度。     

母管制循环水系统优化调度分析

火电厂循环水系统优化调度方案的选择,主要是依据各循环水泵的特性参数、曲线和每台机组凝汽器的循环水量、真空、负荷等,以获得机组最佳运行台数和最佳经济性。本文以母管制循环水系统为例,建立优化运行数学模型,从而得到最佳运行方式及相关各参量。并通过对某电厂2×300MW机组的母管制循环水系统进行计算分析,得出优化调度方案。可以根据各循环水系统的实际情况结合计算机运算的结果进行优化调度,可使火电厂取得明显的经济效益,节能效果明显。