基于不同生态需水计算方法的水量水质联合调度研究

为研究不同生态需水计算方法对水质评价的影响,采用4种计算方法确定河道生态流量,分别通过优化得到水量水质调度方案,并分析各方案中水质指标改善效果优劣。以浊漳河流域为例,采用大系统分解协调技术,通过数据传递实现模拟模型与优化模型的耦合,构建生态流量保障的水库水量水质联合调度模型。模型模拟结果表明,模型在时间上处理了年际间水量分配不均的情况,在空间上各河段水质改善效果较好,且基本满足了下游干流共同承担的水质需水和生态需水要求;经过综合评价,以频率曲线法计算河道生态保障流量更有利于浊漳河水质的改善。研究成果对于保障水生态,改善水环境有实际意义。     

考虑生态需水量的汾河梯级水库联合调度研究

采用湿周法、Tennant法、频率曲线法等生态需水计算方法,计算汾河的生态基流量,综合考虑河道下渗、植被需水等因素,提出合理的汾河上中游的生态需水要求。在此基础上,建立汾河水库与汾河二库联合调度模型,制定合理的、考虑生态的水库调度规则。考虑近年来引黄水量增加,运用遗传算法对调度线进行优化,以提高水资源利用率。     

龙羊峡水电站水光互补优化调度研究

针对光伏发电大规模并网后水电站如何运行才能有效减小光电不稳定出力对电网造成的影响问题,建立了光伏发电出力预测模型及龙羊峡水光互补短期优化调度模型,采用改进的逐步优化算法对模型进行求解,设置了6种情景分析水光互补效果。结果表明,汛期或非汛期调度期内的龙羊峡水库水位在相应时段允许范围内,优化后的水光互补系统均不存在弃水仅产生少量的弃光。研究成果为光伏大规模并网后的水光互补短期优化调度方式提供了参考依据。     

龙羊峡-刘家峡水库连续枯水年优化调度研究

针对以龙羊峡-刘家峡为主的黄河上游梯级水库群在遭遇连续枯水年这种极端气候条件下的优化调度问题,建立了黄河上游水库群优化调度模型,提出改进的逐步优化算法(ICGC-POA)并对模型进行求解,从水库供水与发电、运行情况、防凌、生态等方面对模型结果进行分析。结果表明,在连续枯水年中,模型优化后的龙羊峡-刘家峡梯级水库群发电量及供水保证率得到大幅提高,研究结果可为黄河上游水库群在遭遇连续枯水年时的调度提供理论基础和决策依据。     

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。     

黄河上游水库群多目标优化调度研究

为了使黄河上游梯级水库群在丰、平、枯水年的实际调度中最大限度地发挥效益,建立黄河上游水库群的多目标优化调度模型,选择1989—2008年共20 a的实测径流长系列资料,利用改进的快速非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对模型进行求解。从水库发电、运行情况、供水满足度、防凌、生态等方面对模型计算结果进行分析,结果表明:在充分满足防凌和生态前提下,模型优化后的整个梯级水库群总发电量比"实际"发电量提高了2.07%、总缺水率平方和比实际降低了5.98%。     

龙羊峡水库对坝下河段生态水文情势影响研究

选取1988—2016年黄河唐乃亥水文站逐日平均流量和龙羊峡水库逐日出库流量数据进行水文变化指标(IHA)计算,采用水文变化范围法(RVA)并结合水库运行特点及黄河上游生态特征,评估龙羊峡水库运行对其坝下河段水文情势的改变程度及生态影响。结果表明:龙羊峡水库的运行对其坝下河段水文情势的影响属于高度改变,河流整体水文情势改变度为68.31%;指标体系中1—3月、12月平均流量,年最大1、3、7 d平均流量,年最小7、30、90 d平均流量,最小流量发生时间,低流量发生次数及延时,流量改变率及频率等指标改变显著。