三峡水库生态调度目标研究

水库生态调度研究是当前国内外河流生态恢复研究中的热点问题。针对三峡水库具体情况,指出了现行水库调度存在的生态问题,进而以水库下游宜昌站作为分析对象,主要从维持天然河道内环境流量和有利于水库下游中华鲟和四大家鱼产卵繁殖的角度,确定了三峡水库生态调度目标,主要包括三峡水库下游河道内环境流量调度目标以及中华鲟和四大家鱼产卵繁殖期水库调度目标。三峡水库生态调度目标的确定可为三峡工程正式运行后制定合理的调度运用方案提供参考。     

基于来水保证率的三峡水库蓄水调度图研究

提出基于保证率的三峡水库来水和下游需水计算方法;以旬为时间尺度,构建对蓄水不利的来水和下游需水的组合情景,得到基于来水保证率的三峡水库分阶段蓄水调度图。该调度图可充分考虑上下游防洪要求,基于不同来水和下游需水情景的保证率水平,并可结合中期水文气象预报应用实施,在调度实践中适度承担风险,兼顾综合效益发挥,具有可操作性和实用价值。     

梯级水库群联合优化调度函数研究

构建了制定梯级水库群联合优化调度函数的\"优化-拟合-再优化-随机仿真\"框架:首先建立梯级水库群优化调度模型,通过确定性动态规划方法得到最优样本;然后对最优样本进行多元线性回归分析得到联合调度函数;并基于模拟调度结果采用非线性规划方法直接修正调度函数;最后通过水文随机模拟技术生成径流系列,进一步检验、评价所得调度函数的效率。以清江梯级水库群长期优化调度为对象进行实例研究,计算结果表明:对于1951-2005年实测径流系列,梯级水库群联合优化调度函数较常规调度方案年均增加发电量2.03亿kW·h,增幅达2.79%;对于两种随机模拟方法生成的水文径流系列,年均发电量分别提高了1.74%和2.36%,经济效益显著。     

梯级水电站多目标发电优化调度

以发电量和保证出力为目标建立梯级水电站的多目标发电优化调度模型,对三峡梯级中长期发电优化调度进行研究。针对传统方法求解多目标优化问题的局限,提出一种强度Pareto差分进化算法(Strength Pareto Differential Evolution,SPDE)用于求解梯级水电站的多目标发电优化调度问题。SPDE以差分进化算法(Differential Evolution,DE)为基础,采用SPEA2的适应度评价方法,并根据多目标优化的特点对DE的进化算子进行修正。同时,提出一种自适应柯西变异策略(Adaptive Cauchy Mutation,ACM)用于克服算法的早熟收敛问题。三峡梯级水电站实例研究结果表明,SPDE可同时考虑两个目标并有效处理复杂约束条件,一次运行即可得到一组在各目标分布均匀、分布范围广的非劣调度方案供决策者评价优选。     

考虑水文预报误差的三峡水库防洪调度图

分析三峡水库入库流量短期预报结果,采用非参数方法估算预报相对误差的概率密度函数。以防洪为目标,同时兼顾发电、通航等要求,建立了防洪调度模型,采用差分进化算法求解,得到了汛期防洪优化调度图。通过比较不考虑预报、现有预报方案、准确预报3种情况的调度结果,分析了水文预报误差对防洪调度的影响。结果表明,无论考虑预报与否,与现有设计方案相比,汛期防洪优化调度图的发电量都增加,弃水减少,削峰率有所提高;而考虑预报信息有助于调控洪水,提高预报精度有助于增加水库抵御大洪水风险的能力;基于模拟现行作业预报方案,汛期防洪优化调度图比设计调度方案发电量增加5.3%,弃水减少5.9%,削峰率提高1.7个百分点,防御1000年一遇设计洪水的能力大大提高。     

三峡水库某库段岩体裂隙网络模拟研究

为合理评价三峡水库某库岸岩体结构特征及工程整治提供依据,对区内岩体进行了裂隙调查及网络模拟研究。研究基于Monte-Carlo模拟方法,在技术上进行了探讨和一定改进。如采用了聚类分析法确定裂隙优势产状、用直接法产生随机数、广义RQD t及裂隙线连通率的计算等。根据野外调查及计算机模拟研究,研究区发育有3组优势裂隙、平均迹长1.45 m左右。间距一般服从对数正态或负指数分布,而走向和迹长基本上不服从常规分布。裂隙线密度在3－6条/m、t = 0.1 m时RQD t值在90 %左右、t = 0.7 m时RQD t值为10 %－20 %、RQD t值变化可能影响库岸岩体在不同方向的稳定性。     

南水北调中线工程水量优化调度研究

针对南水北调中线工程供水系统的特点,应用大系统递阶分析的原理和方法,建立了三层递阶水量优化调度模型.采用模拟技术与优化技术相结合的途径,求解出满足系统整体供水目标下供水区水库的优化调度图,结果可为工程未来运行提供科学依据.     

三峡水库防洪安全风险研究

水库防洪特征水位的选择是水利工程设计中极为重要的一个环节，本文通过对特征水位推求方法的现状分析，指出了假定防洪安全标准等于洪水设计标准缺乏必要的依据这一基本论点，给出了防洪安全风险计算的原则，方法及其适用性条件，认为受人类活动影响的序列不能 般地理论分布函数，而随机模拟方法是解决此类问题的最有效的途径。     

三峡水库塌岸影响因素的物理模拟研究

水库蓄水后库岸边坡失稳破坏是一个复杂的过程,其塌岸模式及塌岸规模往往受多种因素的影响。文章在对三峡库区典型塌岸段地质条件调查研究的基础上,利用物理模拟手段,系统地研究了水库岸坡土体材料、岸坡坡角、库水位、降雨强度对岸坡流失量的影响。研究结果表明,三峡水库存在冲磨蚀型及滑移型两种主要的塌岸模式。岸坡土体流失量与岸坡坡角、岸坡物质组成、降雨强度等成正相关关系,且各因素对流失量的影响程度不同,岸坡物质组成及岸坡坡角是主要影响因素。各因素对岸坡流失量的影响还存在临界值,超过此临界值时,该因素对塌岸的影响将变得非常明显。由于物理模拟经历的时间较短,试验所得规律仅适用于水库蓄水后一定时期内塌岸的研究。     

基于HyperSim的网格调度模拟

由于网格环境的复杂、动态和自治性等特点,研究网格任务调度算法时,高性能的网格模拟器是不可缺的。首先介绍了HyperSim(全数字实时仿真器)的特点,通过对比其它模拟器说明使用HyperSim的理由。然后,针对调度算法中最经典的Min-Min算法进行了分析,指出了该算法中存在的负载不平衡的缺点,并在该算法的基础上提出了一个改进的Divided-Min-Min算法。最后采用HyperSim对所提出的算法进行仿真,验证算法的合理性和高效性。     

用GPS技术研究三峡工程万州库区滑坡的稳定性

三峡水库2003年建成蓄水后，库区水位将有大幅度的升高，可能引起多处滑坡等地质灾害。文章在概述了GPS相对定位技术的理论，应用现状和进展的基础上，讨论了在库区运用GPS相对定位技术开展滑坡稳定性监测与研究的有关问题。基于在重庆市万州库区建立GPS滑坡监测网的观测实践，总结了提高观测精度的几点措施，论述了GPS技术在滑坡稳定性研究中的有效性。最后，以吴家湾实验小学变形体为例，详细介绍了这一地区的地质构造特点，初步分析了近两年所获得的GPS观测成果。     

三峡近坝库段水库诱发地震特征分析

大型水利水电工程水库诱发地震历来受业主、工程技术人员的重视。三峡工程蓄水10多年来,在蓄水过程中,三峡库区较蓄水前地震明显增多。本文选择了三峡库区既有活动断裂,又有可溶岩和煤层分布的近坝库段作为研究对象,通过对库区地震活动与水位的关系和诱发地震空间展布特征分析,认为：三峡水库诱发地震,发生在有可溶岩和含煤地层部位的塌陷型地震占总数的90%,而非可溶岩和不含煤地层中只占总数的10%;近坝库段地震主要发生在仙女山断层北端,且有地震呈丛集活动的特征;九湾溪断层上盘远离长江部位地震零星分布,距长江较近地段地震相对增多,下盘地震极少。地震与水位的对应关系十分密切,三峡水位上升,长江两岸发生的小地震较多,当水位蓄至175m时,地震主要发生在仙女山断裂的北端和九湾溪断裂的上盘及北端。     

三峡库区新房子滑坡锚拉抗滑桩防治工程设计

本文通过对三峡库区重庆市丰都县龙孔乡楠竹新房子滑坡的物质组成、变形特征以及影响因素的深入研究,认为水是该滑坡形成的极为重要的因素,进行了滑坡稳定性分析,根据计算结果提出了治理该滑坡的工程技术方案,着重对锚拉抗滑桩防治工程设计进行了分析论证.     

三峡重庆库区生态监测规划研究

本文在简要介绍三峡重庆库区基本情况的基础上,分析了库区生态问题,科学合理地提出了重庆库区生态监测的布站原则、站点选择、监测方式、监测项目和监测方法,为三峡库区生态监测进行了前瞻性的研究.     

三峡水库对长江河道泥沙冲淤的影响及库区排沙

三峡水库建成后,水库上游因蓄水阻堵而流速降低,加大泥沙沉积落淤,尤其是在近年因山体滑坡,泥石流频发的地段,存在隐患。在下游,因水库阻隔而致推移质泥沙减源,造成建设所需的河沙供需失衡,堤防、桥梁墩柱缺少骨干物料支撑而产生结构性失衡,也形成交通安全隐患。基于此,研究水库排沙的方法,提出用“心脏搭桥手术”式的管道排沙法的构想和设计,以寻求解决水库推移质泥沙清淤的方向和途径。     

三峡库区泥灰质岩石斜坡带构造对岩溶地质灾害的控制机理

三峡库区三叠系巴东组(T2b)泥灰质岩石岩溶是移民迁建中发现的重大工程地质问题.泥灰质岩石中的构造非常复杂,包括老构造、新构造和表生构造,它们共同控制了岩溶作用.老构造中,褶皱和断裂带等局部构造控制着岩溶的重要部位和重要层位,节理和层理等小构造使岩溶普遍存在.新构造时期地表隆升和河流切割使岩体卸荷松动,岩溶通道扩宽.表生岩溶构造加密了岩溶通道,使岩溶作用增强.三峡库区泥灰质岩石斜坡带地质灾害形成的机理遵循着构造控制下岩溶发育的规律性,致使岩溶地质灾害具有范围广、规模大和结构复杂的特点.岩溶地质灾害的形式包括地面不均匀沉降、地裂缝、滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷.     

三峡库区地质灾害易损性模糊综合评价

地质灾害是灾害危险性对承灾体易损性综合作用的结果,减灾应从减少地质灾害的发生频率和降低其易损性入手,限于目前的科学水平,人们难以改变地质灾害的发生过程,那么降低地质灾害易损性就成为减灾的重要措施,因此进行灾害易损性评价就显得尤为重要。本文以三峡库区为研究区,选取人口密度、国内生产总值密度等指标,运用模糊综合评判对其进行了定量评估。由于各指标因子在地质灾害易损性中的作用具有模糊性,因此运用模糊模型进行评价具有一定的意义。将库区地质灾害易损性程度划分为4个等级,研究结果表明,三峡库区地质灾害易损性程度总体较高。易损度较高的地区应强化减灾意识、调整人口结构以及加大防灾投入,以降低本地区的地质灾害易损性。     

基于堆积层厚度变化的侏罗系顺向岸坡变形机制转换研究

三峡库区侏罗系顺向岸坡堆积体滑坡众多,其滑动模式存在一定差异。首先统计分析了192个三峡库区侏罗系层位发育的堆积体滑坡滑体及碎石土的工程地质性质和强度参数。在此基础上,运用数值分析软件对堆积体厚度变化引起的滑坡变形机制进行模拟分析。结果表明:堆积体厚度范围在15m及以下滑坡会沿着岩土界线面滑动、15~35m时滑坡会沿着层内剪切面滑动;厚度范围在35m以上时,堆积体滑坡内部可能存在着多层滑带,即滑坡可能沿着层内剪切面滑动或者沿着岩土界线面滑动。堆积体厚度范围在15m及以下时滑坡的治理措施可采用布置抗滑桩;厚度范围15~35m时可采用排水+布置抗滑桩的滑坡治理措施;厚度范围在35m以上时,可采用滑坡前期监测预报+后期根据滑坡发育情况相结合的滑坡防治措施。     

复杂边界作用下三峡水库泥沙淤积特征与趋势

受上游水沙条件和水库调度过程等影响, 三峡水库实际淤积过程较为复杂。本文基于一维泥沙数学模型, 分析上下游边界条件变化对三峡水库淤积特征的综合影响, 建立入库沙量和汛期坝前水位与库区淤积的经验关系, 讨论了其贡献及未来淤积趋势。结果表明: 上游干支流入库沙量和汛期坝前水位是影响三峡水库淤积的主要因素, 其变化均将造成库区淤积重心的偏移, 变动回水区下段及常年回水区上段的泥沙分选及冲淤情况受影响最为明显; 2013—2020年, 干流来沙对三峡库区淤积的贡献减小(由65%减小至42%), 支流来沙贡献逐步增大(由32%增大至56%); 汛期坝前水位变化对该时段库区淤积较2003—2012年期间的影响已经较小(1.6%~1.8%); 当遭遇平常水文年水沙过程, 未来三峡水库泥沙淤积量约在0.5亿t/a左右; 当遭遇不利洪水组合水文年, 尤其是支流发生大规模强降雨使岷江和嘉陵江洪峰流量大于30 000 m³/s时, 三峡水库泥沙淤积量约在1.6亿t/a左右。