黄河上游梯级水库联合调水调沙及合理库容研究

随着对黄河水资源利用要求的提高,需明确未来调水调沙及南水北调西线工程对黄河上游梯级水库所需库容的影响,探求未来多工况用水要求下合理的梯级水库兴利库容。考虑黄河上游兰州断面需水、梯级水库发电、调水调沙、防洪、防凌等要求,首先建立了以缺水量最小为目标的梯级水库联合调度模型,设置了现状年及远景年共8个方案;其次采用自迭代模拟优化算法求解模型,用长系列径流资料进行优化调度计算;最后对模型求解结果采用时历法推求梯级水库所需兴利库容,确定梯级水库合理库容。从总调沙次数、调沙频率、多年供水量、供水保证率、多年平均发电量、发电保证率等指标分别量化了调水调沙、供水和发电效益。未来梯级水库所需合理库容将因综合需水和调沙次数的增加而增大,而西线工程的实施将有助于减小合理库容规模。在各调沙方案中,仅当2030年西线调水80亿m3时现有的梯级水库兴利库容能够满足综合用水需求,适当降低调沙力度与调沙频率或许是解决这一矛盾的折衷选择。研究成果量化了未来新水资源利用形势下的梯级水库合理库容,为科学指导黄河上游总体工程布局提供了决策依据。     

对分插值与混沌嵌套搜索算法在梯级水库联合优化调度中的应用

在分析对分插值逼近算法和混沌优化算法的遍历性、敏感性、普适型、规律性、随机性等特点基础上,通过嵌套结构把确定性搜索和随机搜索有机结合起来,提出一种对分插值与混沌嵌套搜索算法的梯级水库联合优化调度的求解方法.实例分析表明,该算法具有参数配置简单、普适性强、稳定性高、全局优化等特点,并取得了与POA算法一致的收敛精度且计算速度有优势,可以求解诸如水库优化调度等具有复杂约束条件的非线性优化问题.     

基于长期与中长期嵌套的水库优化调度

为解决水库优化调度过程中时间尺度不同而导致的水库综合效益不高的问题,以防洪与兴利为目标,将水库长期优化调度与中长期优化调度进行嵌套,建立水库多目标优化调度嵌套模型。其中,多目标问题通过约束法将防洪目标转换为硬性约束后,再转化为求解发电量最大值的单目标问题。算法方面,综合对比后确定长期优化调度采用动态规划算法求解、中长期优化调度采用遗传算法求解。为验证嵌套模型的优化效果,以澄碧河水库为例,进行水库优化模拟调度。结果表明:在满足防洪目标的前提下,嵌套模型优化调度方案相较于长期优化调度方案和实际调度方案效益均更高,验证了嵌套模型在水库优化调度问题中的优越性。     

基于组合赋权-理想点法的梯级水库蓄水研究

为了协调多沙河流上梯级水库运行过程中防洪与兴利之间的矛盾,首先分析汛末提前蓄水对梯级水库防洪、兴利以及泥沙淤积的影响,然后构建梯级汛末蓄水方案多目标决策模型,利用基于粒子群的多目标搜索算法筛选出非劣解方案集,最后利用组合赋权-理想点法对非劣解集进行综合评价,得出协同优化各目标的最佳蓄水方案。将该模型应用于某流域两个串联水库的汛末蓄水研究,结果表明:根据该模型确定的蓄水最优方案与原方案相比,梯级汛末蓄满率增大了59%,多年平均年发电量增加了0.28亿k W·h,而防洪风险率与库容淤损率仅有小幅度增大。在对水库防洪安全及淤积库容影响不大的情况下,该方案较显著地提高了梯级的兴利效果。     

枣庄市庄里水库兴利库容的确定

庄里水库是一座具有供水、防洪等综合功能的大（2）型水库,水库供水主要是满足鲁南煤化工基地工业和羊庄镇农田灌溉的需水要求。为合理确定庄里水库的兴利库容,拟定不同规模兴利库容进行了供水调算。通过供水效益、库区的淹没情况、工程量和投资、施工工期、蒸发渗漏量、经济指标等对庄里水库不同规模兴利库容进行比选,最终确定了兴利库容的最佳方案。     

台江县南开水库工程径流调节计算初探

径流调节计算是确定水库兴利库容最主要的方法 ,采用坝址径流和工程供水量进行调节,计算出缺水量,进行排频,从而得出相应保证率的兴利库容,再加上死库容,即可得正常蓄水位库容。以台江县南开水库工程径流调节计算为例,分别采用长系列法和数理统计法进行径流调节计算,对水库工程径流调节计算作简要分析。     

梯级水库水沙联合优化调度多目标决策模型及应用

针对梯级水库运用过程中蓄水与排沙之间的矛盾,首先建立了梯级水库防洪、发电调度及泥沙冲淤计算子模型;然后,以水库防洪、发电、航运和泥沙冲淤为基本目标,建立了梯级水库水沙联合优化调度多目标决策模型,并采用约束法和加权理想点法进行非劣解求解和评价;最后,将该模型应用到溪洛渡-向家坝梯级水库汛末蓄水时间的研究中,得到了梯级水库蓄水时间与多年平均发电量和库容淤损率之间的非劣解集,并给出不同目标权重下满足梯级水库发电和减淤要求的最佳蓄水方案,为研究和解决多沙河流梯级水库水沙联合调度问题提供了技术手段。     

基于DPSA 的梯级水库群优化调度

动态规划法是一种求解多阶段决策优化问题的常用方法,在水库优化调度计算中应用广泛。该方法最大的缺陷就是用于水库群优化调度时易出现"维数灾"问题。逐次逼近动态规划法(DPSA)可以有效克服这一问题,它采用逐次迭代逼近的思想,将一个多维问题分解为多个一维问题求解。本文以水库运行模拟模型为基础,建立了基于DPSA的梯级水库群中长期优化调度模型,以汉江上游梯级水库群为研究对象,选取发电量最大为目标,对各水库库容进行离散,从而求解水库优化运行过程,其结果对于水库优化调度运行具有指导意义。     

多泥沙水库调节分析与运行方式研究——以陕西省黑河亭口水库为例

对于多泥沙河流,水库调水调沙不仅要考虑水量的变化,还要考虑不同时段泥沙冲淤引起的库容损失,协调好汛期排沙和蓄水的矛盾,才能使水库充分发挥兴利调节作用.根据黑河亭口水库水沙调节计算模型的选取,比较了水库不同运行方式对供水量和库容的影响,初步确定了合理地运行方式,较好地解决了水库兴利和排沙的矛盾,使水库长期有效的发挥较大的供水效益,为水库工程规模论证提供了依据,也是对多泥沙河流水库调节的进一步研究.     

龙羊峡水库初始水位和出库流量的相关影响分析

本文结合黄河上游梯级水库联合调度的特点和龙羊峡、刘家峡水库防凌运行方式,综合考虑黄河上游梯级发电量和青海电网电量平衡,建立了黄河干流上游梯级水库防凌优化调度模型,对龙羊峡水库初始水位和出库流量的控制策略相关问题进行了定量影响分析,并采用自优化模拟技术对模型求解。通过实例验算,证明该模型是可行的,分析结果对龙羊峡水库调度...     

水电站水库群防洪补偿联合调度模型研究及应用

针对具有下游防洪任务的水电站水库群，提出基于预报及库容补偿的水库群防洪补偿联合调度逐次渐进协调模型，推求水库汛期防洪库容动态控制方案。该模型运用了大系统分解协调理论及贝尔曼的逐步逼近思想，以各水库为独立的子系统建立3层递阶结构，针对库间水力、电力联系及防洪库容限制等复杂的约束条件进行不同层次的协调。模型经过多次迭代计算，得到最佳的水库群防洪库容协调方案。该模型应用于清江流域梯级水库，计算结果表明，在不降低水库及梯级原有的防洪标准前提下，能有效利用上游水布垭水库的防洪库容，分担隔河岩水库部分防洪任务，并显著提高梯级水库发电量。     

多年调节水库兴利调节计算的长系列法

为了充分利用水资源,当用水量(灌溉、发电、供水等用水要求)超过了设计枯水年的年来水量时,年调节水库就不能满足兴利需要,因此就必须增大兴利库容,将丰水年或丰水年组的余水量蓄存起来,满足枯水年或枯水年组缺水量的要求。选用最优兴利多年调节计算方法,以保证水库合理利用水资源。     

基于DPSA的水库优化调度方案研究

建立了水库发电优化调度模型,并采用动态规划逐次逼近法(DPSA)与动态规划(DP)嵌套模型进行求解。以西北某流域梯级水库为例进行计算,验证了模型的合理性,得到了合理的优化调度方案。通过对常规调度图模拟方案与优化方案的汛期弃水过程、汛初6月水位、凌汛期初11月水位和出力过程进行分析,总结水库调度运行特点,可为水库的实际运行提供参考。     

龙羊峡和刘家峡梯级水电站水库调水调沙合理库容研究

为了确定黄河上游龙羊峡、刘家峡梯级水电站水库实施水资源综合利用所需的合理库容,建立了以梯级水电站水库调沙水量最大为目标的黄河上游梯级水库调水调沙模型,通过分析研究,获得了龙羊峡、刘家峡梯级水电站水库相应方案下的合理库容。对研究背景、不同方案下的情景模拟分析过程及其分析结果作了介绍。     

辛庄水库扩建必要性及可行性分析

根据项目区现状年、规划年作物种植制度,进行兴利调节计算和水库不同兴利库容技术经济指标的对比分析,合理确定水库兴利库容。经过新建溢洪闸提高兴利水位,加大坝高保证水库的防洪安全和其他附属工程措施,从而达到水库扩容增效目的。     

梯级水库汛期运行水位协同浮动调度模型方法

水库汛期运行水位协同浮动旨在不增加防洪风险前提下,挖掘中小洪水利用潜力,提升流域水资源利用水平和供水保障能力,已成为防洪与水资源高效利用领域的研究热点和难点。从防洪库容置换与风险防控出发,基于动态预见期和预泄能力约束,嵌套运用预泄预蓄法和库容补偿法,解析了梯级水库汛期运行水位协同浮动关系;考虑帕累托最优解集和最优前沿的动态变化特性,建立了面向动态多目标的梯级水库汛期运行水位协同浮动调度模型;把环境变化检测、随机再生种群和基于参考点的帕累托前沿预测策略引入智能算法,提出求解调度模型的动态多目标智能算法,基于风险效益评价指标以评估调度方案,为梯级水库汛期运行水位协同浮动运用提供技术支撑。     

碧流河水库汛期水位动态控制方案优选

汛期水位动态控制是协调水库兴利与防洪矛盾的一项有效措施.针碧流河水库实际运行确定水位动态控制域,选取防洪风险和兴利效益相结合的综合评价指标,采用多目标多阶段模糊优选模型,对制定的8种水库汛期水位动态控制方案优选,分析决策者不同偏好时的最优值,并提出合理的推荐方案.优选出的方案可为决策者或工程管理部门提供较为直观和合理的决策依据.     

龙头桥水库防洪与兴利研究

龙头桥水库总库容6.146亿m3,但调节库容尚不足3亿m3,为多年调节水库.怎样合理的利用水库水资源,更合理地确定水库汛限水位问题显得十分必要和紧迫.对于水库来说,在确保水库安全的前提下,科学合理地调整汛限水位,增加兴利库容是解决水资源供需矛盾的一项十分重要的措施.文章分析了龙头桥水库防洪与兴利的关系,为龙头桥水库防洪与兴利提供合理的解决方案.     

基于改进遗传算法的生态友好型水库调度

以锦屏梯级水库为案例,从系统工程论的角度出发,将梯级水库作为物理系统,以年发电量为目标函数,建立了梯级水库调度优化模型。为减少水库调度对河道生态系统的影响,在鱼类栖息地模拟的研究基础上,引入目标物种的生态需水过程对调度模型进行动态约束,并采用改进的遗传算法进行求解。研究得到了满足目标鱼类生态需水条件下发电量最大的梯级水库调度策略,并对生态流量满足程度与工程效益损失之间的定量响应关系进行了研究,提出了折中方案选择的基本原则。     

从"蓄清排浑"水库运用方式与淤积过程关系看水库泥沙数学模型的验证

"蓄清排浑"是协调水库泥沙淤积与兴利矛盾的有效调度方式.长时段、长河段水库泥沙问题的研究目前还主要依赖于数学模型.通过分析当前国内各家模型发现,一定范围内拟定不同运用水位和不同汛后蓄水时间方案,前期淤积总量过程基本一致,但库区泥沙淤积分布和水库后期淤积量却差别很大,对兴利库容影响尤为明显.文中通过研究典型水库淤积过程与运用方式的关系,分析了不同方案运用对水库纵向淤积推进、横断面淤积发展和兴利库容保留程度等的影响,并对水库泥沙数学模型的验证提出了建议.