基于混合智能算法的三峡水库汛限水位动态控制研究

为充分发挥三峡水库的防洪兴利效益,利用水文、气象预报,实施动态汛限水位控制运行具有重要的意义.考虑调度期实时防洪风险约束,建立实时调度与汛限水位动态控制模型,设计混合智能算法,对模型进行优化求解.利用宜昌站汛期实测日流量资料进行模拟调度,得到汛限水位动态控制结果.结果表明,汛限水位动态控制能权衡防洪风险与兴利关系,在一定条件下,适当提高水库运行水位,可以在保证防洪标准不变的前提下较大幅度提高水库的兴利效益.     

水库洪水资源化调度初探

洪水资源化具有鲜明的时代特征,其利用矛盾的对立统一性原理,可有效地实现由控制洪水向洪水管理的转变.水库具有洪水资源化能力,优化水库防洪参数和规则,进行水库洪水资源化调度是一种直接、经济的非工程措施,可高效地利用雨洪资源、变汛期水为非汛期水.本文提出,水库洪水资源化调度的主要内容包括汛限水位设计和汛末蓄水研究,其中汛限水位研究包括分期汛限水位和汛限水位动态控制方法,汛末蓄水研究包括蓄水时间选定和相应的蓄水方式,并指出水库洪水资源化调度中尚存在设计洪水的不确定性、设计洪水过程线的频率意义不明晰、设计洪水与设计暴雨的频率不一致、气候变化和人类活动影响条件下的水文频率分析、分期设计洪水与年设计洪水关系、分期防洪标准的确定、预报误差规律分析以及动态控制的安全性、水库洪水资源化调度的管理机制等理论问题,并指出了研究方向.     

汛限水位动态控制方案优选方法及指标体系研究

基于汛限水位实时动态控制的新理念,提出汛限水位实时动态控制方案的决策方法及其实施步骤.引入洪水与兴利连续长系列调节方法并采用PowerBuilder 8.0开发相应的系统软件计算水库的兴利效益,给出汛限水位动态控制风险率和风险损失的定义与计算方法.在此基础上,选取部分兴利效益指标和风险控制指标构建汛限水位实时动态控制决策方案优选的多指标评价体系.最后以大连市碧流河水库为例,采用多目标模糊模式识别理论模型对汛限水位动态控制方案进行优选计算,进而确定了水库实时调度过程中汛限水位动态控制的满意决策方案.     

浅谈水电站提高水能利用率“分期抬高汛限水位”的方法

我国大部分地区属季风气候区,多数河流的洪水由暴雨所致,暴雨特性和量级大小在整个汛期内的不同时候有所不同。为提高水库综合利用效益,我国学者对如何利用暴雨洪水的季节性变化特征确定汛期分期,利用水库分期汛限水位调控洪水资源,缓解水库防洪与兴利的矛盾进行了有益的探索。传统的汛限水位确定方法是通过设计洪水调洪演算途径得出的。“分期抬高汛限水位“充分利用天然径流量的有效措施,同时起到减少水头损失的效果。     

基于随机微分方程的水库防洪调度风险分析

为研究水库防洪调度中不确定性因素对水库安全的影响,提出水库入库洪水、出库泄流以及水位库容关系等不确定性因素的数学描述方法;建立调洪演算随机微分方程,推导各种不确定性因素综合影响下的各时刻水库水位分布均值和方差计算公式;提出调洪过程中各时刻的风险描述方法以及整个洪水过程的总风险率定量计算方法。大伙房水库实例分析结果表明,调洪过程中任意时刻的风险和总风险计算结果符合水库防洪调度的实际运行状况,可用于定量评估调洪过程中任意时刻的风险和总风险。     

基于小量级降雨预报的水库汛限水位动态控制风险分析

建立基于降雨预报的汛限水位动态控制风险模型,以定量评估动态控制给水库防洪管理带来的风险。统计分析了"无雨"或"小雨"预报的精准性,建立了考虑"无雨"或"小雨"漏报、校核洪水发生的频率、汛限水位控制值域、洪水调度方式等条件下的汛限水位动态控制风险模型,并以近似的频率分布曲线族替代概率分布函数进行模型求解。以汉中市石门水库为例,分析了石门水库的蓄泄能力,提出了流域24小时预报"无雨"时抬高汛限水位至617.5m,预报"小雨"时抬高至617.0m,且"无雨"或"小雨"漏报时采用动态控制的调度方式,其最高洪水位超过水库设计洪水位的理论风险均在可接受范围内。汛限水位动态控制可有效提高雨洪资源的利用率,建立基于降雨概率的调度风险分析模型可定量估计可能发生的风险,为决策者提供参考依据。     

基于综合信息的汛期库水位实时动态控制方法

以提高洪水资源利用率为目标,研究利用实时水雨工情及短期雨洪预报等综合信息的汛期库水位实时动态控制方法,即改进的预蓄预泄法.应用实例表明,在不降低水库上下游防洪标准的前提条件下,可使桓仁水库及梯级库群的发电效益明显增加.该综合信息的汛期库水位实时动态控制方法,对北方水资源短缺地区调节性能较高的大型水库(水电站)汛期实时调度,有较好的借鉴意义.     

提高水库汛限水位动态研究

针对龙河口水库除险加固后主汛期汛限水位偏低,使相当一部分雨洪资源不能得到很好利用的局面,在分析工程运行情况的基础上,考虑大坝安全和下游防洪标准的前提下,分析各种强度暴雨下形成的洪水对动态提高水库汛限水位的风险进行分析。     

桓仁水库汛限水位动态控制决策支持表研制

针对水库汛限水位动态控制方案的具体化和可操作性问题,依据水库调洪计算原理和流域水量平衡原理,研制了桓仁水库汛限水位动态控制决策支持表.由此套表,即可根据实时和预报的水雨工情信息,确定面临时刻允许控制的库水位值及控泄流量等,方便水库调度技术人员和决策人快速查算、决策.该研究方法可供我国调节性能较高的大型水库(水电站)汛期洪水退水段库水位实时控制借鉴参考.     

漳泽水库群防洪调度方案研究

针对漳泽水库目前的蓄水已远远不能满足用水要求,笔者采用系统分析法,建立了该水库群整体的防洪、联合兴利调度的数学模型,并进行了数学上的优化求解。研究表明：提高漳泽水库汛限水位至901.8 m时（提高0.8 m）,调洪最高洪水位达到904.2 m,基本与漳泽水库原设计调洪最高水位相同,证明了汛期增加蓄水量,减少弃水,水库群能满足其防洪对象的防洪安全。     

丹江口水库夏秋汛过渡期汛限水位动态控制

为方便丹江口水库调度人员在夏秋汛过渡期控制运用水库,同时进一步挖掘水库的兴利潜力,应用可变模糊集概念、定义,分析了丹江口水库汛期过渡期对于夏秋汛相对隶属度的确定方法,给出了以相对隶属度为权重确定丹江口水库汛期过渡期所需防洪库容的计算式,由此可确定水库在汛期过渡期需控制的水位,并在此基础上提出了丹江口水库夏秋汛过渡期汛限水位动态控制方法。     

实时预蓄预泄法汛限水位动态控制与应用

在总结已有研究成果的基础上,指出研究实时汛限水位动态控制方法与应用的必要性,并阐述了水库实时预蓄预泄动态控制汛限水位的基本思想和数学表达,介绍了该方法在碧流河水库2005年"8.8"洪水实际调度中的应用.分析结果表明,"8.8"洪水预蓄预泄调度过程,在不增加水库及上下游防护对象风险的前提下,能抬高汛限水位,增加水库蓄水,比常规的调度方式多拦蓄洪水0.4亿m3,经济效益较为显著.     

肯斯瓦特水库极限防洪的风险分析

本文采用Pettitt非参数检验法和基于可变模糊集的变异点检测法对肯斯瓦特水库1955—2014年入库融雪洪水年最大洪量序列进行非一致性检验,结果表明:年最大一日洪量序列在1993年发生变异,年最大三日、七日和十五日洪量序列在1995年发生变异;利用"分解-合成"理论对其进行一致性修正,得到现状条件下年最大洪量序列,通过同频率放大法得到不同频率下设计洪水,将其作为水库入库融雪洪水过程,按水库防洪调度规则进行调洪演算,通过频率分析法对现状条件下水库极限防洪风险率进行分析,得到现状条件下极限防洪风险率为0. 123 7%,同时采用三角模糊数风险分析法给出不同置信程度对应的极限防洪风险的模糊区间。本文研究结果可为肯斯瓦特水库实施动态汛限水位控制、充分利用汛期洪水资源和提高水库防洪效益提供科学的理论指导。     

谈洪沟水库汛期洪水的优化调度方案

<正>长期以来,水库汛限水位设计和汛末蓄水问题是水库调度工作中的关键问题,科学设计、控制水库汛限水位,在保证防洪安全的前提下,充分利用洪水资源,是实现水库洪水资源化调度中的关键技术和重要途径之一。水库汛末蓄水直接影     

利用年内洪水统计特性计算设计洪水和分期汛限水位新方法

传统的设计洪水确定方法往往导致一些水库在汛期弃水而汛后又无水可蓄,造成洪水资源的极大浪费.为更好地提高洪水资源利用率,基于暴雨洪水的物理成因和统计规律分析,提出采用年内洪水统计特性变化规律来确定设计洪水和各分期汛限水位的新方法,结合实例说明该方法在汛限水位动态控制中的实用性和可行性.与传统方法相比,新方法不仅可给出设计洪水和分期汛限水位值,而且当发生一次大洪水后,能在调度决策进程中为决策者提供未来发生洪水的概率分布.但是,该方法的适用性尚需大量资料验证,还不能作为确定“汛限水位动态控制范围”的主要依据.     

汛期洪水循时程变化规律研究与应用

利用随机水文学基本原理,研究洪水循时程的变化,计算洪水循时程变化的概率分布,并以此确定水库汛期防洪限制水位,缓解水库汛期防洪与兴利的矛盾,为水库汛期控制运用开辟了一条新途径。     

葠窝水库汛限水位动态控制域研究与应用

水库汛限水位动态控制域十分关键.预泄能力约束法是目前确定汛限水位动态控制域的主要方法,但在实时防洪调度中可操作性差且未考虑梯级水库群的库容补偿影响.基于此,首先提出有更好可操作性的确定汛限水位动态控制域的分级预泄方法;然后研究了库容补偿对汛限水位的影响.在此基础上,以辽宁省葠窝水库为工程背景,采用分级预泄方法并考虑库容补偿影响确定了葠窝水库的汛限水位动态控制域,并制定了相应的动态控制规则.该成果经松辽流域水利管理委员会批准,并在2005、2006两年的太子河流域防洪调度中得到应用,取得了很好的应用效果.     

梯级水库汛限水位动态控制域计算模型

针对梯级水库运行中由于汛期限制水位静态控制而导致洪水资源浪费问题,在上下游水库互为库容补偿的基础上,以不降低水库及梯级原有的防洪标准为前提,综合考虑其预泄能力约束及库容补偿能力约束,建立预泄能力-库容补偿能力双约束模型,用以推求梯级水库汛限水位动态控制域,并制定其动态控制方案,提高梯级水库对中小洪水资源的利用率.实例研究结果表明,该方案使得梯级水库的总发电量得到进一步提高.其中,多年平均发电量增加了0.113亿kW·h,占1.02%;多年平均弃水量减少了0.096亿m~3,占0.45%.     

基于分级预泄条件的水库汛限水位动态控制域与应用

为了解决汛限水位动态控制域主要确定方法存在的问题,采用数学模型方法进行研究,提出考虑24h降雨预报的分级预泄法确定汛限水位动态控制域,即将有效预泄时间内的泄流量划分为不同的量级,然后基于预泄能力约束法的基本理念,确定该条件下的水库汛限水位动态控制域。该方法更紧密的结合了水库防洪调度的实践,可操作性更强。     

水库实际防洪能力估算

根据风险决策理论，考虑水库调洪过程中多种水文不确定因素，通过概率组合方法，用实测水文资料估算了水库的防洪能力．结果表明，本方法比仅依赖设计洪水过程给出的防洪标准更能反映水库的实际防洪作用．