基于梯级水库调节系数的径流调节能力分析

为了解析流域梯级水库的建设运行对径流调节能力大小变化的影响,本文以我国水资源量丰沛且集中的长江、黄河、澜沧江、雅砻江、大渡河、乌江、怒江、珠江——"6江2河"上的梯级水库为研究对象,以库容调节系数β为基础,结合径流量提出梯级水库调节系数γ和梯级水库群径流调节系数λ来衡量梯级水库径流调节能力。基于上述系数,分析了现状已开发情形下和未来规划情形下"6江2河"的径流调节能力大小。结果表明:(1)随着梯级水库的建设,分析河段的梯级水库群径流调节能力由上而下逐渐增强。(2)现状情形下,除去无水利工程的怒江外,已开发的梯级水库中,黄河梯级水库群对径流的调节能力最大,澜沧江次之,乌江第三,长江最低。(3)对于未来规划情形而言,梯级水库调节能力将发生部分变化,怒江规划梯级水库群径流调节能力将高于乌江,其余顺序不变。相关研究成果可为流域梯级水库的规划、开发、调控提供基础参考依据。     

澜沧江下游梯级水库浮游动物群落结构与环境因子关系

澜沧江是世界著名河流，也是我国13个水电基地之一.为了解本区域梯级电站对下游水生态的影响，2021年3月、6月和9月对澜沧江下游糯扎渡和景洪水库进行调查，采用水质综合指数法(WQI)、主坐标分析(PCoA)和典范对应分析(CCA)等方法研究澜沧江下游梯级水库浮游动物群落特征及其与环境因子的关系.结果显示糯扎渡和景洪水库水质为Ⅱ～Ⅲ类，水体营养状态为贫营养～中营养；浮游动物密度组成以原生动物和轮虫为主，生物量构成以桡足类和轮虫为主.糯扎渡和景洪库区上游的浮游动物组成与坝下和坝前均差异明显，TN和Chl.a显著影响了糯扎渡水库浮游动物的群落结构，WT、TN和DO显著影响了景洪水库浮游动物的群落结构.     

金溪流域梯级水库电站经济调度与龙头电站效益损失探讨

金溪流域水库电站防洪发电实行统一经济调度,流域梯级水库电站总体经济效益和社会效益取得最大化的同时,也对龙头电站水能经济效益和水工建筑及其电气设备经济方面造成一定损失.本文就针对金溪流域梯级水库经济调度与龙头电站效益损失进行专题探讨,为提高流域电站总体经济效益提供一些有意的探索.     

均方根误差最小准则的水库群典型年选取

由于时空分布、气候、下垫面等水文特性的异同,流域梯级各水库典型年不完全同步,较难选取合理、统一且具有代表性的流域水文典型年。将均方根误差最小准则应用于流域典型年的选取,以乌江流域7级梯级水库为例选择流域丰、平、枯典型年,研究表明,均方根误差最小准则能够统筹考虑各个电站的实际情况,选取的各种频率下典型年与设计年径流量平均相对误差绝对值均小于5%,是一种可靠的流域梯级水库典型年选择方法。     

梯级水库建设对乌江径流累积效应研究

流域梯级开发是我国一项较大的流域开发系统工程,诸多梯级电站所在河流存在径流量大,径流时空分布不均的特点,而梯级电站的规划与兴建,对当地流域水文情势具有明显的影响效果。以乌江干流为例,运用率定结果合理的水环境数学模型对乌江流域不同方案下水动力环境的模拟,对比分析了乌江梯级开发区域内天然情况、单库运行和梯级水库联合调度对于乌江沿程干流径流调节作用的影响效应及差异度,结果显示:1河流水库的建立削弱了洪季流量,提高了枯季流量,具有径流调节及均化作用;2水库的均化径流效应会随着沿程水库的联合运行呈现逐步增强状态,即水库对径流的调节作用会随梯级水库的联合运行产生沿程累积叠加效应,进而逐步使得河段沿程的年径流量分配更加均匀。     

基于人文景观塑造和自然景观修复的水电站景观重塑——以小湾水电站枢纽区景观规划设计为例

澜沧江有着丰富的水能优势,是云南省水电开发程度最高的河流,其系列梯级电站的建设带来了诸多的环境问题,如生物多样性改变、水环境系统失衡、库区景观遭到破坏等。以澜沧江中下游流域的小湾水电站为研究对象,以人文景观塑造和自然景观修复两方面为主,对小湾水电站景观规划设计进行探讨,在对水电开发环境问题成因分析的基础上,提出采用适当的方法措施对生态进行修复,以期达到经济、社会和环境的和谐,实现可持续发展。     

多尺度多模型的梯级水库优化调度决策支持系统

梯级水库群优化调度因来水预报不确定性强、水库群优化变量维数高、决策评估目标多等特点,一直是学术界和工程界的研究热点.本文分析了不同时间尺度的水文预报模型与优化调度模型的基本特征与数据需求,建立了多尺度多模型的梯级水库优化调度决策支持系统.该决策支持系统将数值天气预报的有效预报期(15d)作为短期调度模块与中长期调度模块的时间分界.短期调度模块采用数值天气预报降水量和数字流域模型预测未来15d的日径流过程,使用预报结果进行短期的梯级水库优化调度;中长期调度模块采用基于自回归和遥相关的组合预报模型,预报未来1年的月径流过程,用于中长期的优化调度.本文采用面向服务的软件架构(SOA),将年、月和日尺度的预报和调度模型集成,构建决策支持系统,可以实现多时间尺度的水情滚动预报和梯级水库优化调度.本系统在黄河上游干流梯级水库群和大通河流域梯级水库进行试验应用,结果表明该系统能够快速集成分析相关水情数据,开展梯级水库优化调度演算,及时为决策者提供清晰有效的决策辅助信息.     

长江流域梯级水库夏末秋初蓄水对河口盐水入侵和淡水资源的影响

流域大型梯级水库群,夏末秋初蓄水,来年枯季放水,季节性改变了入海径流量,会影响河口盐水入侵和淡水资源利用.收集了长江流域大型梯级水库有效库容和南水北调工程跨流域调水的量值,利用改进的河口海岸三维数值模式ECOM-si,模拟和分析了长江流域重大工程对河口盐水入侵和淡水资源的影响.截至2020年和2035年,长江流域中上游已建和将建大型水库有效库容分别为706.11和943.88亿m3,蓄水期9、10月间平均径流量分别减少13 398和17 909 m3/s.基于大通实测水文站1950—2020年实测月平均径流量,考虑截至2020年和2035年流域重大工程对径流量的调节,给出了平均水文年和特枯水文年8—10月的月平均径流量.数值模拟结果表明,截至2020年和2035年流域梯级水库9—10月蓄水,径流量下降,导致盐水入侵加剧.在平均水文年,南支水源地4个水库9—10月所有时间均能取到淡水.在特枯水文年, 9—10月东风西沙、太仓、陈行和青草沙水库取水口连续不宜取水天数截至2020年分别为28.75、24.99、29.63和37.47 d,到2035年分别为46.53、44.18、47.56和...     

龙河流域梯级水库调度优化探讨

分析水库调度的运行方式,并对龙河流域梯级水库调度进行具体运行阐述,结合以往调度成绩及存在的问题,并提出合理建议。     

东圳水库流域氮磷面源污染现状调查与分析

面源污染已成为当前水环境的重要污染源。该文以莆田东圳水库流域为研究背景,通过对其2017年各类污染源进行统计调查,结合库区和入库河流水质监测,研究东圳水库流域氮磷面源污染的主要来源与负荷。结果表明,东圳水库流域的主要污染物为总氮和氨氮,主要污染源是农田径流,农业面源污染贡献了66.3%的总氮负荷。相应的,提出了东圳库区氮磷面源污染的控制措施。     

官厅水库入库口复合湿地系统对入库水质的净化

官厅水库入库口复合湿地系统建设以恢复官厅水库饮用水源地功能、保障供水安全、促进流域水资源可持续发展为目标,在对水库水源水质进行全面调查、监测、分析基础上,借鉴国内外最新技术经验,采用并建设了前置库自然湿地和人工构造湿地的入库口复合湿地系统,突破了水库流域水生态环境治理中的关键与难点技术,成功实施了官厅水库水质改善和生态修复,形成了适宜于北方低温干旱地区水库水生态环境综合治理技术体系,为恢复官厅水库饮用水源功能发挥了关键作用,为水库水质保护和生态恢复探索了一条可行道路.     

官厅水库入库口复合湿地系统对入库水质的净化

官厅水库入库口复合湿地系统建设以恢复官厅水库饮用水源地功能、保障供水安全、促进流域水资源可持续发展为目标,在对水库水源水质进行全面调杳、监测、分析基础上,借鉴国内外最新技术经验,采用并建设了前置库自然湿地和人工构造湿地的入库口复合湿地系统,突破了水库流域水生态环境治理中的关键与难点技术,成功实施了官厅水库水质改善和生态修复,形成了适宜于北方低温干旱地区水库水生态环境综合治理技术体系,为恢复官厅水库饮用水源功能发挥了关键作用,为水库水质保护和生态恢复探索了一条可行道路.     

潮白河流域水库浮游动物群落季节变化特征及其驱动因素

为了解不同季节潮白河流域水库中浮游动物群落的结构特征及其影响因素,分别于2020年9月(秋)和12月(冬),2021年3月(春)和6月(夏)对12个水库监测断面的浮游动物群落开展调研。4个季度共采集并鉴定浮游动物67属90种,其中夏季种类最丰富,春季最少。水库浮游动物密度和生物量在夏季达到峰值,均值分别为231.5 ind./L和0.199 mg/L;春季浮游动物的平均密度(60.8 ind./L)和生物量(0.075 mg/L)均最低。不同季节浮游动物群落组成存在显著差异。夏秋两季浮游动物种类组成与密度组成均以轮虫为主,冬春两季则以原生动物为主。侠盗虫在水库四季均为优势类群。相关性分析结果表明,浮游动物Shannon-Wiener多样性指数与亚硝酸盐氮和总有机碳均显著正相关,浮游动物丰富度则与硝酸盐氮、总氮和总磷显著正相关。典范对应分析结果表明,溶解氧、水温、亚硝酸盐氮、总有机碳和电导率是影响浮游动物群落季节分布的主要环境因子。研究结果较全面地揭示了不同季节潮白河流域水库的浮游动物群落变化规律,可为流域内水生态健康评估提供基础资料。     

面向生态的流域梯级电站调度研究

针对长江三峡梯级水库长期优化调度问题,建立了考虑多个生态要素的水库群优化调度模型,深入探讨了面向生态的流域梯级电站调度需要考虑的相关要素,并结合三峡梯级水利枢纽工程的实际生态环境状况,提出了7组满足生态时空需求的水库调度方案,建立了以梯级水电站发电效益最大为目标,以生态方案为约束条件的长期优化调度模型,并引入PSO优化算法进行求解,最后结合水库出流过程与天然径流的定量关系给出了调度效果的评价方法.     

南水北调西线一期调水时黄河上游水力发电的补偿效益

按照跨流域补偿效益计算的基本原则,应用黄河干流梯级水库补偿效益仿真模型计算了南水北调西线一期工程调水40亿m3时黄河上游龙—青河段梯级水库的发电补偿效益.结果表明,在现有装机容量下,南水北调西线一期调水时,黄河上游龙—青段25座梯级电站年发电量可增加88.52亿kW.h,仅节约燃料费和运行费所产生的年发电补偿效益就达8.55亿元.     

紧水滩水库流域生态环境现状与保护

紧水滩水库是浙江省重要的水利工程,其生态环境建设无疑对该区域可持续发展具有重要的意义。通过对浙江省紧水滩水库流域水质状况监测和植被分布情况的调查分析,提出了该流域在今后的建设和发展中对生态环境保护的建议。     

溪洛渡-向家坝梯级水库汛末蓄水时间与目标决策研究

针对梯级水库运用过程中蓄水与排沙之间矛盾,本文以溪洛渡-向家坝梯级水库为例,考虑上游修建白鹤滩水库条件,对两座水库汛末蓄水时间进行了优化研究.首先讨论两库蓄水时间调整对梯级水库发电、航运以及泥沙淤积的影响;然后构建梯级水库水沙联调多目标决策模型对两库蓄水时间进行优化决策,得到溪洛渡—向家坝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;最后应用加权理想点评价模型对非劣解进行评价,给出不同目标权重下满足发电和减淤要求的梯级水库最佳蓄水方案.结果表明,(1)增加梯级水库发电量,势必要提前水库汛末蓄水时间,这必以增加库容淤损率为代价;(2)各目标权重不同,最优方案不同.当泥沙目标权重较大时,溪洛渡水库9月21日蓄水比9月11日蓄水好,且泥沙目标权重越大,最优方案对应的向家坝水库蓄水时间越晚;当发电目标权重较大时,溪洛渡水库9月11日比9月21日蓄水好,且发电目标权重越大,最优方案对应的向家坝水库蓄水时间越早.研究成果可为溪洛渡—向家坝梯级水库正式建成后制定合理的调度运用方案提供科学的依据.     

澜沧江糯扎渡水库消落带土壤侵蚀特征研究

澜沧江干流梯级水电开发形成大面积的水库消落带,该区土壤侵蚀极其严重,对水库安全运行构成严重威胁.文章利用ArcGIS空间分析功能,结合遥感影像判识、野外调查及侵蚀针技术等,查明澜沧江流域规模最大的糯扎渡水库消落带空间分布特征和土壤侵蚀过程的关键驱动因子.结果表明:(1)糯扎渡水库消落带总面积129.95 km~2,其中干流57.29 km~2、支流72.66 km~2;消落带面积随高程的降低逐渐减小;不同坡度消落带面积分布不均,15°～25°坡度上分布最广,大于35°的急陡边坡分布最少.(2)糯扎渡水库消落带土壤侵蚀营力多样,最常见的侵蚀形式为涌浪侵蚀和崩塌,涌浪侵蚀是消落带特有的水力侵蚀形式.(3)糯扎渡水库消落带土壤侵蚀异常强烈. 2016—2018年干流消落带平均土壤侵蚀速率38.50 mm/a,而库湾平均土壤侵蚀速率17.00 mm/a,干流消落带土壤侵蚀速率是库湾的2.30倍.(4)消落带坡度、植被和土壤水分变化对土壤侵蚀的影响显著.坡度与消落带年均侵蚀深度呈现显著的线性相关;植被可以减缓消落带土壤侵蚀;随着土壤含水率的增加,土壤抗剪强度随之降低,土壤侵蚀加剧.     

小型水库雨水情测报和大坝安全监测系统建设研究

水库是保障流域内农业生产和生活供水安全稳定的核心,为满足水库运行具备安全性、自动化等要求,建设水库雨水情测报和安全监测系统,实现对水库运行的信息化管理,实时采集和了解水库运行基本信息。该文结合具体项目建设案例,对雨水情测报和大坝安全监测系统建设进行研究,从结构、功能、作业流程、参数配置等角度对系统进行设计,保障系统建设的科学性、安全性。     

澜沧江流域居民地空间分析与统计

为了获得澜沧江流域居民地分布的一般规律,基于空间数据,从海拔高度、地形特征、坡度因子三方面对居民地进行分级分析,并对澜沧江主干线以及主要支流进行缓冲区分析,结果表明:居民地的分布根据其居民地类型以及级别需要对海拔高度、地形状况以及坡度情况的选择存在差异性,此外,居民地一般在近流域区域较远流域区域的分布更为集中,但数量变化较缓.该成果对澜沧江国际河流水资源环境空间分析平台的建立提供了基础依据.