梯级水库群

摘要： 为适应梯级水库群高维多目标模型求解需要,引入第三代非支配遗传算法。以黄河上游梯级水库群为研究对象,综合考虑防洪、防凌、供水、发电、生态等调度任务,建立了发电-供水多目标模型。选择典型枯水年径流资料开展多目标模型优化计算,结果表明该算法可有效解决梯级水库群高维多目标模型计算问题。基于多目标解集分析黄河上游多用户需水关系,发现发电与供水矛盾突出,且主要集中在汛期和防凌期,同时确保生态基流也会对供水产生较大影响。

摘要： 为分析气候变化影响下黄河上游大型水库入库来水过程及梯级发电量的时程变化规律,以黄河上游龙羊峡刘家峡梯级水库群为例,采用Mann-Kendall突变检验方法对唐乃亥和小川水文序列进行突变识别,在此基础上构建了考虑融雪过程的HBV水文模型,利用统计降尺度方法对CanESM2和GFDL_ESM2G两种气候模式3种气候变化情景(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5)下的降水、气温数据进行空间降尺度处理,并将其驱动水文模型预测未来入库来水过程,构建黄河上游梯级联合发电调度模型分析气候变化对未来发电调度过程的影响。结果表明:黄河上游径流序列突变年份集中于20世纪80年代,且2000年之后径流量显著减少;气候变化将导致未来(2021—2050年)汛期6—9月径流增加,非汛期径流显著减少;随着时间推移,不同气候变化情景下,龙羊峡和刘家峡两库的梯级发电量变化规律不同,RCP8.5气候变化情景下,气候模式不确定性对其影响最大。

摘要： 长江上游梯级水库是流域治理开发保护的骨干性工程,在保障流域防洪安全、供水安全、生态安全等方面发挥着重要作用。为有效解决长江上游巨型水库群防洪、供水、生态、发电、航运、应急等多目标联合调度关键技术瓶颈,开展了“长江上游梯级水库群多目标联合调度技术”研究攻关。首先重点介绍了长江上游梯级水库群多目标联合调度研究的重点难点问题;然后从水文、防洪、供水、生态、发电、航运、应急、风险、多目标调度集成等调度关键技术层面,全面系统地梳理了研究取得的主要创新性研究成果和成果应用情况;最后展望了长江流域梯级水库群多目标联合调度技术以及水工程多目标联合调度等发展方向。研究成果可为更好地为水工程调度运行管理提供理论与技术支撑。

摘要： 在某实际流域梯级水库群溃决洪水研究的基础上,以流域上七级水库土石坝至一级水库混凝土坝遭遇超标准洪水引起的大坝溃决,利用Mike11数值模拟软件针对水域形态、水位、流量变化有着强大的计算和分析功能,以及通过工程实列的验证——堰塞坝遭遇超标准洪水时,溃决流量和水位变化,研究梯级水库群在流量和水位对下游的影响。

摘要： 水库优化调度,是以综合考虑并满足防洪、发电、航运、生态以及供水等多目标调度需求为前提,实现水资源优化配置的重要非工程措施。本文以五强溪扩机后沅水梯级水库群为研究对象,采用66年长系列资料并运用动态增量规划(IDP)、动态规划逐次逼近(DPSA)结合的轮库迭代方法进行寻优,根据优化调度结果分析五强溪扩机后对梯级整体的效益以及梯级调度方式的影响,为五强溪扩机工程投产后沅水梯级运行方式提供科学指导。

摘要： 为改善和声搜索算法在梯级水库群优化调度中的应用效果,提高模型的求解精度和效率,针对和声搜索算法(Harmony Search Algorithm,HSA)的初始和声记忆库分布不均及易陷入局部最优的缺陷,采用均匀设计的方法生成初始和声记忆库以增加其多样性和有效性,引入混沌序列来改善算法的全局搜索能力.对HSA进行改进后,将其应用于李仙江流域梯级水库群发电优化调度模型的求解.结果表明:改进和声搜索算法(Improved Harmony Search Algorithm,IHSA)所得系统总发电量比HSA提高了1.37％,比动态规划法(Dynamic Programming,DP)降低了0.22％;但计算时间仅为DP的8.22％.IHSA收敛速度较快,全局寻优能力更强,为梯级水库群发电优化调度模型求解提供了一条可行的途径.

摘要： 梯级水库群均衡配置问题是一个非线性、多维的优化问题,为提升梯级水库群整体效益,更合理的运用资源,研究考虑供水能力的梯级水库群资源多维均衡配置方法.通过极端随机森林模型挖掘梯级水库群配置信息,考虑不同水库供水能力决策变量与供水能力决策因子的回归关系,采用梯级水库输入变量选择方法优选供水能力决策因子,利用径向基函数构建梯级水库群配置规则;以配置期内梯级水库群整体效益最优为目标,通过遗传算法进行对配置规则实施多目标逐次优化,获取最优梯级水库群配置规则集,实现梯级水库群资源的均衡配置.以大渡口流域为研究对象进行模拟配置,模拟结果显示该种方法可同时提升梯级水库群的供水与发电能量,实现梯级水库群整体效益最优.无论是以供水能力还是以发电能力为主要目标,该方法优选的供水能力决策因子都可有效调节汛期与非汛期的水资源利用方法,提升梯级水库群整体效益.

摘要： 气候变化和人类活动共同导致流域或区域水资源供需矛盾加剧.面对日益加剧的气候变化,厘清气候变化对梯级水库群发电调度规则的影响十分重要.以黄河上游龙刘梯级水库群为研究对象,首先,采用Mann-Kendall突变检验方法对梯级水库控制断面唐乃亥和小川水文站径流序列进行突变检验,在此基础上构建黄河上游融雪径流模型(HBV),并对其进行模型参数校准和验证;其次,采用统计降尺度方法(SDSM)对2种气候模式(CanESM2和GFDL_ESM2G)下的3种气候变化情景(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5)进行降尺度处理,并模拟未来黄河上游径流量;最后,构建黄河上游梯级水库群发电量最大模型,揭示气候变化对梯级水库群发电量的影响.结果表明,黄河上游唐乃亥和小川水文站的径流突变年份分别为1989年和1985年.不同气候模式下未来枯水期径流量均显著减少,丰水期显著增加.气候变化将导致未来近期梯级水库群发电量增加,远期增加不显著.

摘要： 根据沅水流域三板溪—白市梯级水库(电站)调度中小洪水的工程需求,分析了梯级水库(电站)面临的防洪现状以及中小洪水联合调度的边界条件,以解决实际工程问题为导向,研究并提出多种调度措施并开展技术经济比选研究确定推荐措施,在此基础上,拟定了梯级水库(电站)的中小洪水联合调度方案.实测洪水的调度模拟成果表明,研究提出的方案切实可行、可操作性强,可满足梯级水库(电站)中小洪水调度所有边界条件,为其安全经济运行提供了有效的技术保障.

摘要： 针对金沙江下游—三峡梯级水库消落期的湖泊补水、三峡库区水华防控以及四大家鱼产卵保护等典型生态需求,以发电量最大和洞庭湖生态满足度最大为目标函数建立梯级水库优化调度模型.在该模型的基础上分阶段耦合水华防控和四大家鱼产卵保护需求约束,选用丰、平、枯水年不同来水情况进行分析研究.结果 表明:在三峡出库流量满足6000 m3/s条件下,可完全满足洞庭湖补水需求;针对水华防控,三峡水库可选择小幅多次水位升降的潮汐式生态调度策略,该策略使得各典型年下的梯级电站总发电量最多减少1.1％;考虑四大家鱼繁殖的水文指标后,各典型年下梯级总发电量最多减少0.08％.整体来看,三峡在消落期的生态调度和兴利调度冲突不明显,宜相机开展生态调度.

摘要： 本文介绍了国家973计划项目“梯级水库群全生命周期风险孕育机制与安全防控理论”中的设计理论部分,包括“风险标准—风险等级—风险设计指标”的框架体系,基于风险势能分级、溃坝影响分析的风险等级确定原理和方法,以及“年计失效概率—可靠指标—安全系数”相统一的梯级水库风险设计指标.针对现行规范未涉及的特高坝,提出了特等工程的设计标准.研究成果在重大工程设计方面得到了应用.

摘要： 河流筑坝对流域内碳、氮、硫等营养元素生物地球化学循环的影响越来越引起人们的重视.为更加清晰的认识C、S在梯级水库群影响下的循环转化过程,选择长江左岸一级支流嘉陵江干流上4座代表性梯级水库为研究对象,于2016年1,4,7,10月沿流程方向对各水库的入库水、库中分层水、坝前分层水和下泄水进行采样,并分析其水化学、溶解无机碳(DIC)含量,δ13CDIC及δ34SSO24-同位素组成.

摘要： 黄河上游龙羊峡一刘家峡河段梯级开发的格局已基本形成,根据龙羊峡水库监测资料,存在水温分层、下泄低温水的问题.由于目前仅在龙羊峡间断性监测过水温,缺乏梯级水库水温系统观测,因此提出梯级水库群水温系统原型观测方案,以期开展黄河上游梯级水库群联合运行的水温累积影响研究,为后续水电开发水温影响预测及减缓措施研究提供基础数据与科学支撑.

摘要： 黄河上游龙羊峡—刘家峡河段梯级开发的格局己基本形成,根据龙羊峡水库监测资料,存在水温分层、下泄低温水的问题;目前仅在龙羊峡间断性监测过水温,缺乏梯级水库水温系统观测;提出梯级水库群水温系统原型观测方案,以期开展黄河上游梯级水库群联合运行的水温累积影响研究,为后续水电开发水温影响预测及减缓措施研究提供基础数据与科学支撑.

摘要： 金沙江下游梯级水库群的兴建将极大改变该河段的现有航运条件,为了给航运规划部门提供可靠的参考依据,本文进行了建库后航道水流数值模拟并给出了航道规划建议.首先结合梯级库区地形数据与历史径流资料,运用一维水动力学模型模拟计算溪洛渡、向家坝两库建成后以及乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝四库建成后的水深、流速、水面宽等航道特征值,并根据航道设计标准分析其特征及规划等级,给出不同梯级水库群在遵循调度规程下的库区碍航点位置、库区航道延长里程以及通航保证率,可为不同时期航运优化方案的制订提供技术与数据支撑.

摘要： 梯级水库群遭遇灾害事件时有可能会发生水库群的连溃事件,因此应当高度重视梯级水库群工程的安全监测工作.我国现行大坝安全监测指标体系并不能满足流域安全管理和梯级水库群工程统筹调度的需要.本文整理总结了包含58个指标的梯级水库群工程动态安全监测指标体系,该体系既包括流域环境因素的监测,也包括流域工程因素的监测;同时都分为常规监测和应急监测两类,以满足灾害条件下流域水工程安全管理的需要.梯级水库群工程动态安全监测给数据的实时处理和分析提出了很高的要求,需要应用大数据分析、云计算等现代信息技术手段来解决相应问题.

摘要： 汉江在承担流域内工农业及沿岸城镇供水任务的同时,还是南水北调中线、引汉济渭等跨流域调水工程的供水水源地.本文针对汉江梯级水库群开展供水优化调度模型研究,以南水北调中线、引汉济渭以及汉江重要用水户等供水对象的缺水量最小为目标,建立梯级水库群联合调度模型,采用逐次逼近动态规划法(DPSA)进行求解.选择1956～1997年连续水文年的旬径流资料计算得到梯级水库群联合运行下的供水保证程度,并与没有联合调度的情况进行对比,计算结果表明,通过水库群优化调度,供水效益得到了大幅提高.本文的研究方法对提高流域水资源利用效率用具有重要意义.

摘要： 水电由于其启停迅速、负荷调整灵活且无附加费用等一系列优点,在水火电混合电网中往往承担主要的调峰任务,在西南水能资源丰富的地区,大流域梯级水电开发目前已是水能资源开发利用的主要形式,梯级水电站群在电力系统中承担着重要的发电、调峰调频等任务.在一些地区由于电网构架复杂,同一梯级不同电站甚至同一电站不同机组均有可能接入不同的局部电网,考虑分区控制条件下的电网调度问题对于解决此类地区电力优化调度具有十分重要的意义。本文建立了梯级水电短期调峰电量最大模型，并考虑了各种实际运行约束，求解过程中拟合优化电站各类机组组合的流量特性，并利用改进切负荷方法优化POA方法的初始解，最后利用POA算法对模型进行了求解，并提出了考虑分区约束情况下优化方案修正策略。利用贵州电网实际运行资料对电网中水电的调峰效果进行了分析，验证了模型算法的实用性，对验证了出力修正策略的应用。

摘要： 多目标免疫遗传算法(MOIGA)是一种新的高等物种进化算法,可以避免标准遗产算法(GA)在选择过程中的早熟收敛现象,为解决多目标规划问题提供了一条新的途径.本文在介绍多目标免疫遗传算法的原理及步骤基础上,将其用到梯级水库多目标优化调度中.

摘要： 针对三峡和清江梯级水库群防洪库容投入时间问题,本文分别从各梯级投入时机、各水库投入次序展开讨论,并就不同时机方案对荆江河段的防洪补偿联合调度效果进行分析.结果表明:在清江洪水与长江洪水遭遇的前提下,采用清江梯级水库防洪库容首先投入运用,不足部分由三峡水库承担的联合运用方式.选取1954年典型洪水,按照清江梯级水库配合三峡水库的联合防洪调度方式计算得出,可将荆江河段的防洪标准由100年一遇提高至124年一遇.

摘要： 本发明公开了一种基于贝叶斯风险网络的梯级水库群薄弱梯级、关键梯级以及控制性梯级的识别方法,涉及水利水电工程领域，解决的是梯级水库群风险防控方面如何识别梯级水库群风险的问题。基于梯级水库群贝叶斯风险网络模型，提出了梯级水库群薄弱梯级、关键梯级以及控制性梯级的识别方法，为将梯级水库群贝叶斯风险网络方法用于梯级水库群风险识别、评估和防控提供了理论和方法支撑。该方法简单明了，可操作性强，在梯级水库群的风险识别、评估及防控中有重要的运用前景。

摘要： 本发明公开了一种梯级水库群多目标均衡调度方法与系统，属于梯级水电站群发电与调峰多目标调度领域，其中方法包括：随机初始化种群；计算当前种群的发电适应度和调峰适应度，进而得到每个个体的贴近度，根据贴近度对当前种群中每个个体的全局最优位置进行更新；根据贴近度和标准引力搜索，更新当前种群中每个个体的位置，然后，采用反向学习策略得到反向个体并添加到当前种群中，根据添加反向个体后的种群中每个个体的贴近度进行变异，得到变异后的种群，对变异后的种群进行边界检查，得到检查后的种群；将多次迭代得到的全局最优位置作为梯级水库群的最优调度方案。本发明搜索性能好，收敛精度高，鲁棒性强。

摘要： 本发明公开了一种梯级水库群连续溃决洪水模拟方法，包括提取河网信息，采用圣维南方程和马斯京根方程对河道内洪水进行演进计算，沿地形方向进行河道外滞洪和行洪，对水库进行调洪演算，将溃坝出流全过程作为大坝下游河段入流洪水，返回步骤S2。本发明将溃坝过程、洪水演进与水库调蓄综合考虑，采用圣维南方程和马斯京根方程对河道内洪水进行演进计算，并采用概化溃坝过程线的方法，实现了针对梯级水库群连续溃坝的模拟计算，降低了测量成本，提高了计算效率。

摘要： 本发明涉及梯级水库群防洪调度技术领域，公开了一种梯级水库群防洪优化调度分数阶逐步优化方法，以逐步优化方法为基础框架，在给定初始调度过程后，首先将多阶段水库群防洪调度问题分解成多个两阶段子问题；然后对每个子问题采用分数阶微分进行转换，利用具有长时记忆能力的分数阶更新方程进行求解；最后通过迭代寻优逐次逼近全局最优解。本发明梯级水库群防洪优化调度分数阶逐步优化方法，操作简单、方便易行，避免传统方法的维数灾问题，计算速度快、搜索能力强、计算精度高，结果有效合理，是大规模水库群优化调度问题求解的一种新方法。

摘要： 本发明公开了一种梯级水库群短期优化调度方法与系统，属于水火电站协同优化调度领域，通过获取初始种群中每个个体适应度并更新种群中最优适应度个体、次优适应度个体和第三优适应度个体的位置；然后更新种群中所有个体的位置，并生成临时种群；基于更新种群所有个体位置后得到的种群和临时种群，采用变异策略筛选种群；采用自适应边界策略有效防止种群陷入局部最优。通过迭代对种群中所有个体位置进行更新，达到停止条件后将最优适应度个体位置输出作为梯级水电系统最优调度过程。本发明具有收敛速度快，求解精度高，寻优能力强及有效避免陷入局部最优解等优点，能够很好的协调电网之间的水火电站协同调度，提升经济效益，具有很强的实用价值。

摘要： 本发明公开了一种基于贝叶斯风险网络的梯级水库群薄弱梯级、关键梯级以及控制性梯级的识别方法,涉及水利水电工程领域，解决的是梯级水库群风险防控方面如何识别梯级水库群风险的问题。基于梯级水库群贝叶斯风险网络模型，提出了梯级水库群薄弱梯级、关键梯级以及控制性梯级的识别方法，为将梯级水库群贝叶斯风险网络方法用于梯级水库群风险识别、评估和防控提供了理论和方法支撑。该方法简单明了，可操作性强，在梯级水库群的风险识别、评估及防控中有重要的运用前景。

摘要： 本发明属于水库应急调度领域，涉及基于动态泄流法的梯级水库群溃坝应急调度方法及系统。该方法包括：将洪水过程输入梯级水库群应急调度模型，考虑洪水过程的涨水、退水阶段，基于动态泄流法控制水库库容预泄和水库洪量下泄，组合生成水库应急调度方案集；溃坝时调用溃坝洪水模拟模型进行溃坝洪水过程计算以及河道演进；计算梯级水库群应急调度的效益目标函数；根据效益目标函数值进行应急调度方案的优选及推荐。本发明考虑溃坝洪水险情下梯级水库调度的时效性和可行性以及不同流域、不同梯级水库调度过程的差异性和方法通用性，在梯级水库群遭遇溃坝洪水险情时，能够快捷通用地进行应急调度方案制定，可运用于不同流域梯级水库群的溃坝应急调度。

摘要： 本发明公开了一种风险传递及叠加作用下梯级水库群溃坝风险后果评估方法，针对现有技术中梯级水库群的风险评估仍须改善的问题。该发明含有以下步骤：在同一流域梯级水库群中选择某一梯级大坝作为溃坝后果评估的研究对象；将梯级水库群溃坝风险后果分类，确定直接后果和潜在后果的作用范围；划分梯级水库群溃坝风险后果评估区域：量化两相邻梯级间的风险传递及叠加效应；基于溃坝模拟与洪水演进分析模型，计算溃口洪水过程和下游梯级入库洪水过程：梯级水库群溃坝淹没区域模拟；计算梯级水库群中某一梯级水库的溃坝后果。该技术中梯级水库群溃坝后果计算方法更合理，更能反映工程实际，相关理念与方法可为梯级水库群大坝风险评估提供理论支撑。

摘要： 本发明提供了一种基于数学模型的梯级水库群洪水资源的利用方法及系统，包括以下步骤：构建用于表征梯级水库的可利用洪水资源量与所在流域汛期天然径流量和不可利用洪水资源量的数学关系的数学模型；求得梯级水库的在不同洪水资源的利用方式下的洪水资源利用潜力；形成洪水资源利用方式的调度域边界；选取防洪库容优化分配、汛期运行水位上浮、常遇洪水调度中的一种或多种作为洪水资源利用方式；计算实施选取的洪水资源利用方式后梯级水库所在区域的风险并筛选洪水资源利用方式；计算实施筛选后的洪水资源利用方式后梯级水库所在区域的效益，确定所选取的洪水资源利用方式的最终控制参数。本发明为梯级水库的洪水资源化利用提供全周期解决方案。

摘要： 本发明提供兼顾发电量和最小出力的梯级水库群优化调度方法及系统，能够使梯级水库群发电与电网需求更加协调，推动梯级水库群充分利用水能资源。兼顾发电量和最小出力的梯级水库群优化调度方法包括：步骤1.根据流域基本情况和综合利用要求，建立以梯级发电量最大和最小出力最大为目标的梯级水库群多目标优化调度模型；步骤2.采用结合惩罚因子的DDDP‑SA算法求解多目标模型，通过控制惩罚因子的变化范围并在该范围内选取离散的惩罚因子，获取多目标问题分布均匀、广泛的非劣解集；步骤3.根据非劣解集，确定梯级水库群优化调度的最佳解。