应对径流变异的汉江上游梯级水库调度研究

摘要

水库调度规则是基于水库设计阶段的水文资料序列模拟计算获得的，由于全球气候变化和人类活动影响，流域下垫面条件发生变化，径流系列发生了变异。水库设计阶段制定的调度规则已不适用于新的水文序列，因此，为应对径流变异对水库调度的影响，研究新水文序列下的水库调度规则十分必要。本文针对汉江上游石泉-喜河-安康梯级水库，研究了应对径流规律改变后梯级水库的调度规则。论文主要研究内容及研究成果如下：
　　（1）分析了汉江上游径流规律，利用小波分析得出石泉入库径流具有6年和23年的周期，安康入库径流具有7年、17年和26年的周期；通过Kendall秩次检验法得出石泉、安康径流呈递减趋势；运用R/S分析法得出石泉、安康径流序列具有持续性。
　　（2）对汉江上游径流过程进行了变异诊断，运用滑动t检验法、山本法、Mann-Kendall法、Pettitt法、有序聚类分析法、西沃兹信息准则法等综合分析得出，汉江上游径流序列在1990年出现突变点。变异后流域年径流量减少，减少时段主要集中在汛期。变异后5～10月，石泉、安康水库入库径流分别减少39.20％和30.80%，年内占比分别由80.94%和80.32%下降至77.25%和77.45%。趋势性则由不显著递增转变为不显著递减。
　　（3）利用石泉、安康水库原始调度图模拟调度汉江上游梯级水库，得出1954年?1990年石泉、喜河、安康多年平均发电量分别为7.59、6.06及25.10亿kW·h；1990年～2005年石泉、喜河、安康多年平均发电量分别为5.66、4.57及18.35亿kW·h。
　　（4）制定了径流规律变化后的改进水库调度图。采用等出力方法得到新调度图并运用其进行模拟调度，得到石泉、喜河、安康水电站多年平均发电量分别为5.69、4.57和18.46亿kW·h，新调度图相对原调度图可提高梯级水库的发电效益。
　　（5）制定了径流规律变化后的优化水库调度图。以变异后径流序列制定的新调度图为初始值，建立优化模型，通过模拟遗传混合算法得到汉江上游梯级水库联合优化调度图，并运用其进行模拟调度，石泉、喜河、安康水电站多年平均发电量分别为5.83、4.62和18.59亿kW·h，可进一步提高梯级水库发电效益。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究进展

1.3 研究内容与技术路线

2 汉江上游流域概况及电站资料

2.1 流域概况

2.2 水电站资料

2.3 本章小结

3 汉江上游流域径流规律分析

3.1 年内分配

3.2 年际变化

3.3 周期性

3.6 持续性

3.7 变异分析

3.8 本章小结

4 应对径流变异的汉江上游梯级水库调度规则研究

4.1 径流变异对汉江上游梯级水库发电调度的影响

4.2 径流变异下发电调度图制定

4.3 径流变异后汉江上游梯级发电调度图

4.4 本章小结

5 基于遗传算法的汉江上游梯级水库联合优化调度图制定

5.1 算法介绍

5.2 模型建立及求解

5.3 径流变异后汉江上游梯级水库联合优化调度图

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录