长江上游水库群联合调度方案

长江上游水库群联合调度方案
长江上游水库群联合调度方案

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2014年度长江上游水库群联合调度方案

根据《中华人民共和国水法》《中华人民共和国防洪法》《中华人民共和国防汛条例》《中华人民共和国抗旱条例》等相关法律法规及《长江流域综合规划(2012-2030年)》《长江流域防洪规划》《长江洪水调度方案》,为统筹协调长江上游水库群防洪抗旱、发电、航运、供水和水生态与水环境保护等方面的关系,充分发挥水库群综合利用效益,编制本方案。

本方案旨在统筹各水库(含水电站、航电枢纽,下同)所在河流防洪、水量调度与长江中下游防洪、水量调度关系,在流域遭遇大洪水时,充分发挥水库群对长江流域的整体防洪作用;实施有序逐步蓄水,提高水库群整体蓄满率,同时尽量减少集中蓄水对水库下游河段或长江中下游带来的不利影响;有效应对流域特枯水等突发事件。

一、纳入联合调度范围的水库

长江宜昌以上为上游,集水面积约100万平方公里。国家对长江上游规划了长江三峡、金沙江溪洛渡、向家坝等一批库容大、调节能力好的综合利用水利水电枢纽工程,水库群总调节库容1000余亿立方米、预留防洪库容500余亿立方米。2015年前可以投入运用且总库容1亿立方米以上的水库近80座,总调节库容600余亿立方米,防洪库容约380

亿立方米。

原则上,长江上游干支流总库容在1亿立方米以上的重要水库均应纳入水库群防洪和水量统一调度范围,但综合考虑上游水库的建设规模、防洪能力、调节库容、控制作用、建设进度等因素,纳入2014年度联合调度范围的水库包括:金沙江梨园、阿海、金安桥、龙开口、鲁地拉、观音岩、溪洛渡、向家坝,雅砻江锦屏一级、二滩,岷江紫坪铺、瀑布沟,嘉陵江碧口、宝珠寺、亭子口、草街,乌江构皮滩、思林、沙沱、彭水,长江干流三峡等21座水库(详见附图1及附表1),其中沙沱、草街两水库为首次纳入,金沙江梨园、观音岩两水库计划今年汛末下闸蓄水也一并纳入。

二、调度原则与目标

(一)调度原则

1、正确处理水库群防洪与兴利、局部与整体、汛期与非汛期、单库与多库等重大关系。通过水库群联合调度,实现流域上下游协调、干支流兼顾,保障流域防洪安全、供水安全、生态安全,充分发挥水库群综合效益。

2、坚持兴利服从防洪、电调(航调)服从水调的原则。各水库应按照《长江流域综合规划(2012-2030年)》和《长江流域防洪规划》的要求,汛期留足防洪库容,防洪和水量调度服从有调度权限的防汛抗旱指挥机构的统一调度。

3、长江上游水库群实行水库管理单位、省(市)防汛抗旱指挥部(以下简称“省(市)防指”)、长江防汛抗旱总指挥部(以下简称“长江防总”)、国家防汛抗旱总指挥

部(以下简称“国家防总”)等分级调度管理。

4、水库群联合防洪调度时,应首先确保各枢纽工程自身安全;对兼有所在河流防洪和分担长江中下游防洪任务的水库,应协调好所在河流防洪与长江中下游防洪的关系,在满足所在河流防洪要求的前提条件下,根据需要分担长江中下游防洪任务;防洪调度应兼顾综合利用要求;结合水文气象预报,在确保防洪安全的前提下,合理利用水资源。

5、水库蓄水应综合考虑防洪、供水、航运、泥沙、淹没等因素。对配合三峡水库分担长江中下游防洪任务的部分水库,一般情况下可考虑从8月开始逐步蓄水;对承担所在河流防洪和分担长江中下游防洪双重任务的水库,按防洪任务分时段预留防洪库容、控制相应蓄水位,水库蓄水起始时间需根据所在河流防洪和长江中下游防洪两方面任务确定。

6、枯水期合理运用调节库容,协调发电与供水、航运、生态等方面对水资源的需求,水库下泄流量不小于规定的下限值。

7、流域内发生特枯水、水污染、水上安全事故、工程事故等突发事件时,应服从有调度权限的防汛抗旱指挥机构的调度。

(二)调度目标

1、确保各枢纽工程自身安全;通过拦蓄洪水,实现各水库防洪目标,并提高流域整体防洪效益;三峡水库应保证荆江河段防洪标准达100年一遇,遇1000年一遇洪水或类似1870年洪水时,配合使用蓄滞洪区,保证荆江地区不发

生毁灭性洪水灾害;三峡上游水库通过拦洪、削峰、错峰,提高宜宾、泸州、乐山、重庆主城区、苍溪、阆中、南充、合川、思南、沿河、彭水、武隆等重要城镇及重要基础设施的防洪能力;上游水库配合三峡水库拦蓄洪水,以减少汇入三峡水库的洪量,进一步减少长江中下游分洪量和蓄滞洪区的使用几率。

2、兼顾水库蓄水与防洪、航运、供水、泥沙、水生态环境等方面的需求,统筹上下游、干支流,有序逐步蓄水,提高水库群整体蓄满率,尽量减少集中蓄水对水库下游河段或长江中下游带来的不利影响。

3、通过水库群联合调度,减轻特枯水、水污染、水上安全事故、工程事故等突发事件的影响。

4、枯水期适时补水,加大下游河道主要控制断面的流量。

三、调度方案

(一)联合调度方案

1、防洪调度

(1)川渝河段

当川渝河段出现较大洪水时,运用溪洛渡、向家坝水库适时拦洪错峰,采用补偿调度方式,分别控制李庄(宜宾防洪控制站)、朱沱(泸州防洪控制站)、寸滩(重庆防洪控制站)的洪峰流量尽可能不超过51000立方米每秒、52600立方米每秒、83100立方米每秒,减轻宜宾、泸州、重庆主城区等城市的防洪压力。

当长江中下游不需要上游水库配合三峡水库防洪运用时,运用阿海、金安桥、龙开口、鲁地拉、锦屏一级、二滩、瀑布沟、亭子口等水库配合溪洛渡、向家坝水库对川渝洪水实施拦洪错峰。

(2)嘉陵江中下游

当嘉陵江中下游发生较大洪水时,运用亭子口、碧口、宝珠寺、草街等水库,适时拦洪错峰,减轻嘉陵江中下游苍溪、阆中、南充、合川、重庆主城区等城镇的防洪压力。溪洛渡、向家坝等金沙江干流上的水库,在为宜宾、泸州等地区留足防洪库容的条件下,减少下泄流量,减轻重庆主城区的防洪压力。

(3)乌江中下游

当乌江发生较大洪水时,运用构皮滩、思林、沙沱、彭水等水库,适时拦洪错峰,减轻中下游思南、沿河、彭水、武隆等重要城镇和重要基础设施的防洪压力。

(4)长江中下游

当长江中下游发生大洪水时,三峡水库根据长江中下游防洪控制站沙市、城陵矶等站水位控制目标,实施补偿调度。当三峡水库拦蓄洪水时,上游水库群配合三峡水库拦蓄洪水,减少三峡水库的入库洪量。

一般情况下,阿海、金安桥、龙开口、鲁地拉、锦屏一级、二滩等有配合三峡水库防洪任务的水库实施与三峡水库同步拦蓄洪水的调度方式。溪洛渡、向家坝、瀑布沟、亭子口、构皮滩、思林、沙沱、彭水等承担所在河流和配合三峡

水库优化调度

水库调度研究现状及发展趋势 摘要:实施梯级水电站群联合优化运行是统筹流域上下游各电站流量、水头间的关系,从而实现科学利用水能资源的重要手段,符合建设资源节约型、环境友好型社会的要求,是实现节能减排目标的重要途径,对贯彻落实科学发展观,促进流域又好又快发展具有重要意义。本文拟介绍水库调度研究现状及发展趋势,对工程实际具有重要的理论意义。 关键词:水库;优化调度;研究形状;发展趋势 随着水电发展的规划推进落实,大型流域梯级水库群将逐步形成,其联合调度运行必将获得巨大的电力补偿效益和水文补偿效益,同时在实际工程中也会不断涌现新的现象和问题。在新形势下综合考虑梯级上下游电站之间复杂的水力、电力联系,开展梯级水库群联合调度新的优化理论与方法应用研究,统筹协调梯级水库群上下游电站各部门的利益及用水需求,结合工程实际探索梯级水库群联合优化调度的多目标优化及决策方法,实现流域水能资源的高效利用、提高流域梯级水库群的联合运行管理水平乃至达到流域梯级整体综合效益的最大化,对缓解能源短缺、落实科学发展观、贯彻国家“节能 减排”战略以及履行减排承诺均具有重要的理论指导意义和工程实用价值[1]。 1 水库调度研究现状 水库调度研究,按其采用的基本理论性质划分,可分为常规调度(或传统方法)和优 化调度[2]。常规调度,一般指采用时历法和统计法进行水库调度;优化调度则是一种以 一定的最优准则为依据,以水库电站为中心建立目标函数,结合系统实际,考虑其应满足的各种约束条件,然后用最优化方法求解由目标函数和约束条件组成的系统方程组, 使目标函数取得极值的水库控制运用方式 [3]。 常规调度 常规调度主要是利用径流调节理论和水能计算方法来确定满足水库既定任务的蓄泄过程,制定调度图或调度规则,以指导水库运行。它以实测资料为依据,方法比较简单直观,可以汇入调度和决策人员的经验和判断能力等,所以是目前水库电站规划设计阶段以及中小水库运行调度中通常采用的方法。但常规方法只能从事先拟定的极其有限的方案中选择较好的方案,调度结果一般只是可行解,而不是最优解,且该方法难以处理多目标、多约束和复杂水利系统的调度问题。 优化调度 为了充分利用有限的水资源,国内外从上世纪50年代起兴起了水库优化调度研究。其核心有两点:一是根据某种准则建立优化调度模型,二是寻找求解模型的优化方法。 1946年美国学者Masse最早引入优化概念解决水库调度问题。1955年美国人Little[4]采

水库群优化调度总结报告

水库群优化调度总结报告 -----水文专业 姓名: 学号: 专业: 时间: 河海大学文天学院 2013年9月

目录 一、概述 (3) 二、线性规划非线性规划方法 (4) 2.1 线性规划 (4) 2.2 非线性规划 (4) 三、动态规划(DP) (4) 四、增量动态规划(IDP) (6) 五、两时段滑动寻优算法(POA) (6) 六、轮库迭代法 (7) 七、总结 (7)

一、概述 水库优化调度是一个多阶段决策过程的最优化问题, 是在常规调度和系统工程的一些优化理论及其技术的基础上发展起来的。其基本内容可描述为:根据水库的入流过程,遵照优化调度准则,运用最优化方法,寻求比较理想的水库调度方案,使发电、防洪、灌溉、供水等各部门在整个分析期内的总效益最大。通过水库优化调度,可以解决各用水部门之间的矛盾,经济合理地利用水资源及水能资源,因而,在现今我国乃至世界水资源贫乏、开采利用不合理的情况下,水库优化调度具有非常重要的意义。开展水库的优化调度研究工作,提高水库的管理水平,几乎在不增加任何额外投资的条件下,便可获得显著的经济效益。 关于水库优化调度的研究最早从20世纪40年代开始,美国人Mases于1946年最早将优化概念引入水库优化调度。国内的相关研究则是从上世纪60年代起步。华中科技大学的张勇传是国内水库优化调度的开拓者。这些年,随着系统工程优化理论和数学规划理论的日臻完善,随着计算机技术在这两大领域的应用,水库优化调度的方法也愈加丰富。从径流描述上分,一般可分为确定型和随机型两种;从所包含的水库数目划分,可分为单库优化调度和水库群优化调度两方面。单从优化调度所采用的优化方法划分,一般可分为线性规划、非线性规划、动态规划、增量动态规划、两时段滑动寻优算法和轮库迭代法等。

水库多目标生态调度

水库多目标生态调度 董哲仁孙东亚赵进勇 中国水利水电科学研究院,100038 摘要:本文分析了现行水库调度方法的不足,指出应在实现社会经济多种目标的前提下,兼顾河流生态系统需求,实行水库的多目标生态调度。文章讨论了水库多目标生态调度的方法,包括建立相应法规体系;保证维持下游河道基本生态功能的需水量;模拟自然水文情势的水库泄流方式;进行水库泥沙调控及水库富营养化控制;减轻水体温度分层影响;进行防污调度以及增强水系连通性等方面的调度技术。 水库蓄水运行后,对于河流上下游的物理性质的负面影响可以划分为两类:第一类问题是栖息地特征变化,主要指库区淹没、泥沙淤积,水库下游冲刷引起河势变化,河湖联通关系的变化等,由此引起栖息地特征的变化,进而影响生境质量。第二类问题是水文、水力学因子影响,即流量、流速、水温、水质和水文情势等变化,由于水文、水力学因子变化,引起生态过程的变化。解决第一类问题主要靠河流生态修复工程。解决第二类问题的手段,目前可能选择的办法是改善现行的水库调度方法,在不影响水库的社会经济效益的前提下,尽可能满足水生生物对于水文、水力学因子的需求。另外,采用新的水库调度模式对于减轻水库淤积,改善河湖联通性等也会带来益处。可以说,实施“水库的多目标生态调度”,是对筑坝河流的一种生态补偿(图1)[1][2]。 图1 水库运行的生态影响及生态补偿 (左侧为水利工程生态影响机理,右侧为生态补偿方法)

这里不妨给“水库多目标生态调度方法”这样的定义:水库多目标生态调度方法是指在实现防洪、发电、供水、灌溉、航运等社会经济多种目标的前提下,兼顾河流生态系统需求的水库调度方法。 1 现行水库调度方式的缺陷 至今沿用“水库调度方式”,是指依据水库担负的社会经济任务而制定的蓄泄规则。现行的水库调度方式主要有两大类,即防洪调度和兴利调度。我国的大多数水库都具有防洪、发电、供水、灌溉等综合功能,而每一座水库的功能有所侧重。现行水库调度方式的主要缺陷,是注重发挥水库的社会经济功能,力求经济效益的最大化,但是忽视对于水库下游及库区的生态系统需求。主要表现在以下方面: 1.1 河流生态最小需水量 以发电为主要功能的水库,在进行发电和担负调峰调度运行时,发电效益优先,往往忽视下游河流廊道的生态需求,下泄流量无法满足最低生态需水量的要求。还有一种情况是引水式水电站,运行时水流引入隧洞或压力钢管,进水口前池以下河道不下泄水流,造成若干公里的河段脱流、干涸,对于河流的沿河植被、哺乳动物和鱼类造成毁灭性的破坏。我国最典型的案例当数岷江干支流水电开发的生态影响问题。 在我国北方,水库的兴建为发展灌溉事业和供水提供了巨大的机会。但是,通过水库和闸坝大量引水,导致下游河道的断流、干涸,河流廊道生态系统受到破坏。 1.2 水文情势变化对于生物的影响 水文情势(ecological regime )主要指水文周期过程和来水时间。未经改造的天然河流随着降雨的年内变化,形成了径流量丰枯周期变化规律。在雨季洪水过程陡峭形成洪峰,随后洪水消落,趋于平缓,逐渐进入枯水季节。在数以几十万年甚至数百万年的河流生态系统演变过程中,河流年内径流的水文过程是河流水生动植物的生长繁殖的基本条件之一。如同年内季节气温、降雨的周期变化一样,具有周期性的水文过程也是塑造特定的河流生态系统的必要条件,成为生物的生命节律信号。研究表明,水文周期过程是众多植物、鱼类和无脊椎动物的生命活动的主要驱动力之一。比如据1965年调查资料显示,长江的四大家鱼每年5~8月水温升高到18℃以上时,如逢长江发生洪水,家鱼便集中在重庆至江西彭泽的38处产卵场进行繁殖。产卵规模与涨水过程的流量增量和洪水持续时间有关。如遇大洪水则产卵数量很多,捞苗渔民称之为“大江”,小洪水产卵量相对较小,渔民称为“小江”。家鱼往往在涨水第一天开始产卵,如果江水不再继续上涨或涨幅很小,产卵活动即告终止。在长江中游段5~6月家鱼繁殖量占繁殖季节的70~80 %。另外,依据洪水的信号,一些具有江湖洄游习性的鱼类或者在干流与支流之间洄游的鱼类,在洪水期进入湖泊或支流,随洪水消退回到干流。比如属于国家一级保护动物的长江鲟,主要在宜昌段干流和金沙江等处活动。春季产卵,产卵场在金沙江下游至长江上游的和江处。在汛期,长江鲟则进入水质较清的支流活动[3]。 河流建设大坝以后,水库按照社会经济效益原则和既定的调度方案实施调度。在汛期利用水库调蓄洪水、削减洪峰,控制下泄流量和水位,确保下游防洪安全。在非汛期调度运行中,利用水库调节当地水资源的年内分布的丰枯不均,无论是发电、供水还是灌溉等用途,都趋于使水文过程均一化,改变了自然水文情势的年内丰枯周期变化规律,这些变化无疑影响了生态过程。首先是大量水生生物依据洪水过程相应进行的繁殖、育肥、生长的规律受到

“水库群优化调度”教学大纲

《水库群优化调度》教学大纲 一、课程编号:0101041 二、课程名称:水库群优化调度 (Optimal Operation of Reservoir Systems) 三、学分、学时:1学分; 16学时 四、教学对象:水文与水资源工程专业本科生 五、开课单位:水资源环境学院 六、先修课程:水利计算,运筹学,工程经济学 七、课程性质、作用、教学目标 本课程为水文与水资源工程专业选修课程,主要讲解最优化理论在水库运行管理中的应用。通过学习使学生能从事水电系统运行管理,水库运行管理,水利系统综合规划等方面的工作。 八、教学内容 第一章概述 第一节引言 第二节系统与系统分析 第三节径流特征及其处理 第二章单库发电优化调度 第一节引言 第二节动态规划模型 第三节动态解析模型 第四节水电站机组负荷分配 第三章库群发电优化调度 第一节数学模型 第二节增量动态规划轮库迭代优化算法 第三节动态解析模型 第四章水库防洪优化调度 第一节引言 第二节单库最大削峰准则调度 第三节单库破坏历时最短调度 第四节库群防洪优化调度 第五章水电站水库随机模型 第一节随机模型的特点与径流描述方法

第二节有预报的随机模型 第六章水库供水调度 第一节确定性模型 第二节随机线性规划模型 第三节机遇约束模型 第七章实例 九、实践性环节的内容、要求 十、多媒体教学手段运用的内容、要求及占用学时(或学时比例) 十一、教材与参考书 教材:陈乐湘主编《库群优化调度》,自编讲义。 参考书:长江流域规划办公室,河海大学,丹江口水利枢纽管理局合编 《综合利用水库调度》水利电力出版社,1990。 十二、考核方式 笔试 十三、教学大纲说明 (一)本课程的性质和任务 本课程为水文水资源工程专业选修课程,主要讲解最优化理论在水库运行管理中的应用。通过学习使学生能从事水电系统运行管理,水库运行管理,水利系统综合规划等方面的工作。 (二)本课程的基本要求 学生学完本课程后应达到以下基本要求; 1.掌握不同时间尺度的径流描述方法; 2.掌握利用动态规划求解单库发电优化调度问题; 3.掌握轮库迭代优化算法在库群优化调度中的应用; 4.掌握防洪库群优化目标确定及优化调度模型的建模与求解; 5.了解水电站水库调度的随机模型; 6.掌握供水水库调度的确定性模型。 (三)本课程与其它课程的联系与分工 本课程与水利计算、工程经济学、运筹学基础,概率论与数量统计等课程有联系,原则上,本课程应在上述课程之后进行。 径流调节的基本原理在水利计算课程中讲授。 工程水文学中的径流系列计算,设计洪水计算,典型年选择等内容不在本课程中讲授,本课程只将以上内容作简要回顾。

长江上游水库生态调度

长江上游水库生态调度 (1)维持河道基本生态需水量。河流基本生态需水量是指维护生态系统健康、保护物种的多样性及生态系统的完整性的一定数量和质量的径流。或者是指保证湿地、河流和湖泊生态系统完整性的最小净水量。水的连续性是维持河道健康生命的最低要求,水量萎缩则会导致河流死亡。在过去一段时间里,岷江流域过度挤占生态用水的代价十分沉痛。由于多数水电站采用引水发电模式,各水电站为了获取最大的发电效益。基本未考虑河道内生态用水,导致干流约80 km、支流约60 km 的河段出现间歇性脱水。因此,在制定长江上游水库群综合调度规程时,首先应考虑河道基本生态需水量。 (2)维系下游河道洪水脉冲。脉冲式洪水具有重要的生态效应,是生物生命史中的必要条件。洪水的发生也是生物开始新一轮生命周期的驱动力,特别是对产漂流性卵的“四大家鱼”而言,洪水脉冲水文条件十分重要,具体而言有7个重要的水文因子:洪峰过程数、洪峰发生时的初始水位、水位的日上涨率、断面初始流量、流量的日涨率、涨水持续时间和前后两个洪峰的事件间隔。长江上游水库群建设以后,必然对下游洪水会产生“削峰补枯”的水文效应。适度维系水库下游洪水脉冲是实施水库生态调度的必然需求。 (3)调节下泄水流的水温。长江上游大中型水库通常会存在水温分层问题,水库低温水的下泄将影响鱼类的产卵、繁殖和生长,以三峡水库为例,10月~11月份中华鲟繁殖期间,水库调节后下泄水水温比自

然情况有所升高,这对中华鲟的产卵及孵化具有一定程度的正面影响。但是在5月~6月份“四大家鱼”繁殖期间,水温比天然情况下有所降低,导致“四大家鱼”开始产卵的时间被推迟,产卵期被缩短。目前,长江上游一些水库根据水库水温的垂直分层结构,结合下游河段水生生物(特别是鱼类)的生物学特性,通过制定大坝不同高程泄水空口的运行调度规则。满足鱼类产卵、繁殖和生长的需要。 (4)适度抑制水库库湾水华。水华是水体富营养化的恶性病理反映。通常认为,藻类水华发生条件为充足的营养盐(主要是氮、磷物质)、低流速水体环境以及合适的温度和光照。由于长江流域TP的本底浓度较高。TN又难以控制,所以长江上游的大型水库多已达到中营养一轻富营养状态。而水华易发期3月~4月份。温度和光照适宜,长江上游的水库则均处于高水位运行期,库区流速较缓,特别是支流库湾区域。成为准静止区。这给水华的暴发提供了条件。优化水库运行过程,通过增加水位波动和水流紊动,打破水华暴发的临界流速,被认为是抑制水库库湾水华的有效措施。 (5)维持河道输沙平衡。河道形态是泥沙与水流条件长期相互作用的产物。稳定条件下的河流基本可达到输沙平衡,河道形态不会发生明显变化;但是人类活动的干扰使这种自然平衡被打破。特别是水库群的建设运行,表现出的基本规律就是库区泥沙发生淤积。坝下游河道由于清水下泄发生长距离冲刷。三峡工程在设计时,就考虑采用“蓄清排浑”的运行方式,以缓解库区泥沙淤积,同时也可以对下游“补沙”

水库联合调度演练计划

二0一七年钟前、白石水库联合调度演练 计划 为提高钟前、白石两水库管理站对突发性事件的防范与应急处理能力,进一步建立统一、快速、协调、高效的预警和应急处置机制。强调“以人为本、预防为主、协调一致、可操作性”的原则,结合水库管理人员岗位技能学习组织本次水库防汛应急演练。 一、背景 1、钟前水库自2016年开始创建水库工程标准化管理,同年6月份由钟前水电站组织水库管理人员自行编写了水库管理手册,经市水利电力总站审核批准后于7月1日开始试用。手册将水库的所有的管理事项进行了梳理,并针对每个管理事项设定岗位人员,对每个事项制定了操作流程。经过一年的使用大部分管理流程与实际管理工作能相对应,具有较强的可操作性。但在这一年的时间里钟前水电站管辖的几座水库均没有出现洪水过程,洪水调度工作没有进行实际操作演练。白石水库今年也被列入标准化管理创建单位,在今年的3月份编写了标准化管理手册并于4月份经市水利电力总站审核批准后开始试用。洪水调度流程没经过演练。 2、按照规定每年的汛前需要对机电设备进行一次试运行,检验设备的可靠性。 3、各岗位人员的执行能力需要考核和提高,对整个防汛应

急流程是否合理需要用演练来检验流程的合理性,特别是放水预警、备用柴油发电机组运行操作、闸门启闭操作、洪水调度计算等流程和台账是否合理、下游行洪通道人员撤离工作、通讯设备是否可靠以及管理平台操作是否熟练等。 二、目的 通过演练牢固树立参演人员安全责任意识;有效提高职工岗位操作技能和对突发性事件的应急处理能力,提高相关人员应急反应能力和组织协调能力,明确岗位职责和调度权限。整体提高对突发性事件的防范与应急处理能力,做到有计划、有步骤、有准备地防御洪水,迅速、及时和有效控制险情,保证水利工程及下游人民群众生命财产安全。 三、参演人员:全体水库管理人员、钟前水电站班子成员、 水电总站领导。 四、内容及步骤: 事件与险情:时间7月 X日,受XXX台风影响,水电总站启动X级防台应急响应,相关人员进岗到位。从7月 X日 X 时开始连续降雨,黄坦坑水库已经溢流;钟前水库水库水位升至120米,接近汛控水位。根据气象部门的雨情预测未来5小时内有特大暴雨,此时接防汛办放水泄洪调度令。受台风影响电力线路因故障而停电。 步骤: 1、操作指令签发;

跨流域水库群联合调度规则研究ReservoirOpera.

Journal of Water Resources Research 水资源研究, 2015, 4, 216-227 Published Online June 2015 in Hans. https://www.360docs.net/doc/77672286.html,/journal/jwrr https://www.360docs.net/doc/77672286.html,/10.12677/jwrr.2015.43026 Reservoir Operating in Multi-Reservoir for Water Transfer System Na Liu, Yu Li, Wei Ding, Bo Xu, Chi Zhang Institute of Water Resources & Flood Control, Dalian University of Technology, Dalian Liaoning Email: nicolena1215@https://www.360docs.net/doc/77672286.html, Received: Jun. 2nd, 2015; accepted: Jun. 22nd, 2015; published: Jun. 25th, 2015 Copyright ? 2015 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.360docs.net/doc/77672286.html,/licenses/by/4.0/ Abstract In the inter-basin reservoirs joint scheduling, pilot scale to determine reservoir design reliability after each water user and allowed to happen damage depth of competition. Usually different damage depth of water is allowed to happen and is a constant value, when more or less the same in a continuous impact on reliability of water supply. In this paper, aiming at this problem, consider optimizing damage depth when scheduling rules to improve the reliability of water supply, in order to meet the requirements of water supply. Based on the H reservoir, Dahuofang reservoir and Biliuhe reservoir of inter-basin water transfer project as an example, in conventional scheduling rules and optimization after damage depth of water supply reservoir group of scheduling rules of joint scheduling, and carries on the comparative analysis of two kinds of scheduling schemes. Points out the advantages and disadvantages of two kinds of schemes for reservoir dispatching decision-making department provides a new thought of scheduling. Keywords Inter-Basin Water Transfer and Supply, Optimized Dispatching, Combined Dispatching Chart, Destroy Depth 跨流域水库群联合调度规则研究 刘娜,李昱,丁伟,徐博,张弛 大连理工大学,水资源与防洪研究所,辽宁大连 Email: nicolena1215@https://www.360docs.net/doc/77672286.html, 收稿日期:2015年6月2日;录用日期:2015年6月22日;发布日期:2015年6月25日 作者简介:刘娜(1990-)女,甘肃定西人,硕士研究生,主要从事水资源规划及水库优化调度研究。

水库群联合防洪优化调度分析

176农业工程与能源Agricultural Engineering and Energy2017年8月下 水库群联合防洪优化调度分析 罗 福 (湖南九一工程设计有限公司,湖南 长沙 410007) 摘 要:水库群联合防洪调度,是一种非工程性的防洪措施,通过对不同水利工程防洪功能的优化组合,提高水库群的综合防洪能力,达到资源利用效率最大化。文章从水库群联合防护优化调度的含义、必要性和相关技术手段等角度进行研究和分析,为相关领域的研究和实践提供参考。 关键词:水库群;联合防洪;优化调度 中图分类号:TV697.1+2 文献标志码:A文章编号:1672-3872(2017)16-0176-01 我国是一个河流众多的国家,在汛期到来时,水库的防洪能力一定程度上影响着当地居民生产生活的安全和稳定。因此,对于水库的防洪能力要始终重视,通过多种手段提升和发展水库群的防洪能力。其中,水库群联合防洪优化调度,就是一项重要的非工程性措施,对当前水库的管理、防洪能力的提升、防灾减灾工作的开展有着重要的影响[1]。 1 水库群联合防洪优化调度概念 水库是一种流域开发水利资源的工程性措施,有着调节洪峰、储蓄洪水、减轻甚至避免洪涝灾害的作用。一条河流的主干道和支流都可以建造水库,这样的一系列水库称为水库群。水库群联合调度,是指对流域内具有水文、水利、水力关系的成群、成组的水库进行统一的协调调度,划分不同的区域或任务,共同承担流域内水库的任务和功效。水库群防洪联合调度是指,采用联合调度的方式确保流域内各个水库大坝安全,并且承担各水库上、下游的防洪任务,是联合调度中的首要工作任务,具有着重要的工作意义。 2 水库群联合防洪优化调度的方式 水库群联合防洪优化调度是一个系统性的过程。首先,要根据流域内水流、水量等进行准确的测量,通过超级计算机等对于短中长期内的天气进行预报,并推算出河流相应的水文变化;其次,根据数据和计算机技术,通过运算建立调度模型,明确防洪调度目标,并制定相应的处理方案和应急预案;最后,要在实际实施过程中,结合调度模型对水库群进行统一的协调和安排,通过蓄洪泄洪、削峰错峰等方式,减少水库群的最大泄洪量,达到防洪减灾的目的[2]。 在我国实际的水库群联合防洪优化调度中,两种具有比较具有典型代表意义和研究分析价值的模式是:长江上游水库群的联合调度和资水流域的梯级水库群联合调度。长江上游水库群联合防洪优化调度,主要以三峡水库为核心,承担长江中下游地区的防洪,以向家坝水库和溪洛渡水库为骨干、承担川渝河段的防洪,两座水库的防洪库容可以联合使用;以金沙江中游群、雅砻江群、岷江群、嘉陵江群和乌江群五个群组为主要分支,承担各江域流段的防洪任务。 目前,纳入长江上游水库群联合调度的水库,已达到21座,水库总库容约1000亿m3,防洪库容360亿m3。在长江上游的联合防洪调度中,在5~10月的洪水期,做好各个流域内的水文监测和降雨量预报,按照遏制洪源和就近原价将洪水解耦到相应的水库或水库群中。如在汛期,三峡水库要逐步加大下泄流量,通常维持在1万m3/s以上,加快水位削落进度,其他的水库如溪洛渡水库水位要低于限制水位,预留防洪库容最好达到40亿m3以上;向家坝水库也要远低于防洪限制水位至少10m以上,保证水库的防洪应对能力[3]。—————————————— 作者简介: 罗福(1983-),男,湖南长沙人,中级,研究方向:水利工程。 资水流域的梯级水库群联合调度是优化后的联合梯级防洪调度模式,将二个梯级当作一个整体,发挥流域内相近水库群间的库容补偿调节作用。利用梯级上游水库的防洪库容将洪峰进行削减,再发挥梯级水库间的库容补偿作用,利用梯级下游水库对洪峰进行二次削减,调节上游水库无力调蓄的洪量,将防洪任务层层递减,达到防洪减灾的目的。因此,资水流域的水库群建设也是梯级开发,主要有孔雀滩222.0m、筱溪198.0m、柘溪167.2m、东坪94.0m、金塘冲61.7m、白竹洲48.7m、修山42.7m、史家洲34.0m等13级。 资水流域全年径流量平均在252亿m3左右,最大径流量通常在4~7月,以此建立新型联合调度模型,制定相应的调度方案和调度任务。在水库群联合防洪调度中,利用处于梯级上方的柘溪水库的防洪库容,削减洪峰,调蓄洪量,分担梯级下方的金塘冲水库的防洪任务,减轻了金塘冲水库的防洪压力,提高防洪效益,同时保证水位低于防洪限制水位160.3~163.3m,实际库容低于防洪库容7.0~10.5亿m3。 3 水库群联合防洪优化调度系统和技术 目前,随着计算机应用技术的普及和发展,水文测量、天气预报精准度的提高,以及系统管理决策科学理论的完善,共同推动着水库群联合防洪优化调度走向智能化、专业化的方向发展。构建完善、科学、高效、准确的水库群防洪调度系统,涉及的内容包括洪水的预报、预测模型、洪水的演化、优化计算及水库群优化调度模型。其中,水库群优化调度模型是防洪调度系统的关键。水库群优化调度模型的优化运算方法,也要因地制宜,较为普遍和常见的数学方法有线性规划、非线性规划、动态规划等优化方法,较为先进的有模糊数学理论、人工神经网络理论、遗传算法、层次分析法等多种新引入的数学理论方法。 4 结束语 水库群联合防洪优化调度的实际操作是一个较为复杂和系统的过程,主要是通过削峰错峰、梯级调度等方式,但是随着计算机应用技术及相关水利建设、水文测量、天气预报等技术的发展,水库群联合防洪优化调度也会出现更加多样、更加实用的技术和理论,这一领域也会得到更好的发展。 参考文献: [1]李雨,郭生练,李响,等.三峡水库与清江水库群联合防洪优化 调度[J].武汉大学学报(工学版),2011(5):581-585+593. [2]黄丹璐,马一鸣,徐冬梅,等.水库群联合防洪优化调度研究[J]. 能源与环保,2017,(1):65-70. [3]金兴平.长江上游水库群2016年洪水联合防洪调度研究[J].人 民长江,2017(4):22-27. (收稿日期:2017-8-13)

长江上游水库群联合调度方案

附件: 2014年度长江上游水库群联合调度方案 根据《中华人民共和国水法》《中华人民共和国防洪法》《中华人民共和国防汛条例》《中华人民共和国抗旱条例》等相关法律法规及《长江流域综合规划(2012-2030年)》《长江流域防洪规划》《长江洪水调度方案》,为统筹协调长江上游水库群防洪抗旱、发电、航运、供水和水生态与水环境保护等方面的关系,充分发挥水库群综合利用效益,编制本方案。 本方案旨在统筹各水库(含水电站、航电枢纽,下同)所在河流防洪、水量调度与长江中下游防洪、水量调度关系,在流域遭遇大洪水时,充分发挥水库群对长江流域的整体防洪作用;实施有序逐步蓄水,提高水库群整体蓄满率,同时尽量减少集中蓄水对水库下游河段或长江中下游带来的不利影响;有效应对流域特枯水等突发事件。 一、纳入联合调度范围的水库 长江宜昌以上为上游,集水面积约100万平方公里。国家对长江上游规划了长江三峡、金沙江溪洛渡、向家坝等一批库容大、调节能力好的综合利用水利水电枢纽工程,水库群总调节库容1000余亿立方米、预留防洪库容500余亿立方米。2015年前可以投入运用且总库容1亿立方米以上的水库近80座,总调节库容600余亿立方米,防洪库容约380

亿立方米。 原则上,长江上游干支流总库容在1亿立方米以上的重要水库均应纳入水库群防洪和水量统一调度范围,但综合考虑上游水库的建设规模、防洪能力、调节库容、控制作用、建设进度等因素,纳入2014年度联合调度范围的水库包括:金沙江梨园、阿海、金安桥、龙开口、鲁地拉、观音岩、溪洛渡、向家坝,雅砻江锦屏一级、二滩,岷江紫坪铺、瀑布沟,嘉陵江碧口、宝珠寺、亭子口、草街,乌江构皮滩、思林、沙沱、彭水,长江干流三峡等21座水库(详见附图1及附表1),其中沙沱、草街两水库为首次纳入,金沙江梨园、观音岩两水库计划今年汛末下闸蓄水也一并纳入。 二、调度原则与目标 (一)调度原则 1、正确处理水库群防洪与兴利、局部与整体、汛期与非汛期、单库与多库等重大关系。通过水库群联合调度,实现流域上下游协调、干支流兼顾,保障流域防洪安全、供水安全、生态安全,充分发挥水库群综合效益。 2、坚持兴利服从防洪、电调(航调)服从水调的原则。各水库应按照《长江流域综合规划(2012-2030年)》和《长江流域防洪规划》的要求,汛期留足防洪库容,防洪和水量调度服从有调度权限的防汛抗旱指挥机构的统一调度。 3、长江上游水库群实行水库管理单位、省(市)防汛抗旱指挥部(以下简称“省(市)防指”)、长江防汛抗旱总指挥部(以下简称“长江防总”)、国家防汛抗旱总指挥

水库生态调度

水库生态调度 1.水库生态调度的基本内容 (1)一般来说,水库调度就是利用相关枢纽工程,根据当地的水文条件以及其他因素,进行综合控制水资源利用的技术手段,它对现实当中的水资源控制是很有用的。 (2)水库调度的任务:水库具有调节天然径流的作用,它不仅能防洪、灌溉,为城市提供优质水量,为工业提供廉价的电力,为交通提供经济的水运,为渔业提供丰富的水产,而且能为居民创造优美的环境,做到一库多用,充分发挥水资源的综合效益。 (3)水库调度的基本原则:在确保水电站大坝工程安全的前提下,分清发电与防洪及其他综合利用任务之间的主次关系,统一调度,使水库综合效益尽可能最大。当大坝安全与满足供电、防洪等要求有矛盾时,应满足大坝安全;当供电的可靠性与经济性有矛盾时,应先满足可靠性[1]。 2.现行的水库生态调度方式 目前,我国的水库调度主要是围绕防洪、发电、灌溉、供水、航运等综合利用效益所进行的。依据水库既定的水利任务和要求而制定的蓄泄规则,就是我们通常所说的水库调度方式。现行水库调度方式主要分为两大类,即防洪调度与兴利调度。 (1)防洪调度的主要任务是确保水库大坝安全和处理防洪与兴利的矛盾,利用水库的滞洪、错洪作用,有效地拦蓄洪水,消减洪峰流量,

保证汛期下游人民生命财产的安全。对于不承担下游防洪任务的水库而言,防洪调度的主要任务是在确保水库大坝安全的前提下充分发挥水库兴利效益;对承担下游防洪任务的水库,防洪调度的主要任务是在确保水库大坝安全的前提下处理好防洪与兴利之间的矛盾。 (2)兴利调度是指利用水库重新分配天然径流,以达到满足各兴利部门用水需要的目的。兴利调节计算的任务是在已知河川径流过程及用水要求的前提下,对研究时期的各个计算时段内水库的水量供需平衡进行计算,求出供水量、水电站出力、水库水位、蓄水量等水利水能要素的时间过程。一般是在非汛期,按照水库所承担兴利任务的重要程度,合理分配水资源,谋求经济效益最大化的调度方式。

水库生态调度研究动向与发展趋势

水库生态调度研究动向与发展趋势 水资源研究所游进军、魏传江、季海萍、杜明月 1 水库生态调度 水库的建设使人类能够对水资源进行更为有效的管理和充分利用,但水库为人类带来巨大社会经济效益的同时,不可避免地对河流生态环境系统造成胁迫。筑坝建闸破坏河流的连续性,水库调蓄将周而复始的洪枯演替均一化,河流形态多样性降低,由此引发了水温、流速、流量、泥沙、营养物质等生态因子的较大改变,在很大程度上破坏了河流自然水文情势,导致了一系列河流生态恶化事件的出现(Whiting P J,2002)。笼统地反对建设水库不仅带有“因噎废食”的片面性,也不符合中国经济社会发展的实际需要,如何在满足人类发展需求和河流生态环境系统健康两者之间寻找平衡点迫在眉睫。 “生态调度”通过改变水库调度方式弥补或缓解水库对生态环境的影响,已成为现阶段减轻水库对河流健康负面影响的研究热点与重点。国内外学术界尚未对“生态调度”给出明确的定义,国外学者的理解更接近于“生态修复”,国内学者也有各自不同阐述。蔡其华(2006)提出生态调度应在满足坝下游生态、库区水环境保护要求基础上,充分发挥水库社会经济功能,使水库对河流生态环境的负面影响控制在可承受范围内并逐步修复生态环境系统;董哲仁(2007)认为生态调度是在实现防洪、发电、供水、灌溉、航运等社会经济多目标的前提下兼顾河流生态需水的水库调度方法;胡和平(2008)认为水库生态调度就是要在实现基本的生态环境目标的前提下,发挥水库的社会经济效益,但是其大前提是保证人民群众的生命财产安全和正常的生活;梅亚东(2009)给出了生态与环境调度的概念,认为在研究调整水库的调度方式减轻筑坝对生态环境的负面影响的过程中,应该把环境和生态区分开来进行,环境调度以改善水质为主要目标,生态调度以水库工程建设运行的生态补偿为主要目标,两者相互联系并各有侧重。各方认识虽不一致,但其核心是在水库运行和管理过程中考虑生态因素,通过调整水库现有的调度与运行方式最大程度地满足河流生态环境需水。 2 调研背景概述 20世纪70年代以来,国外学者针对水库引起的生态环境问题就已开展全面系统的研究,生

水电站群联合优化调度系统

水电站群联合优化调度系统 技术简介 1.技术原理 用数学模型及方法解决水电站群优化调度应用问题,从科学问题出发,在技术系统的支撑下展开研究。对流域实测径流资料进行水文分析,对各电站基本参数进行拟合及整理;建立流域水电站群梯级优化调度模型,分析水电站群发电优化调度结果及进行调度规则研究,开发流域水电站群联合优化调度系统。 2.技术特点 首次在水库调度系统中引入大规模非线性优化求解软件GAMS,首次提出基于可行空间搜索的改进遗传算法;不仅在算法上解决了水库群优化调度“高维”问题,还开发了水库任意选择、灵活组合的复杂水电站群梯级联合优化调度系统。 3.解决的具体问题 ①以梯级水库群发电优化为主建立多目标数学模型,在兼顾多方利益条件下实现整体发电效益最大化。②开发“基于可行空间搜寻遗传算法”,实现对传统遗传算法的改进和创新。③采用“基于GAMS非线性规划法”,首次将GAMS软件应用于求解梯级水库群优化调度模型,实现了梯级水库群的多目标寻优。④实现了调度系统中水库的勾选,有效解决了水电站群水量利用效益最大化和流域不同投资主体水电站效益最大化的矛盾。⑤软件系统开发了常规、优化调度6个核心算法,提供多种调度依据。 技术指标 (1)以水库群发电量最大为主构建多目标决策数学模型。 (2)将GAMS软件首次应用于求解梯级水库群优化调度模型,应用可行空间搜索技术对遗传算法进行改进,有效解决梯级水库群的多目标求解问题。 (3)技术研究算法和系统软件开发分别在相关查新机构进行科技成果查新3次。(4)研发了基于非线性模型算法的水库群优化调度系统,取得计算机软件著作权3项。 (5)在重点期刊发表论文5篇,相关专利申请4项。 (6)经鉴定会专家鉴定,项目创新性突出,研究成果整体达到国际先进水平,其中,基于可行空间的优化搜索技术国际领先。 (7)该系统技术可平均提高流域水电站群总发电量2%~20%,对流域集控中心和各电站而言增加发电收益,对于电网公司可减少购电成本。 技术持有单位介绍 中国水利水电科学研究院隶属中华人民共和国水利部,是从事水利水电科学研究的公益性研究机构。历经50余年的发展,已建设成为学科门类齐全、人才优势明显的国家级综合性水利水电科学研究和技术开发的中心。 主要研究领域覆盖了水文学与水资源、水环境与生态、防洪抗旱与减灾、水土保持与江湖治理、农村与牧区水利、水利史、水力学、岩土工程、水工结构与材料、工程抗震、机电、自动化、工程监测与检测、风能等可再生能源、信息化技术等多个学科方向。 多年来,主持承担了一大批国家级重大科技攻关项目和省部级重点科研项目,承担了国内几乎所有重大水利水电工程关键技术问题的研究任务,取得了一大批原创性、突破性科研成果。

水库优化调度方法研究分析

水库优化调度方法研究分析? 崔瑞红,董增川 (河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京 210098) 摘要:水库优化调度对水资源的合理利用具有很重要的意义,本文从其调度所采用的优化方法方面分析了国内外水库优化调度的研究的进展。对几种代表性的方法在水库优化调度中的应用列表分析比较,最后对今后水库优化调度方法的研究发展作了展望。 关键词:水库优化调度,优化方法 1 概述 水库优化调度是一个多阶段决策过程的最优化问题, 是在常规调度和系统工程的一些优化理论及其技术的基础上发展起来的。其基本内容可描述为:根据水库的入流过程,遵照优化调度准则,运用最优化方法,寻求比较理想的水库调度方案,使发电、防洪、灌溉、供水等各部门在整个分析期内的总效益最大。通过水库优化调度,可以解决各用水部门之间的矛盾,经济合理地利用水资源及水能资源,因而,在现今我国乃至世界水资源贫乏、开采利用不合理的情况下,水库优化调度具有非常重要的意义。开展水库的优化调度研究工作,提高水库的管理水平,几乎在不增加任何额外投资的条件下,便可获得显著的经济效益。 关于水库优化调度的研究最早从20世纪40年代开始,美国人Mases于1946年最早将优化概念引入水库优化调度。国内的相关研究则是从上世纪60年代起步。华中科技大学的张勇传是国内水库优化调度的开拓者。这些年,随着系统工程优化理论和数学规划理论的日臻完善,随着计算机技术在这两大领域的应用,水库优化调度的方法也愈加丰富。从径流描述上分,一般可分为确定型和随机型两种;从所包含的水库数目划分,可分为单库优化调度和水库群优化调度两方面;另外,赵鸣雁等人从库群目标函数和相应的约束条件方面把水库优化调度划分为:显随机优化方法、隐随机优化方法、多目标优化模型、有预报的实时控制、启发式规划模型以及其他模型六种。单从优化调度所采用的优化方法划分,一般可分为线性规划、非线性规划、动态规划、多目标优化和大系统协调法、新算法等。本文从其用的优化方法方面进行总结和评述。 2线性规划非线性规划方法 2.1线性规划 线性规划是水库优化调度中较简单且应用广泛的规划方法。这种方法不需要初始决策,结果收敛于全局最优解,在大规模问题的求解中用的较多。1973年,Windsor最早把线性规划应用于水库群的联合调度[1]。Needham等人于2000年将线性规划的混合整数规划方法应用于Lowa and Des Moins River的防洪调度,指出作随机评价时,该方法耗时很多[2]。国内的王厥谋(1985)建立了一个线性规划模型进行防洪优化调度。许自达(1990)用线性规划方法求解了并联水库群联合调度。线性规划法计算效率低,由于水库优化调度是非线性和随机性,当调度的目标函数和约束条件很复杂时,需先用其他方法将问题线性化再进行求解。 收稿日期:2006-04-14 作者简介:崔瑞红(1982—) 女(汉族) 山西人 硕士研究生 主要从事水资源规划与管理的研究

基于聚合模型的水库群引水与供水多目标优化调度

基于聚合模型的水库群引水与供水多目标优化调度 吴恒卿1,2 ,黄 强1,徐炜3,习树峰4, 5 (1.西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地,西安710048;2.深圳市西丽水库管理处, 深圳518055;3.重庆交通大学河海学院,重庆400074;4.中山大学水资源与环境系,广州510275;5.深圳市水务规划设计院,深圳518000)摘要:该文以深圳市城市供水系统中的公明供水调蓄工程为例,对区域水资源的合理配置和高效利用展开研究。工程中 公明水库被用作城市供水的储备水源,以防止连续枯水年份或发生水污染等严重事件对城市供水构成的巨大威胁。为此,充分考虑调蓄工程的供水运行特点,将调蓄工程中的水库群聚合为“虚拟水库”,并建立调蓄工程的引水与供水调度模型;调度模型以引水量最小和公明水库换水量最大为目标函数,采用多目标遗传算法NSGA-II 对引水与供水调度模型进行优化求解。在此基础上,采用模糊优选方法在Pareto 优化解集空间中寻找满意解,并选择3个代表解对调蓄工程的供水进行模拟。对比与分析模拟计算结果,表明优化调度模型能够高效利用外流域引水资源和提高公明水库的水量交换。关键词:水库;优化;模型;水库调度;聚合水库;供水;引水;NSGA-II 算法doi :10.11975/j.issn.1002-6819.2016.01.019中图分类号:TV697文献标志码:A 文章编号:1002-6819(2016)-01-0140-07吴恒卿,黄强,徐炜,习树峰.基于聚合模型的水库群引水与供水多目标优化调度[J].农业工程学报,2016,32(01):140-146.doi :10.11975/j.issn.1002-6819.2016.01.019https://www.360docs.net/doc/77672286.html, Wu Hengqing,Huang qiang,Xu Wei,Xi Shufeng.Multi -objective optimal operation for multi -reservoirs for water diversion and supply by using aggregation model[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineeri ng (Transactions of the CSAE ), 2016,32(01):140-146.(in Chinese with English abstract)doi : 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.01.019https://www.360docs.net/doc/77672286.html, 收稿日期:2015-09-18修订日期:20152015-11-16基金项目:国家重大基础研究973(2011CB403302-2);国家自然科学基金(51179148);重庆市前沿与应用基础研究计划(cstc2015jcyjA0601)作者简介:吴恒卿(1976-),男,广东雷州人,高级工程师,在读博士,主要从事水资源系统工程研究。西安西安理工大学,西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地,710048。Email:waterwu2004@https://www.360docs.net/doc/77672286.html, Vol.32No.1Jan.2016 第32卷2016年农业工程学报 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering 第1期1月0引言 随着社会经济和人口的高速增长,城市供水需求不 断增大,而当地水源已不能满足用水需求,大部分大型城市面临发展性缺水、季节性缺水和水质性缺水的问题,外流域引水成为支撑城市发展的重要方式。跨流域引水工程则是改善城市用水现状,平衡地区水量分布不均的重 要手段。无论是本地水资源还是跨流域引水, 科学的管理和优化配置是水资源高效利用的基础[1-2]。 目前,国内外针对地区性供水系统的管理已有较多的研究成果。20世纪60年代科罗拉多大学针对需水量的估算及满足情况进行研讨,是水资源配置思想的最早体现,也是国外水资源优化配置研究的起点。1997年Dudley 和Zheng [1]将农作物生长模型和二维状态变量的随机规划模型相结合,该研究成果以模拟优化的方式对季节性灌 溉用水进行合理分配。随后,Willis 和Simonovic [2]以供水费 用最小和最小缺水损失为目标,采用线性规划模型建立地表水库和地下水库的联合优化模型,研究成果对提高该地区的水资源利用程度起到明显的效果。近年来,Helen 等[3]结合新兴的GIS 技术建立了基于风险优先级的水资源模拟系统(risk -based prioritisation system ,RBPS ),在此基础上进行了流域水资源配置研究的尝试。在国内,水资源分 配研究主要围绕水库的优化调度,其中贺北方等[4]对水库群的多目标最优控制模型和方法进行研究,在此基础上对灌区渠系优化配水进行研究。近年来随着中国经济的不断发展,城市及农业供水问题越来越突出,已有大量研究针对城市供水、农业灌溉排水和水质水量等相关问题进行深入研究[5-8]。 在上述研究中,大部分研究主要着眼于本地水资源的优化配置,然而跨流域调水系统通常涉及多个水库,水库群之间科学合理的引水、供水对整个系统的优化运行起着至关重要的作用。在跨流域调水工程的研究中,主要以受水水库目标效益最大化或以从引水水库和受水水库整体效益最大来确定引水量及引水方式[9-10]。胡尧文等[11]采用并行调节和聚合分解法分析分析了简单跨流域调水工程的引水原则。闫春程等[12]以受水水库引水量最小为目标,并进行优化计算,建立了大伙房跨流域调水工程的引水优化调度模型。梁国华等[13]建立辽宁省东水西调工程的用水与来水间的相关关系。王国利等[14]在实时调度中对预报信息的可行性进行分析,进行了大伙房跨流域调水工程的调度。 水库群的优化调度对区域水资源的合理配置和高效利用起着关键作用,开展水库群的优化调度研究具有十分重要的理论意义和应用价值。目前,在深圳城市供水系统中东江引水成为主要水源,为防止连续枯水年份或发生水污染等严重事件对城市供水构成的巨大威胁,公明水库被用作城市供水的储备水源,因此本文以公明供水调蓄工程的引水和供水调度为研究对象。首先充分考虑 140

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