长江流域梯级水库生态调度管理体制探讨
第39卷第20期
2008年10月
人 民 长 江
Y ang tze R iver
V o.l 39,N o .20O ct .,2008
收稿日期:2008-07-20
基金项目:水利部公益性行业科研专项(200701010);长江科学院中央级科研院所基金项目(YW F 0714/ZY06);长江科学院博士
启动基金项目(Y JJ0644)作者简介:尹正杰,男,长江水利委员会长江科学院水资源研究所,工程师,博士。
文章编号:1001-4179(2008)20-0015-03
长江流域梯级水库生态调度管理体制探讨
尹正杰 黄 薇 陈 进
(长江水利委员会长江科学院,湖北武汉430010)
摘要:对国外通过制定与水相关的法律法规和采用行政手段进行水库生态调度管理的现状作了简要介绍。阐
明了长江流域梯级水库生态调度的背景与意义,分析了生态调度目前存在的问题和困难。认为建立科学合理的管理体制和机制是实施流域内水库生态调度管理的关键,对建立长江流域梯级水库生态调度的管理体制和机制提出了初步建议。
关 键 词:梯级水库;生态调度;管理体制和机制;长江流域中图分类号:TV 697.1 文献标识码:A
1 概述
长江流域水资源丰富,现已成为我国主要的水电开发基地,上游干支流已建、在建水库已初具规模,如三峡、雅砻江二滩、金沙江溪洛渡等控制性大型水库,未来还有一大批梯级水库规划待建。一方面,梯级水库建设会带来巨大的防洪、发电、供水等社会经济效益;另一方面,如此密集的水库建设也将会对长江流域生态环境产生一系列深远影响。Pe tts(1984年)指出,在河流上大规模筑坝建库,是河流生态环境受人为影响最显著、最广泛的事件之一[1]。众多研究认为,水库建设运行影响河流泥沙、水质,改变河流天然水文情势,造成河流生态系统多样性的下降[2~4]。近些年,水库大坝对河流生态环境的影响得到了政府和社会公众的广泛关注。人们期望水库调度在满足防洪兴利功能的同时,也能考虑河流生态方面的需求,由此对水库提出了实施生态调度的要求。生态调度主要着眼于解决当前突出存在的水生态环境问题,通过调整和优化水库调度方式,将生态需求的水库调度方式与水库常规调度相结合,在尽可能减小水库防洪兴利效益的条件下,减缓与补偿水库运行的生态影响。从维护健康长江的角度,通过水库调度、特别是控制性大型水库的调度,能在一定程度上满足河流的生态需求,减缓水利工程的生态环境影响。在水库常规调度的基础上,水库生态调度逐渐被提到议事日程上来,成为流域水资源管理的一个重要内容。长江水利委员会主任蔡其华(2006年)在分析了长江流域现行水库调度方式存在问题的基础上,指出完善水库调度方式要 统筹防洪、兴利与生态,运用先进的调度技术和手段 ,使水库对坝下游的生态和库区水环境造成的负面影响控制在可
承受的范围内,并逐步修复生态与环境系统![5]。长江不仅维系着流域社会经济发展的资源需求,同时也为众多珍稀特有生
物提供了不可替代的生境。长江流域内生态保护区、生态环境敏感脆弱区众多,需要慎重处理好开发利用与生态环境保护的关系。生态调度作为现行水库调度方式的补充与完善,能弥补一直以来水库调度忽略生态的缺陷,对于维持健康长江、促进水资源持续利用具有重要意义。目前,在技术层面上,有关生态调度的研究已经有一些成果,但在操作实施方面,长江流域梯级水库生态调度还处于刚起步阶段,需要逐步建立健全生态调度的管理体制和运行机制。
2 国外生态调度管理
虽然没有明确提出生态调度的概念,但国外很早就开始了
通过调整改变水库运行方式、恢复河流生态的实践。1991~1996年,美国田纳西流域管理局(TVA )以下游河道最小流量和水质为指标,对20座水库的调度运行方式进行了优化调整。2004年,TVA 董事会批准了一项新的水库系统调度政策,这项政策将田纳西流域水库调度的视点,从简单的水库水位调节转移到运用水库调节,并以此来管理整个河流系统的生态需水量。美国联邦能源委员会(FERC)1996年通过对所管辖的发电水库重新颁发运行许可证,要求针对生态环境影响制定新的水库运行方案,包括提高最小泄流量、增加或改善鱼道、周期性大流量泄流和陆域生态保护等,否则水库将不能获得许可证更新。2002年,美国的另一联邦水库管理机构?陆军工程师兵团也明确要求将河流生态用水作为约束条件加入水库的运用方案,并结合部分水库展开了试点工作。澳大利亚2001年制定了一套
人 民 长 江2008年
国家为生态系统提供水量的原则!,指出如果分配给生态环境的水量不足以阻止生态损坏的发生,将实行河流引水量的封顶,即限制水库的蓄水和引水。该原则已在墨累?达令河流域水库管理中得到实际应用。
依靠法律法规和采用行政手段是这些国家进行水库生态调度管理的办法之一,如美国的#清洁水法?、日本1997年修订的#河川法?、南非1998年通过的#南非国家水法?等法律中,都包含对河流生态环境保护的内容。目前我国相关涉水法律法规对河流生态保护方面的规定还不够,即还不足以为水库生态调度管理提供法律依据。除需逐步加强立法建设外,当前我国生态调度管理必须依靠强有力的行政手段。
3 我国生态调度面临的问题
我国梯级水库的设计、运行主要是考虑防洪、发电、供水等功能,由于一直以来对河流生态和河流健康的认识不够,当前对大多数水库的调度管理很少考虑河流生态方面的需求。生态调度从理解认识到贯彻实施还存在相当的困难,主要表现在以下几个方面:
(1)缺乏对生态调度的背景、理念的认识。当前,对于很多水库管理单位来说,生态调度还是一个比较新的概念,沿用传统的水库调度理念,大多数单位对水库的管理仅着眼于本水库的局部利益,缺乏对流域水资源和生态背景的宏观认识,在水资源开发利用中,忽视了对资源和环境的保护,不关心流域面临的生态环境问题,缺乏对生态调度背景与意义的认识。
(2)利益冲突、缺乏补偿机制。生态调度与水库常规兴利调度存在矛盾冲突,特别是当水库为了生态需求维持一定基流、或额外供水,或为了生态目的调整水库的蓄泄过程,而这些又会直接影响到水库的兴利效益时,由于缺乏补偿与经济激励,水库管理者没有生态调度动力。此外,生态调度的受益主体难以明确界定,存在外部性,使补偿困难。
(3)责任主体不明、缺乏协调。实施生态调度,往往需要上下游、干支流梯级水库的协作与联合。由于目前各水库对生态调度缺乏统一的调度方案,没有明确的责任分摊,一旦对梯级水库提出生态调度需求时,可能会发生各水库相互推诿的情况,影响生态调度的实施,也会挫伤水库生态调度的积极性。
(4)缺乏强制力。当前,生态调度对许多水库而言还停留在口号层面上,而在法律法规层面,流域和区域水行政机构对生态调度都没有提出明确的制度要求,不像防洪调度那样有比较硬性的规定。生态调度的执行在一定程度上依赖于水库管理方的认识和觉悟,因而使生态调度缺乏制度保障。
4 建议
随着长江干支流梯级水库的日渐增多,对长江流域水资源的调节能力也在不断加强,对梯级水库(特别是控制性水库)运行调度进行管理越来越成为流域机构对水资源实施管理及保护的重要手段,同时,流域机构也迫切需要加强对梯级水库运行调度的管理,否则其水资源管理的职能将被削弱,甚至架空。除防洪外,目前流域机构并没有专门针对流域水库运行调度的管理法规,也缺乏相应的管理机构设置。对于生态调度,与防洪调度一样,属于水库公益性的社会服务功能,在目前流域生态保护相关法律法规滞后、缺失的情况下,必须强化流域机构在涉及流域整体的重大生态问题方面对流域内控制性梯级水库的统一管理,依法界定流域机构和各水库实体在不同情况下的调度权限,合理划分管理职责,逐步建立起责权清晰、运转协调的梯级水库管理体制和工作机制;同时应加强与河流生态保护相关的法规制度建设、科学研究与舆论导向的宣传。
4.1 明确生态需求
河流生态需求是生态调度的基础。由于生态问题复杂,在要素上涉及水文、泥沙、水质、水生生物等诸多方面;在范围上涵盖上游保护区、中游湖泊湿地以及下游河口,需全方位、多层面调查收集长江流域生态环境资料,并组织多部门、多学科的交叉研究,提出长江流域分阶段的生态调度需求。现阶段宜突出重点,着重针对公众比较关注的生态问题。从目前的认识层面来看,长江流域水库生态调度将主要考虑以下生态需求[5,6]:
(1)维持水库下游河道基本生态用水;
(2)模拟自然水文情势,为河流重要生物产卵、繁殖和生长创造适宜的水文水力条件;
(3)防止库区富营养化和应对突发水环境事件;
(4)恢复、增强江湖水系连通性。
针对上述生态需求,流域管理机构应协调各水库管理单位制定具有可操作性的生态调度实施方案。
4.2 理顺管理体制
由于生态调度与水库常规兴利调度之间存在一定冲突,牵涉多方面的利益,且生态调度问题复杂,涉及层面较多,所以需要强化流域水行政机构对生态调度的统一管理职能,并协调组织多个相关部门共同参与管理。在管理体制上,建议成立以流域水资源保护部门牵头,由长江水利委员会相关职能局、流域内各省(直辖市)水利部门、水资源保护部门、渔业水产部门、航运部门、电网公司、水电开发集团(水库管理单位)、生态环境研究机构、社会团体等重要利益相关方共同参与组成的流域生态调度管理办公室(如图1)。流域机构应授予该办公室生态调度管理的权利,并由流域机构主要领导出任生态调度管理办公室主任。流域生态调度管理办公室由常设人员和非常设(外聘)人员构成,组织研究并提出科学合理的长江流域梯级水库生态(联合)调度方案,根据流域内主要控制性梯级水库的设计运行参数、所处的地理位置,确定各控制性水库在生态调度方案中的地位、作用和责任分摊。在流域出现重大生态需求时,如在重要生态敏感期(如鱼类产卵期)和生态敏感区(如生态保护区、水库库区、中下游湿地、长江河口等)或在出现突发性水环境事件的情况下,流域生态调度管理办公室应负责组织、管理和监督流域控制性梯级水库的生态调度。
常规情况下,各梯级水库有自行调度的权限,但在流域出现重大生态需求时情况下,流域生态调度管理办公室可通过行政职能直接干预指导水库调度,以保障流域梯级水库生态调度的顺利实施。该办公室由流域水行政机构授权并受流域机构直接领导,协调组织多部门参与水库生态调度决策管理。管理事务主要包括:研究制定生态调度的规程规范、流域重大生态环境问题辨识、提出重要区域和节点的生态监测需求、组织开展相关的生态调度科学研究、生态调度信息的公示与发布等。
4.3 健全管理机制
为保障梯级水库生态调度的实施,在逐步建立流域生态调度管理体制的基础上,还必须辅以科学合理的运行管理机制,主要涉及行政、经济、技术等方面,包括补偿机制、参与协商机制、信息共享机制、监测反馈机制等。
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第20期 尹正杰等:长江流域梯级水库生态调度管理体制探讨
4.3.1 补偿机制
当梯级水库实施生态调度时,在保证防洪、下游用水和生态环境用水等公共利益的条件下,可能会使单个水库的多目标利用效益受到影响和损失。为了保障长江流域水库生态调度的顺
利实施,需要建立水库生态调度的补偿机制,提出生态调度的补偿原则、补偿标准、补偿方式等,以缓解生态调度与常规兴利调度的矛盾,以及生态联合调度中不同水库实体间的利益矛盾。生态调度补偿方式主要考虑政府补偿、直接经济补偿、水力补偿
和电网补偿。
图1 长江流域梯级水库生态调度管理体制
4.3.2 参与协商机制
生态调度要求从流域整体的高度来看待对水库的调度,常常需要对上下游梯级水库进行统一管理,因此必然涉及到多层次的利益关系,如区域之间的、水电开发集团之间的、水库之间的利益矛盾。在梯级水库实施生态调度的过程中,流域水库系统中的每个水库主体应根据其功能定位,其权益在联合调度中应该得到同等的尊重;在协调水库局部利益与整体利益、短期利益与长期利益时,应该本着相互尊重的原则充分协商,争取在各方面均达成共识。建议由流域管理机构在生态调度方案制定前组织由各方代表参加的协商会。
4.3.3 信息共享机制
科学的生态调度决策离不开对流域生态环境现状及发展趋
势的全面掌握,由于长江流域地域辽阔,涉及多地区、多部门,各方面的生态环境信息分散,加之各部门、区域从自身利益出发垄断和封闭信息,无法实现信息的交流与共享,致使整个流域的水文、地貌、生态等信息缺乏整合,这些必然会限制流域梯级水库生态调度的有效实施。因此,需要建立起流域集成的公共信息平台,以实现流域信息资源的融通与共享。
4.3.4 监测反馈机制
限于目前对生态调度的认识和理解,生态调度可能达不到
预期的效果,甚至还可能会出现反面的效果。因此需要加强对生态调度实施后的监测与评估,建议在流域重要和敏感的生态区域设置生态观测节点,采集第一手的数据资料;并且鼓励社会公众和利益相关方参与监督,通过对生态调度后果的实际资料的监测和公众反馈,不断调整流域生态调度方案,从而使生态调度日臻完善。
5 结语
长江是我国第一大河,为流域社会经济发展起到了支撑作用。近些年,随着对长江流域开发力度的加大,特别是上游梯级水电开发,加之对水资源的保护工作做的不够,致使长江流域生态环境整体呈退化的趋势,且局部地区(如岷江)生态环境恶化。在这样的背景下,人们希望长江梯级水库除发挥防洪、兴利的功能以外,还能发挥生态调度的积极作用,以减缓长江流域目前存在的生态环境问题。对于生态调度,一是由于它与水库常
规调度存在冲突;二是长江流域梯级水库分属不同的业主,而生态调度却需要上下游、干支流水库的协调统一,所以相对技术问题而言,长江流域生态调度的管理问题更困难[7]。健全相关法律法规、建立科学合理的管理体制和机制,是顺利实施长江流域梯级水库生态调度的关键。本文对此只是做了初步的探讨,今后还要进一步加强这方面的研究与实践工作。
参考文献:
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(编辑:赵秋云)
%简讯%
南水北调中线京石段建成通水3亿m 3
清水入京
2008年9月28日,南水北调中线京石段应急供水工程(以下简称京石段工程)建成通水仪式在河北省和北京市交界的北拒马河暗渠工程现场举行。河北省岗南、黄壁庄两水库的水经南水北调中线京石段工程抵达北京,这标志着南水北调工程建设取得阶段性成果,中线京石段工程开始运行并发挥效益。京石段工程除近期担负向北京应急供水任务,还将担负南水北调
中线一期工程全线贯通后的输水任务。本次河北省水库从9月18日起开始放水,预计到明年3月10日结束,共174d ,共调水3亿m 3。北京市预计收水时间将持续到2009年3月底。河北水到达北京后,输水流量约为12~17m 3/s ,每天进京水量大约为130万m 3。
(长江)
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水库调度方案 (4)
水库防洪调度方案 1、总则 1.1防洪调度的目的防洪调度是一具有多目标、多属性、多层次、多阶段的复杂决策过程，由于不确定性因素存在又决定了防洪调度决策具有实践性、社会性、时效性、风险性很强的突出特点。调度就是根据来水和安全、兴利的关系进行优化运用，确定合适的控制指标，在确保安全的前提下发挥最好的经济效益和社会效益。防洪调度是指安全控制运用这个方面。对某个水库来说，其防洪标准确定之后，实际防洪能力是随工程情况而变的，所以每年汛前要认真检查，以确定当年的运用计划。 防洪调度原则 1、在确保安全的前提下，充分发挥工程效益，协调好上下左右，防洪与灌溉的关系，以确定最优的防洪、兴利水位和运用方式。 2、防洪能力未达到设计标准或水库枢纽工程有险情不能正常运用时，须限制蓄水位预留防洪库容。 3、对校核标准洪水，或可能遭遇的超标准洪水，每个大小水库都要提前落实保坝措施，做到心中有数。 4、在灌溉方面要充分发挥灌区内联合工程调度编制合理可靠的防洪调度方案及计划；对于以水库为主组成的防洪系统，需要编制防洪统一联合调度方案，作为指导水库防洪调度的依据。水库必须严格按照预先制定的防洪调度方案进行运行，才能确保水库
工程的安全及有效地发挥水库的防洪及兴利效益。调度原理利用水库防洪库容调蓄洪水以减免下游洪灾损失的措施。水库防洪一般用于拦蓄洪峰或错峰，常与堤防、分洪工程、防洪非工程措施等配合组成防洪系统，通过统一的防洪调度共同承担其下游的防洪任务。用于防洪的水库一般可分为单纯的防洪水库及承担防洪任务的综合利用水库，也可分为溢洪设备无闸控制的滞洪水库及有闸控制的蓄洪水库。规划防洪水库应在河流或地区防洪规划的基础上选择防洪标准、防洪库容和水库泄洪建筑物形式、尺寸及水库群各水库防洪库容的分配方案。防洪标准水库下游防护区的标准：一般应根据其重要性、不同标准洪灾的损失及政治因素等进行确定。当出现大于或相应于该标准的洪水时，水库应控制泄量使防护区的水位不高于保证水位或流量不大于安全泄量。水库本身防洪标准：从保证大坝安全出发，需要分别拟定水库防洪设计标准（正常运用）及校核标准（非常运用）。水库设计洪水，是在正常运用情况下确定水库有关参数和水工建筑物尺寸的依据。校核洪水是非常运用情况下校核大坝安全的依据。水库的防洪设计标准主要根据大坝规模、效益、失事后造成的严重后果等因素，按照有关的规程、规范选定，必要时可通过经济论证及综合分析确定。防洪库容的确定根据防护区的防洪标准求出防护区、水库及区间的设计洪水。通过调查研究确定有关防护区的保证水位及安全泄量。以安全泄量减去区间流量求出水库各时段允许的最大泄量。根据防护区离水库的远近、区间洪水特性、
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
梯级水库调度B S模式系统的设计与应用
Journal of Water Resources Research 水资源研究, 2015, 4(5), 416-423 Published Online October 2015 in Hans. https://www.360docs.net/doc/f114941822.html,/journal/jwrr https://www.360docs.net/doc/f114941822.html,/10.12677/jwrr.2015.45051 文章引用: 胡康, 谈德才, 范瑞琪, 陈华. 梯级水库调度B/S 模式系统的设计与应用[J]. 水资源研究, 2015, 4(5): 416-423. The Design and Application of Cascade Reservoir Control System Based on B/S Module Kang Hu 1, Decai Tan 2, Ruiqi Fan 3, Hua Chen 1 1 State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan Hubei 2Jiuzhaigou Hydropower Development Corporation, Aba Sichuan 3Chengdu Hydroelectric Investigation & Design Institute, Chengdu Sichuan Email: hukang_1993@https://www.360docs.net/doc/f114941822.html, Received: Sep. 11th , 2015; accepted: Sep. 25th , 2015; published: Oct. 9th , 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/f114941822.html,/licenses/by/4.0/ Abstract The development and application of the cascade reservoir control system based on B/S (Brower/Server) module are the current status and developing tendency. Based on the B/S three-tier structure and the “bottom-up” process, the cascade reservoir control system was designed and implemented by using these key technologies, such as Entity Framework, jQuery, Json, AJAX and so on. The cascade reservoir operation methods were integrated into the system by utilizing the dynamic library technique. The ap-plication at Baishuijiang watershed shows that it runs steady and friendly and has excellent expandabil-ity in other basin, which can greatly improve the controlling and operating efficiency of cascade reser-voir. Keywords Cascade Reservoir, Automation System, B/S, Implementation Strategy 梯级水库调度B/S 模式系统的设计与应用 胡 康1，谈德才2，范瑞琪3，陈 华1 1 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北 武汉 2九寨沟水电开发有限责任公司，四川 阿坝 3中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，四川 成都 作者简介：胡康(1993-)，男，汉族，湖北天门人，硕士研究生，从事水利信息化研究。
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”
水库调度的内容
水库调度的内容 1、简介 一种控制运用水库的技术管理方法。是根据各用水部门的合理需要，参照水库每年蓄水情况与预计的可能天然来水及含沙情况，有计划地合理控制水库在各个时期的蓄水和放水过程，亦即控制其水位升、降过程。一般在设计水库时，要提出预计的水库调度方案，而在以后实际运行中不断修订校正，以求符合客观实际。在制定水库调度方案时，要考虑与其它水库联合工作互相配合的可能性与必要性。 2、主要内容 水库调度是水库工程管理的主要环节之一。其内容包括：拟定水库调度方式、编制水库调度计划及确定各项控制运用指标、进行面临时段的实时调度等。 3、理论与方法 水库调度的理论与方法是随着20世纪初水库和水电站的大量兴建而逐步发展起来的，并逐步实现了综合利用和水库群的水库调度。在调度方法上，1926年苏联Α.Α.莫洛佐夫提出水电站水库调配调节的概念，并逐步发展形成了水库调度图。这种图至今仍被广泛应用。50年代以来，由于现代应用数学、径流调节理论、电子计算机技术的迅速发展，使得以最大经济效益为目标的水库优化调度理论得到迅速发展与应用。随着各种水库调度自动化系统的建立，使水库实时调度达到了较高的水平。中国自50年代以来，水库调度工作随着大规模水利建设而逐步发展。目前，大中型水库比较普遍地编制了年度调度计划，有的还编制了较完善的水库调度规程，研究和拟定了适合本水库的调度方式，逐步由单一目标的调度走向综合利用调度，由单独水库调度开始向水库群调度方向发展，考虑水情预报进行的水库预报调度也有不少实践经验，使水库效益得到进一步发挥。对多沙河流上的水库，为使其能延长使用年限而采取的水沙调度方式已经取得了成果。由于水库的大量兴建，对于水库优化调度也在理论与实践上作了探讨。
基于总保证出力协调的梯级水库联合调度图
第３０卷第２期２ ０ １ ２年２月水 电 能 源 科 学 Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ＰｏｗｅｒＶｏｌ．３０Ｎｏ．２ Ｆｅｂ．２ ０ １ ２文章编号：１０００－７７０９（２０１２）０２－００４９－ ０５基于总保证出力协调的梯级水库联合调度图研究 黄春雷１，吴洪寿１，丁 杰１，余有胜１，邝录章２ （１．国网电力科学研究院南京南瑞集团公司，江苏南京２１０００３；２．五凌电力有限公司，湖南长沙４１０００４）摘要：针对具有龙头调节的多个季调节性能及以上水库构成的串联梯级水电站的联合调度问题，借鉴单库水库调度图制作思想，基于梯级总保证出力协调原则，提出了梯级水库联合调度图制定的基本原理，以梯级总电量最大化为目标探讨了梯级水库联合调度图的优化方法，并以沅水为例研究了梯级联合调度图。结果表明，该方法在梯级水头及水量充分利用、梯级相互补偿等方面作用显著，对提高梯级水电站的年均发电量和梯级总保证出力成效突出。 关键词：保证出力；梯级水库；联合调度图；水库调度规则 中图分类号：ＫＴ７１＋ ２；ＴＶ７４ 文献标志码：Ａ 收稿日期：２０１１－０５－２９，修回日期：２０１１－０７－ ２２作者简介：黄春雷（１９７３－），男，高级工程师，研究方向为水电及新能源运行调度，Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｕａｎｇｃｈｕｎｌｅｉ＠ｓｇｅｐｒｉ．ｓｇ ｃｃ．ｃｏｍ．ｃｎ 随着我国水电站建设的不断推进， 在许多流域上构成了具有密切水力联系的梯级水库群，且相当一部分为干流控制型龙头和下游多个有调节能力水库串联的梯级。对梯级水电站，尤其是具有多个季调节能力及以上水库构成的梯级水电站， 若能利用梯级水库调节能力的差异和当前蓄水状态的不同实现联合调度，可充分发挥水库间的补偿调节作用， 从而提高梯级水电站的发电量和保证出力。梯级水库联合补偿优化调度常采用两种方法：①建立梯级水库联合调度数学模型，直接采用数学优化方法进行计算，由于水库中长期径流预报精度不高，其优化成果实用性较低；②以长序列径流优化计算方法制定出水库水位、出库流量、决策出力等因子，通过回归分析建立调度函数来指导水库调度，但回归技术决定了该方法为经验成果，概念性不强，直观性差，可用性很低。 在水库实际运行调度中，水库调度图使用广泛［ １］，其制定原理反映了入库来水的运行规律，具有直观性好、操作简单、运行效果佳等特点。但目前我国绝大多数水库的调度图是单库的， 在梯级联合调度情况下，由于下游水库天然来水情况已被改变， 上游电站为了发挥对整个梯级的调节补偿，也不可能完全按最初单库设计的方式运行，各电站原有的调度图已不能满足当前梯级联合调度需求。因此，面临着制定梯级联合调度图以进一步提高梯级电站联合调度效益的问题，但国内对此 研究较少［２，３］ 。鉴此，本文从直观性、可操作性角 度，以梯级总发电量最大化为目标，针对具有多年调节能力的龙头和多个有调节性能水库构成的串联梯级水电站， 探索了基于总保证出力协调下梯级水库联合调度图的制作和使用方法，并在生产实际中进行了验证， 结果表明该梯级水库联合调度图对提高梯级水库的联合调度效益作用显著、成效突出。 １ 基本原理 １．１ 原则 借鉴单库调度图的制作思想，采用常规调度图与优化调度规则相结合的方式，以逐步优化逼近的方法解决具有龙头调节的多水库梯级联合调度图制作问题。在制作过程中遵循以下原则：①保证梯级各水库达到原有的设计防洪安全标准和满足综合利用需求；②充分发挥梯级龙头水库的调节作用，以梯级联合调度图指示出力作为协调整个梯级出力的依据；③发挥梯级水库间的补偿作用，减少水库的破坏深度和提高水能利用；④保留传统水库调度图大部分运行区域，采用符合传统习惯的水库调度图操作方式。１．２ 制定流程 梯级电站联合运行时，由于流域梯级水电站群间具有紧密的水力、电力联系，各级水电站发电效益受上、下游水电站的影响较大，下游水电站的调度用水直接受上游水电站的制约，而上游水电
水库群的梯级调度
洮河流域梯级电站水库群的联合调度模型 实施梯级水库的集中联合调度，主要目的在于提高了流域水能利用率，提高发电效率。 水库群的集中调度管理主要依靠“乌江流域卫星水情自动化系统”。 流域遭遇来水特枯年份，在上下游来水极不均衡情况下，不仅要实现流域各梯级电站的水库零弃水，而且还要完成集团公司下达的年度发电计划。 梯级电站水库特征水位表 3.4.2水库的特征水位 根据装机规模论证和水库回水特征，经调洪验算确定水库的特征水位为： 水库校核洪水位2004.0m 水库设计洪水位2002.00m 水库正常蓄水位2002.00m 水库汛期限制水位2001.00m（5～10月） 水库发电死水位2000.0m 3.4.3汛期库水位 本电站水库为日调节，其发电出力主要受来水流量控制，汛期来水量一般大于电站额定引用流量，水库汛限水位2001.00m。 当中、小洪水流量Q <603m3/s时，水库水位 2002.00m。 当洪水流量二十年一遇(P=5%) 1680 m3/s >Q≥603 m3/s时，水库水位 2002.00m。 当洪水流量2360m3/s(设计洪水)>Q≥ (P=5%) 1680 m3/s时，水库设计洪水位2002.00m。 当洪水流量Q>设计洪水2360m3/s时，水库水位由2002.00m逐渐上升到最高洪水位2004.00m，在任何情况下，水库水位不得高于2004.00m。 3.4设计标准及水库水位 3.4.1枢纽设计标准 正常蓄水位1968.80m，相应库容780万m3； 设计洪水标准为3.33%，设计洪水位1969.1m，相应洪峰流量2110m3/ s,相应库容1000万m3； 校核洪水标准为0.5%，校核洪水位1970.5m，校核洪峰流量3230m3/s，相应库容1362万m3；最低发电水位1966m。 3.4.2汛期库水位根据来水量规定如下： 流量为 20.00—632.00 m3/s时，水位1969.10—1968.50 m 流量为 632.00—1000.00 m3/s时，水位1968.50—1967.50 m 流量为1000.00—1500.00 m3/s时，水位1966.00—1967.00 m 流量为1500.00—2000.00 m3/s时，水位1965.00—1966.00 m 流量为2000.00—2500.00 m3/s时，水位1963.00—1965.00 m 流量为2500 m3/s以上时,水位不高于是1959.1 m，在任何情况下，库水位不得高于1970.50 m。
梯级水库防洪优化调度的动态规划模型及解法.doc
梯级水库防洪优化调度的动态规划模型及解法- 摘要：本文构建了梯级水库防洪调度优化模型，利用M法模拟了梯级水库中的水流动状态，模型是一种后效性的动态规划模型，探讨了对应的解法，指出一类简易的多维动态规划递推解法；而实例分析说明，模型具备一定的科学性，所取得的成果比较具有代表性，研讨出来的办法求解迅速，并且可操作性强，是一类高效的计算模式以及演算办法。 Abstract：In this paper，cascade reservoirs flood control scheduling optimization model is constructed，M method is used to simulate the water flow state of cascade reservoirs. This model is an aftereffect dynamic programming model. This paper discusses the corresponding method，points out a kind of multi-dimensional dynamic programming recursive solution. And the instance analysis shows that the model has certain scientific nature，the results of it are representative，the calculation method by the discussion is quick，and the maneuverability is strong. It is a kind of high efficient calculation model and calculation method. 关键词：梯级水库；优化调度；动态模型；规划；求解 0 引言 当前，中国已经建有各种水库8.6万个，大规模水库482个，中规模水库3000个。中国的大部分水库并不是独立的个体，而是融入梯级水库群里，可谓联系紧密。在梯级开发的流域内修筑一个新的建筑抑或采取一类防洪举措，都能对梯级水库群带去一定的改变。梯级水库构建完成以后，河流洪水的特征以及区
[规划模型,梯级,解法]梯级水库防洪优化调度的动态规划模型及解法
梯级水库防洪优化调度的动态规划模型及解法 摘要：本文构建了梯级水库防洪调度优化模型，利用M法模拟了梯级水库中的水流动状态，模型是一种后效性的动态规划模型，探讨了对应的解法，指出一类简易的多维动态规划递推解法；而实例分析说明，模型具备一定的科学性，所取得的成果比较具有代表性，研讨出来的办法求解迅速，并且可操作性强，是一类高效的计算模式以及演算办法。 Abstract：In this paper，cascade reservoirs flood control scheduling optimization model is constructed， M method is used to simulate the water flow state of cascade reservoirs. This model is an aftereffect dynamic programming model. This paper discusses the corresponding method， points out a kind of multi-dimensional dynamic programming recursive solution. And the instance analysis shows that the model has certain scientific nature，the results of it are representative，the calculation method by the discussion is quick，and the maneuverability is strong. It is a kind of high efficient calculation model and calculation method. 关键词：梯级水库；优化调度；动态模型；规划；求解 0 引言 当前，中国已经建有各种水库8.6万个，大规模水库482个，中规模水库3000个。中国的大部分水库并不是独立的个体，而是融入梯级水库群里，可谓联系紧密。在梯级开发的流域内修筑一个新的建筑抑或采取一类防洪举措，都能对梯级水库群带去一定的改变。梯级水库构建完成以后，河流洪水的特征以及区域构成都将产生改变，特别是在上游拥有调水功能的水库，洪水的时间、空间分布将产生颠覆性的改变。在工程的防洪设计的同时，假如工程上游拥有调水以及蓄水能力较强的业已修建完成抑或近段时间就要修建完成的梯级水库抑或梯级水库群，就要权衡到水库调节洪水的功用与对下游设计断面的作用。假如设计规划针对的是洪水调节功能健全的水库建筑，而且要担负下游防洪的职责；那必须研讨该建筑对下游防洪的效益。 1 水库防洪任务和目标 通常情况下，水库在汛期遇到洪水的时候防洪要分成三种：一种是工程自身的防洪需要，通常用坝前水位显示；一种是库区防洪需求，通常是由于库区淹水抑或库尾回水而引发，淹水范畴和水库坝前水位、入库流量相关，在库区防洪标准既定的情况下（相应的入库规划洪水给定），库区防洪也由坝前水位显示；一种是担负下游防洪区的防洪工作，一般是以河道安全泄洪量标识，抑或依照堤防安全高程和水位流量的相关数据，核算出河道安全流量。 并且，水库自身的防洪功能在全部水库中都能够体现，在上述三种防洪需求中，下游防洪工作应让水库尽可能频繁削峰，阻拦或储蓄洪水；库区以及大坝防洪需求，需要水库尽可能下泄，让坝前水位下降，保护水库库区淹水导致的财物耗损；并且腾出防洪库容，用来调蓄后续洪水。所以，两者有着一定的矛盾；另外，防洪级别不一而足，下游以及库区的防洪准则比大坝防洪准则要宽松，然而下游以及库区防洪标准孰高孰低，要根据实际状况确定。
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。
梯级水库防洪调度功能需求分析
梯级水库防洪调度功能需求分析 肖 燕 (贵州乌江水电开发有限责任公司,贵州省贵阳市550002) 摘要:梯级水库防洪调度系统是实现流域防洪调度的关键和核心。文中从应用角度出发,分析梯 级水库防洪调度的业务需求,提出梯级水库防洪调度系统须具有资料管理、仿真学习、调度计算、安全校验、分析会商等功能,总结出较为实用的水库调度方案制定流程为数据录入、分析试算、闸门反推计算、结果安全校验、成果表达,推进了梯级防洪调度系统的实用化、智能化。关键词:梯级水库;防洪调度;调度方案中图分类号:TV697.1 收稿日期:2009202226;修回日期:2009206230。 0 引言 中国是洪水灾害频繁的国家,水库作为具有调节作用的控制工程,通过削峰错峰和蓄洪对江河防洪具有突出的作用,是减少洪水灾害损失的有效措施之一[1]。为了充分发挥现有水库工程的防洪效益和提高水库防洪调度水平,近年来,梯级联合防洪优化调度已成为各大流域防洪研究的重点。大量新理论、新算法的出现极大地丰富了防洪优化调度的理论研究[2],取得了重要进展[325]。国内投入了大量人力、物力、财力进行防洪调度决策支持系统的研制开发[6],水库群的防洪调度应用研究逐渐进入实用阶段,如三峡—葛洲坝梯级枢纽常规水库调度系统、乌江梯级防洪优化调度系统、广东粤电水电厂群防汛 调度决策系统[7] 等都已在实际调度工作中应用。 现有的防洪调度软件功能主要有各种模式下的单库调洪计算、人机交互、方案管理等。梯级水库的防洪调度软件相对较少,防洪调度的理论研究与实践之间仍存在着差异,普遍存在实用化程度不高的问题。防洪优化调度软件实用化不够不是技术问题,而是管理问题,这是由软件的开发模式决定的———编程人员不应用,应用人员不编程。一般的防洪调度软件开发存在以下2个问题:一是软件开发之初对应用需求了解不够或考虑不周,限制了软件的使用;二是软件交付使用后,没有针对应用中发现的问题对软件进行持续不断的改进和完善。因此,建立适合流域特点、符合洪水调度决策规律的水库群防洪调度决策系统,快速、准确地为决策者提供科学决策支持信息,是国内各级防汛指挥部门普遍关注的重大工程课题[8]。明确梯级防洪调度工作的 应用需求,是本文的主要目的。 乌江水电开发有限责任公司(以下简称乌江公司)于2005年正式开展梯级水库调度工作,因梯级洪水调度明显较单库调度时复杂,新的调度需求逐渐凸现。建设功能全面,实用性强,能满足水库调度人员培训学习、防洪演习、提高调度水平的需要,又能在调度时全面提供各种调度分析信息,快速提供辅助决策的梯级防洪调度系统十分必要。 1 梯级水库防洪调度需求 梯级水库防洪调度的任务是,保证大坝及防护对象安全的前提下,提高电站经济效益,尽量避免和减少下游洪灾损失。在实际调度工作中,对于大洪水,关注重点是大坝本身和防护对象的安全;对于常遇洪水,更多关注充分利用洪水资源,尽量少弃水。 梯级洪水调度工作涉及信息多,范围广,面对不同的降雨等级、天气形势,不同标准的洪水、梯级水库调蓄能力,不同的电站运行情况,不同阶段有不同的调度需求,调度者须综合考虑,快速、科学地决策。 梯级防洪调度工作需求可归纳为6类:基本资料管理需求;模拟、学习、演习和总结需求;调度中的帮助需求;调度计算需求;调度成果的安全校验需求;会商分析需求。1.1 基本资料管理 基本资料指与梯级洪水调度工作相关的资料,应分类进行管理,便于调度者平时或调度方案制作时学习、查阅。基本资料管理主要包括以下内容: 1)水库基本资料管理。包括水库的特征水位、特征库容、水位—库容关系曲线、闸门的泄流曲线、闸门启闭原则、闸门启闭顺序、机组的综合特性曲线、限制出力曲线、机组的振动区资料以及各电站洪峰频率曲线等。 — 07—第33卷 第4期2009年8月20 日Vol.33 No.4Aug.20,2009
水库优化调度 结课论文
水库优化调度技术浅谈 摘要：随着我国各方面的迅速发展，大规模的水电站水库群逐渐形成，对其进行的综合调度与运行管理变的越来越复杂，其地位和作用也越来越突出。本论文着重介绍了水库优化调度的研究现状与发展趋势，以及存在的各种优缺点，将实际问题引入到水库调度问题中，探讨了水库综合利用的调度模式。 关键词：水库优化调度 1 引言 随着国家各方面的的迅速发展，大规模的水电站水库群逐渐形成，水库调度的地位和作用越来越突出，如何最大限度地发挥水库效益，一直是水库调度研究的主要方向之一。水库调度是根据水库所承担的水利水电任务的主次和规定的运用原则，凭借水库的调蓄能力，在保证大坝安全和防洪安全的前提下，对入库水量过程进行调节，实现多发电、提高综合利用效益的一种水库运用控制技术。水库综合利用涉及到发电、供水、防洪、防凌、航运等多种目标，同时由于参与水库调度的各部门之间存在着多种功能协同和利益协调关系，其功能交联及利益冲突现象严重，因此，如何在参与水库调度各部门的分管协调下，形成统一的、一体化的调度模式，是水库调度的重要议题之一。 水电站水库的运行情况与河川径流密切相关，河川径流的多变性和不重复性给水库运行调度带来很大困难。尤其是年调节水电站的水库，由于缺乏准确可靠的长期水文预报，在水库运用管理上往往容易造成一些不必要的失误。例如，在供水期开始，为了想多发电，水电站以较大出力工作，结果供水期还未结束，水库就可能提前放空，使电站在汛前一段时间里，以天然来水量发电，不能满足电站保证出力的要求，破坏了电力系统的正常工作。反之，在供水期开始，由于担心以后来水少，为避免正常工作遭破坏，水电站在整个供水期均按保证出力工作，结果在下一个汛期到来时水库可能仍未放空，汛期水库又很快蓄满，造成大量弃水，这样就不能充分利用水能。以上情况也可能同样会发生在蓄水期。 因此，水库调度在很大程度上依赖于未来径流情势，遗憾地是目前对未来径流尚无法准确预知。但是客观世界中的任何事物都具有一定的规律，可以认为，未来某个时段的径流情势是一个随机变量，对于某个调度期，可以根据各时段径流的概率分布，综合考虑防洪、蓄水、灌溉、城市供水与发电等各方面的要求，得到该调度期内预估的水库调度计划。这将涉及多个随机变量（每个时段径流均视为随机变量）的复杂运算。 对于梯级水库群来说，在忽略了蒸发、渗漏、区间入流等因素的影响下，下游水库的来水量应等于上游水库考虑流达时间后的泄水量。梯级水库群的调度不仅要考虑各时段径流的配合，还要考虑各水库之间的配合，才能在调度期内使所有水库的综合效益达到最大。梯级水库群的综合调度涉及了众多变量，对其进行调度相当复杂。目前对两级水库调度的研究比较成熟，多级水库的调度只能将其简化为两级水
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