水库调度运行

水库调度运行（共11篇）

水库调度运行 篇1

1 研究背景

宁波市周公宅水库工程位于甬江流域奉化江的重要支流之一的大皎溪上, 水库坝址以上控制流域面积132km2, 坝址多年平均流量4.7m3/s, 设计洪水流量2780m3/s, 总库容1.118亿m3, 防洪库容0.229亿m3, 设计洪水位237.7亿m3, 正常蓄水位231.13亿m3, , 台汛期限制水位227.13m, 发电死水位175.13m, 供水死水位145.13m, 电站装机容量12.6MW, 是一座供水、防洪结合发电的综合利用大型水利工程。经过水库多年的调度运行实践, 发现初步设计的常规水库调度方案不能有效满足新时期水库的调度运用要求, 为了更好的发挥水库的防洪能力和兴利效益, 亟需对水库原设计调度方案进行优化。

2 现在水库功能的转变与设计条件的关系

2.1 供水原则———以需定供

周公宅水库电站为年调节水库, 与下游皎口水库形成梯级, 通过联合调度, 可充分利用鄞江优质的水资源。实际水库调度中, 周公宅水库通过发电向下游皎口水库下泄水量, 由下游水库统一向宁波提供优质水约40万吨每天。非汛期以供水为主, 按照供水要求来发电放水, 及时补给下游水库的水量, 确保下游水库的供水水源。汛期以防洪为主, 在满足供水要求的前提下, 适当拦蓄洪水, 保证下游的防洪安全。

2.2 社会对供水保障率的期望为100%

社会对供水保障率的要求越来越高, 要求水库调度工作更加细致、准确。在确保水库防洪安全的基础上, 最大化的发挥水库的供水作用, 尽可能的提高供水保障率。

2.3 水库总体效益发展趋势

水库效益包括防洪、灌溉、航运、养殖、发电等等, 追求水库综合效益的最大化是水库调度运行的发展目标, 其中, 兴利效益的最大化是水库总体效益最大化的关键, 打破常规调度的束缚, 根据实践经验优化水库调度运行, 是满足水库兴利效益最大化的关键。未来水库综合效益的发挥将越来越重要, 这就对水库的实际调度运行提出了更高的要求。

3 新时期水库调度图的优化转变

3.1 常规调度图的局限性

常规调度图采用时历法编制, 根据水库不同水文年逐月入库径流及城市供水量、发电用水量, 进行逆时序操作, 分别得出宁波城市供水、发电用水保证线, 它们与水库死水位线、防洪限制线构成水库发电、供水调度图。库水位处在上基本调度线上时发加大出力反映了历时法保守的一面;库水位在下基本调度线上时发保证出力则反映了历时法风险性的一面。由于历史实测水文资料的有限性, 并不能完全反映流域水文特性的客观规律;因此利用有限的水文径流资料绘制的水库调度图有其局限性, 改进优化势在必行。

3.2 常规调度图的优化改进

用水库调度图指导水库运行时, 水库的放水策略是由时段初水库蓄水位按调度图指示值决定的;因此调度图上各调度线在时段初的取值是影响水库运行策略的关键。对水库发电、供水调度图的优化就是通过对汛期与非汛期时段初水库蓄水位的寻优实现的。

3.2.1 非汛期水库调度图的优化

非汛期雨量相对较少, 基本无大洪水发生, 常规水库调度图根据发电调度原则, 将水位分成三个区, 分别为保证出力区, 加大出力区和正常供水区, 严格控制水位变化, 实际水库调度运行则是根据下游防洪对象的需求进行发电供水, 故在汛期结束前, 确保后期再无大的洪水发生时, 采用预蓄法控制库水位上调, 提高水库蓄满率, 为非汛期用水提供保障。

3.2.2 汛期水库调度图的优化

长期以来, 常规调度图在水库调度运行过程中对汛限水位管理十分严格。如果水库防洪库容较小, 受汛期防洪限制水位的制约, 往往造成汛期较多弃水或谷电量增多, 大大降低了水库的兴利效益, 实际水库调度遵循多发峰电, 少发或尽量不发谷电、少弃水或尽量不弃水的原则, 故在主汛期来临前, 采用多发峰电来预泄水量, 控制水位下调至汛限水位以下, 在提高发电效益的同时, 为主汛期预留防洪库容, 有效的指导水库调度运行。

3.3 实例

按上述优化原则进行分析, 得周公宅水库原调度图和优化调度图, 如图1和图2所示。

从图1和图2对比分析可知:主汛初期水库水位由原调度227.13m降低到优化调度的221.13m;主汛期末水库水位由原调度227.13m降低到优化调度的231.13m;多年平均发电量由原调度为3587.3×104kw.h增加到3714.5×104kw.h;多年平均发电效益由原调度为1792.4万元增加到2280.4万元;年平均弃水量由原调度1250.1×104m3减少到980.7×104m3;供水保证率由原调度的95%增加到98%。

优化后的发电、供水调度图将原调度图的加大出力区与保证出力区合并为一个区, 取名为限发峰电区, 另外对主汛前水位下调ΔZD, 可多预留防洪库容约1200万m3, 有效的增加了水库的兴利效益。汛末在预测未来无大的洪水时, 采用预蓄法将水位在汛限水位的基础上稳步上调ΔZ, 可多蓄水量800万m3, 为非汛期的用水提供了保障。

4 结束语

通过以上分析, 汛前预泄调度、汛末预蓄调度法的应用能够满足新时期水资源利用战略对水库运用的要求, 可有效的增加洪水资源的利用量, 主要包括: (1) 汛前预泄调度有效增加水库的防洪库容, 减少汛期的弃水量, 提高水库的供水、发电效益; (2) 汛末预蓄调度, 增加水库蓄水量, 保障了非汛期水库的供水、发电需求; (3) 有助于合理调配全年水资源, 按照效益最大化的制定发电、供水计划, 提高水资源的利用率。

上述调度方法有效应用的关键是对流域未来水文规律的了解和预测, 根据多年的水库运行经验, 相信这种优化调度方法将会越来越成熟, 更好的指导水库的实际调度运用。

摘要：宁波市周公宅水库防洪库容较小、汛期易产生大量弃水, 根据要求, 通过优化水库防洪调度图, 在保证水库防洪安全的同时增加水库的供水能力及发电效益, 在一定程度上实现了洪水资源化, 较好解决发电与防洪间的矛盾。

关键词：水库调度运行,预蓄法,汛期,周公宅水库

水库调度运行 篇2

1、流域特性

***电站水库位于****县北部距县城51公里的****乡***村附近***河上，***河是***江流域***江支流的一条分支，发源于广西**********（海拔20XX米），河流自北向东南，长54.8公里，干流平均坡降1.05%，流经*******乡、*****乡、*****乡，在****乡镇所在地三江门汇入****江。

2、水文气象特性

***河流域地属中亚热带季风气候，气候温和，雨量充沛，多年平均气温19.3℃，极端低温-3℃，极端高温38.3℃，多年平均降雨量2127毫米，电站有记录的最大年降雨量3251毫米，最大12小时降雨量251.7毫米，连续72小时最大降雨量568.2毫米，为广西降雨较多地区之一，但全年分配不均，多集中在4-9月份，占70%，多年平均蒸发量1485.9毫米，多年平均日照时数1374.2小时，多年平均气压999.3hpa多年平均相对湿度79%，多年平均风速2.2m/s，多年平均最大风速16m/s，风向多为NE。

3、工程情况

***电站水库始建于20XX年，20XX年建成，工程等别Ⅲ等。拦河大坝为碾压混凝土重力坝，大坝等级为3级，最大坝高56.3米，坝顶高程409.3米，坝顶长度137米。溢流坝布置在中部，溢流坝段长59米，溢流前缘长56米，堰顶高程402米。左岸重力坝段长31.5米，右岸重力坝段长46.5米。坝址以上控制集雨面积157平方公里，水库总库容1500万立米，有效库容766.6万立米。坝后引水式发电厂房布置在右岸，发电引水隧洞主洞长194.6米，厂房面积941平方米，厂房距大坝约70米。***河为山区河流，落差较大，河谷狭窄，山洪瀑涨瀑落，洪枯水位变幅较大。

***电站是***河梯级电站的第二级，装机容量3×1000kW，年设计发电量1323万kWR26;h。

二、工程等级及防洪标准

工程等别Ⅲ等，电站规模为小型。按规定采用的防洪标准洪水重现期1，如下表：（见附表1）

三、水库高度原则

在保证安全的前提下，充分发挥水库发电效益。当安全与效益二者发生矛盾时，效益服从安全。

水库运行水位不得低于死水位378.50m，水库水位日降幅尽量不超过5m。

当水库水位上涨至406.50及以上时，电站打开发电尾水闸阀进行辅助排水。

四、水库调度计划及方案

1、水库调度计划

根据***电站坝址多年平均月径流统计数据，每年9月至第二年4月为枯期，5月至8月为汛期，8月和11月为平水期。

为提高水能利用，枯期水位运行范围385.00～402.00m，尽可能靠高限运行；汛期水位控制在395.00～402.00m之间运行，尽量满发，把水位降到395.00m左右。

5月至8月为主汛期，根据系统要求及气象水情信息，通过增加发电负荷，将水库水位消落至400.00m以下。11月为蓄水期，根据来水情况及时将水库水位蓄至400.00m附近。

2、水库调蓄调度方案

水库水位为402.00m及以上时，电站运行三台机组满负荷（3000KW）发电，三台机流量为3.10M3/s×3=9.30M3/s。

水库水位为400.00m及以下时，电站运行两台机组满负荷（20xXKW）发电，两台机组流量为3.10M3/s×2=6.20M3/s。

水库水位为395.00m及以下时，电站运行两台机组带1500KW负荷发电，流量计算为4.65M3/s。

水库水位为390.00M及以下时，电站运行一台机组满负荷（1000KW）发电，流量为3.1M3/s。

水库水位为385.00m及以下时，电站运行一台机组带500KW负荷发电，流量为1.55M3/s。

水库水位为381.00m及以下时，电站运行一台机组带300KW负荷发电，流量为1.0M3/s。

水库水位为380.00m时，电站运行一台机组带100KW负荷发电，当水库水位下降至380.00m以下时，电站运行一台机组空转，并自带厂用电。

水库水位下降至379.5时，电站停机蓄水。

五、洪水调度方案

本水库大坝为拦河大坝，即混凝土碾压重力大坝，大坝洪水溢流为自然溢流，汛限水位为大坝溢流面高程402.00m，本工程没有设计安装泄洪闸门等，所以无洪水调度方案，当洪水水位上升至406.50m及以上时，可以打开发电隧洞尾水闸阀进行辅助排水（发电隧洞尾水闸阀可以排8.5m3/s）。

在防汛期间各部门要按公司及电站防洪度汛预案履行职责，加强与气象台和电网调度部门的联系沟通，及时掌握天气来水和电网运行情况，重复利用调节库容发电，落实防洪度汛值班制度，全面完成安全度汛任务。

2笔架山水库供水防洪调度方案

笔架山水库是具有防洪、灌溉和养鱼等综合利用的水库。水库调度包括防洪调度和灌溉供水调度。结合水库的特性和现状，制定科学化的管理办法，确保大坝安全度汛，保证下游水田正常供水。

一、水库工程基本情况

笔架山水库位于双鸭山市集贤县笔架山农场境内，是一座以防洪、灌溉为主，兼顾灌溉、防洪、除涝、养鱼等综合利用多年调节的山丘区中型水库。笔架山水库枢纽工程由粘土心墙式土坝、泄洪闸、灌溉输水洞等三部分工程组成，为三等三级枢纽工程。其设计洪水标准为百年一遇，校核洪水标准为千年一遇。水库大坝为粘土心墙土石混合坝，坝高130.80m，坝长940m，坝顶宽6.5m。溢洪道位于水库东南岸，水库设计灌溉面积2.8万亩，在三江流域规划中为第四区，是三江治理控制性工程，具有拦蓄上游山丘降水，有效削峰滞洪，提高哈达密河的防洪能力。

水库校核水位为129.20m，总库容积为3080万m3；正常蓄水位为128.20m，相应库容为2630万m3；汛限水位126.5m，相应库容20XX万m3；死水位119.50m，相应库容180万m3。

二、水库特性情况

笔架山水库兴利调度主要是在运行过程中，保障笔架山农场以及集贤县兴安乡等水田供水。按水库设计要求汛前限制水位126.5m，相应的库容为20XX万m3，按水库工程现状，汛期限制水位定在125.40m，相应库容为1500万m3（下附洪水调节计算表）。

调洪演算公式：(V1/△t+q1/2)+Qcp-q1=V2/△t+q2/2

式中：

V1--时段初的库容（m3）

q1--时段初的泄洪流量（m3/s）

V2--时段末的库容（m3）

q2--时段末的泄洪流量（m3/s）

Qcp--时段初t1至时段末t2的来水流量均值（m3/s）

△t=6小时—t1至t2的时间间隔（s）

按水库的库容曲线，泄洪闸流量关系线，附调洪工作曲线表。（见附表1）

因此，笔架山水库根据调洪曲线列表计算法，从汛前限制水位125.4m开始起调，下泄流量按q≤Qcp控制泄洪，当洪水流量Qcp大于泄洪闸泄洪能力时，则全开泄洪。当通过洪峰流量后，按q≤Qcp控制泄洪，调洪结束后的库水位可控制在兴利水位或低于兴利水位。因泄洪闸有较大的泄洪能力，为保证水库正常蓄水，可考虑部分蓄洪。目前水库承担2.2万亩水田灌溉任务，根据水田各阶段需水情况，水库从5月1日起—9月5日止分5期供水。根据水库所承担的下游防洪、灌溉任务和洪水预报成果，洪水发生时按水库坝址以上和区间不同洪水组合方式进行防洪调度。

三、水文资料及预报情况

20XX-20XX年，24年的风速系列。7、8、9月汛期多年平均最大风速12.1m/s。水库流域多年平均降雨量575mm，多年平均气温3.6℃，最高气温34℃，最低气温-33℃，秋冬结冻期11月10日，春季解冻期4月15日，平均最大冰厚1.1m左右，水库控制流域面积180km2，流域的重心位置在东经130.9°，北纬46.7°。

笔架山水库目前还没有水文自动测报系统，水文观测只能靠流速仪测流和水位观测这两种方式。水文测站只有一个雨量观测器，设在水库坝下。笔架山水库报汛方式只有固定电话和手机两种通汛方式，如果这两种常规通汛方式中断，水库与外界将中断信息，只有采用人为与外界传递信息。笔架山水库水文站，雨量站报汛采用人工观测电话通报，没有其它通信渠道。

笔架山水库在抗洪前线抢险指挥的通讯方式采用电话、手机、手持对讲机等通讯方式与防汛抢险指挥机构进行联络。

四、水库工程现状及存在的主要问题：

1、主坝包括

（1）、土坝：土坝工程已基本成型，现有坝顶高程130.8m，虽为多次间歇性施工，但坝体施工质量及坝基均未有显著的不利隐患，可以认为是基本合格工程。（2）、坝前铺盖：根据铺盖等原图看，原工程未作铺盖就蓄水了，而现有的天然铺盖在坝脚处为破坏状况，在坝前60米处为原老河道切断了天然铺盖。

（3）、上游护坡：上游坝坡1:2.5，采用预制板护坡，在马道以下为1:3.5的砂壳护坡为干砌石及碎石、砂垫层。

护坡石有近三分之一数量的风化石，其余为较坚硬的青石铺筑。风化石经水位变化的冲刷，现已风化成一堆堆砂质酥块，粒径为20-30cm。碎石垫层平均粒径约10cm，厚度10cm左右，也存在风化石已风化问题。

（4）、下游护坡：下游边坡为1:2，坝脚处有干砌石滤水堆址、排水棱体结构稳定无破坏现象。但一直没做护砌处理，虽隔一段距离设了一些平砌面溜水槽，效果并不好，需投资建设护砌。

（5）、下游减压沟：下游未作减压沟，但老河道在下游距坝脚20-30m丫字形流向下游。现在蓄水位在120-127m，下游左侧河道距坝脚30米处内出现渗漏清水，渗压水头可达115.0m

6高程左右，滤水坝址外10米以内，低洼地段渗水反浆，需续建处理。

2、副坝

副坝位于主坝南端原坡积土坡以南100米，接南坝肩。副坝为20XX年整修续建设计时，采用的右岸无闸开敞式溢洪道开挖槽，现有底高程124.7m，底宽67m，上口宽90m。

3、输水洞

输水洞为日伪时期修建开凿的隧洞，洞长102m，浆砌石取水塔，2台螺杆启闭机，平板钢闸门，出口为梯形底流消力池。目前输水洞渗水，个别部位岩石脱落，闸门槽缺损，闸门滚轮破坏，检修叠梁启闭不便，叠梁损坏严重等。

4、泄洪闸及泄洪渠

泄洪闸工程是按初步设计确定规模，闸底高程122m，闸孔尺寸6x7m，陡坡跌水，T型墩消能。泄洪闸下游的泄洪渠，自消力池出口起至汇入下游河道，坝下游主河道全长737m，通过三级跌水与下游河道底高程相接，此段工程由笔架山水管站进行系统管理，泄洪渠土质为粘土，抗冲流速在1.0m/s左右，在通过设计洪水流量与校核洪水流量时，流速均大于1.5m/s，此段泄洪渠采用0.3m厚的干砌块石护砌。按消能计算，除第三级跌水下游河道水位偏低，不能满足淹没要求外，一、二级跌水均无消能要求，所以工程是可以满足设计要求，但问题出现在笔架山管辖三级跌水下段哈达密河道，由于从三级跌水往下渠道管理归集贤县管理，由于多年来农民种地河道堵塞严重，渠道泄洪能力大大减弱，哈达密河部分渠段最大泄洪承受能力只有16m3/s，远远达不到水库汛期防洪要求。

五、库区兴建、消险加固及工程鉴定

该水库始建于解放前，20XX年由笔架山农场自行规划设计和施工，20XX年纳入国家计划，归由水利厅安排投资建设，20XX年由农场完成了“笔架山水库续建工程扩大初步设计”并经原水利厅审核批准由农场自筹续建。20XX年又由农场完成了“笔架山水库整修续建工程设计”，20XX年由省水利厅科学研究所完成了“笔架山水库整体续建工程初步设计”，20XX年完成了笔架山水库泄洪闸技施工程设计，20XX年由笔架山施工，20XX年竣工。

库区地质地层古老，处于以剥蚀为主的地质环境中。第四松散堆积厚度不大，分布于地势低洼的沟谷之中，简单水文地质，基岩裂隙潜水坡积层下孔隙承压水，冲洪积中空隙潜水含在地表距0.5-30m范围内。

笔架山水库大坝到目前为止未作过安全鉴定。

六、水库调度运用及影响范围

1、防洪调度：在保证工程安全的前提下，争取更大的经济效益。在兴利方面既有长计划，又有短安排，做到大洪不出险，大旱不缺水，少弃水多兴利。汛期利用天气预报系统和雨量观测点准确预报水情雨情，并结合笔架山水库多年运行的实际情况，在确保大坝安全的前提下，尽量多蓄水，充分发挥水库作用，提高综合利用率。

2、主要运用指标：水库正常蓄水位兴利水位128.20m，相应库容2627万m3。但由于主坝上游防渗铺盖未完成，所以水库的蓄水位必须逐步提高，并时刻注意水库的运转情况。目前笔架山水库正常蓄水位始终控制在126.5m以下，相应库容蓄水量20XX万m3，死水位控制在119.50m，相应蓄水量180万m3。根据笔架山水库工程现状以及下游河道的安全泄量，为确保水库本身安全，我们通过防洪计算，结合本流域四十多年的实测供水资料，经水文计算得出各种频率的设计洪水过程线、及调洪工作曲线、库区特性曲线，按水库设计要求汛限水位定在126.5m，相应库容20XX万m3，由于水库工程现状以及其它各种因素限制，水库历年来汛限水位一直限制在125.40m以下，相应库容1500万m3。

3、防洪调度规划：从汛限水位以下125.0m起开始预备调洪。当库水位达到125.0m时，开始启动泄洪闸，下泄流量根据上游来水量起调，最大泄量不超过92.3m3/s。当水位达到汛限水位时，按照入库流量安全泄洪，最大泄洪量不超过165.2m3/s。当水库坝址以上出现一遇以上洪水时，立即向上级主管部门汇报，请示下泄流量，但最大下泄流量不宜超过设计标准210m3/s，最大泄流量应小于入库流量。一旦接到水库放水通知，要及时开启闸门放水，加强巡逻，保证水库安全。

4、影响范围：笔架山水库下游直通哈达密河，没有其它防洪工程，下游地势低洼，一旦水库发生全部溃坝，将会危害水库人民群众生命财产以及耕地、铁路、公路等安全，造成巨大损失。双鸭山市集贤县福利镇东兴村和兴安乡宏德村、仁德村、忠厚村、精神村、和平村、永乐村、庆生村、兴业村、和发村处于淹没范围内，人口13300人，耕地xxx万亩。水库下游哈达密河防洪标准20年一遇，安邦河防洪标准30年一遇。发生超标准洪水时，水库溃坝，安邦河也存在溢流危险，故位于安邦河与哈达密河之间福利镇福合村、红联村、先锋村、胜利村、农丰村及良种场的居民9500人也受洪水淹没危险，应及时安排人员和财产转移。淹没范围内还有集佳高速公路及国家铁路。水库坝址距安邦河入口上游9.6km两侧既有土堤，按二十年一遇洪水标准设计。设计河道安全泄量为210m3/s。下游河道归属集贤县管理，防洪标准和实际泄量由县防汛指挥部指挥实施。

七、泄流方式的确定

笔架山水库在进入主汛期后（7月1日—8月31日）水库最高水位维持在125.40m以下，相应库容1500万m3，低于汛限水位1.1m，相应库容412万m3。当水库水位达到125.40m时启动泄洪闸放水，下泄流量根据上游来水量起调，最大泄量不超过6.0m3∕s。当库容达到汛限水位时按入库流量安全泄洪，最大不超过16m3∕s。当水库坝址以上出现20年一遇以上洪水时，立即和集贤县政府及水务局取得联系，并及时向双鸭山市防汛指挥部汇报请示下泄流量。一旦接到通知，水库要及时开启闸门，加强巡逻，确保水库大坝安全。同时在保证大坝安全的前提下必要时为了和下游区间错峰，水库可考虑短时关闸错峰。当发生50年一遇以上洪水时，水库不再控制泄流，按溢洪道的过流能力起调泄流，但保证最大泄流量应小于最大入库流量。

浅析水库防洪调度的特点 篇3

关键词:防洪 调度 流程

中图分类号:TV62+1文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)01(b)-0225-01

1 水库防洪调度的特点

(1)防洪调度决策不仅需统筹考虑水库上下游的防洪矛盾,而且还要统筹考虑防洪与兴利之间的矛盾,是一个多目标、多阶段的决策过程。在洪水进程的不同阶段,决策者考虑的重点具有较大差别,采用的策略是不同的,在洪水初期,较多考虑腾库预泄,在洪峰附近,重点协调上下游之间的防洪矛盾,在洪水后期,较多考虑水库水位回蓄对兴利的影响(在汛末这一点尤为重要)。

(2)防洪调度过程中涉及的因素十分复杂,有水情、雨情、工情等,在防洪形势严峻时,决策的产生在很大程度上受决策者的心理素质,以及决策者对决策风险的承受能力的影响,在诸多影响因素中,有些结构化较强,可以精确定量描述,如库容、泄流能力等;有些则难以精确定量,特别是水雨情信息,自动化遥测设备只能够监测到面临时刻以前的降雨,洪水预报只能保证预见期内的预报精度,对防洪调度而言,这些信息是不完全的,依据这些信息作防洪决策,存在一定的风险。

针对水库防洪调度的以上特点,水库防洪调度所要解决的关键技术有两点:一是采用恰当的方法,处理防洪调度中的多目标问题,构造反应洪水进程不同阶段决策者偏好的模型系统;二是建立完备的辅助决策功能集,能够在决策过程中对依据不完全信息做决策的风险进行快速仿真,对实时防洪形势进行动态分析。

2 多目标方法选择

对于下游有防洪点的单库防洪问题,洪水调度关心三个主要指标,分别为水库的最高水位,最大出库流量与调度期末的水库控制水位,水库最高水位最低体现了水库自身和上游防洪(如果库区有淹没)的效益;而最大出库流量最小体现了下游的防洪效益;调度期末的水位反应水库兴利与防洪的协调关系。单库洪水调度决策在下游有防洪任务时,是一个多目标决策问题。理想的方法是能够确知水库水位与上游淹没损失的关系及最大泄量与下游防护区淹没损失的关系,将多目标问题转化为防洪系统(包括上游、水库、下游)总洪灾经济损失最小的单目标优化调度问题。常见的处理方法是权重协调法,确定水库最高水位与最大出库流量的权重,将多目标问题转化成单目标问题:

式中::水库最高水位;:防洪断面最大过水流量(无区间补偿时为水库最大下泄量);

、为权重。

处理多目标问题的另一种常用方法是约束法,对两目标而言,其基本原理是将其中一个目标转化为约束条件,对另一个目标进行单目标优化,通过改变约束条件的值,逐步逼近决策者的满意解。这一思想比较符合水库实时洪水调度决策的决策习惯。系统中实时洪水调度的基本模型,将基于这一原则构造。

3 水库实时洪水调度流程

实时洪水调度是依据实时洪水预报所提供的不完全信息(降雨进程中不能确知洪水的全部过程)进行的风险决策,水库防洪调度软件主要用途是为决策者提供辅助决策工具。为了适应洪水预报的实时修正功能,系统中采用滚动修正的调度方式。实时信息修正包括两个方面:其一是新的更高精度的預报信息替代原先相应时段的预报值,这种校正在预报模块中独立实现,调度中通过数据交换直接使用其校正成果;其二是状态修正,由于模型采用的调度信息存在误差,在提供的方案实施一段时间后,水库的实际水位与当前水库水位会有一定偏差,为了不产生误差累计,每当调度时,都采用当前水库实际水位作为初始状态,实施新的调度方案。实时洪水调度流程如图1所示。

4 结语

水库调度运行 篇4

1水库运行管理及调度存在的问题

1.1水库运行管理存在的问题。调查发现, 我国运行的水库在管理上或多或少存在着一些问题, 导致水库管理效率低下。对我国水库管理存在的问题进行总结分析, 其存在的管理问题主要体现在大坝、管理资料保存以及管理体制上, 接下来逐一对其进行探讨。

1.1.1水库大坝存在安全问题。我国部分水库建设过程过程中受设计水平、地质条件、水文因素等复杂因素的影响, 导致大坝存在较大安全问题, 给后期的正常运行埋下安全隐患。据调查我国水库数量在8.7万左右, 其中多数水库建成于二十世纪五十年代至七十年代间。当时状况下大坝设计、施工水平较低, 没有完整的水文地质资料作支撑, 导致修建成的大坝质量较低, 尤其随近年来自然环境恶化, 大坝存在的问题逐渐凸显。尽管国家拨付相关款项用于大坝的加固处理工作, 但据目前为止一些水库并未作根本的加固处理, 致使水库运行存在着较多安全问题。1.1.2水库管理资料不够完善。受当时社会及自然因素影响, 水库运行管理过程中缺乏完善的建设前后水文资料, 尤其是基本水位库容关系资料较为缺乏。同时, 管理人员记录水库运行与观测资料比较单一, 给水库运行科学管理工作的实施带来较大障碍。1.1.3水库运行管理体制不健全。水库应用功能比较多, 有些用于公益性, 例如用于排涝、防洪等方面, 有些水库属于准公益性, 即, 其不仅用于排涝、防洪, 而且还用于供水、发电。有些水库则专门用于水利发电或城市供水等。正是由于水库功能较多, 导致水库管理单位、隶属关系以及水库产权模糊不清。同时, 因管理体制不健全, 人员结构稳定性差, 导致用于水库管理的经费来源不足, 尤其在水库非公益、公益方面的应用上, 矛盾越发明显, 不利于水利运行管理工作的顺利实施。

1.2水库调度存在的问题

1.2.1获得信息准确性差, 预报洪水难度大。近年来, 尽管相关部门在雨水情系统建设方面投入大量人力、财力, 但由于建设主体比较多, 往往导致不同主体在处理技术、信息采集、信息传输等依据的标准各不相同, 大大增加了信息共享难度。另外, 水情观测站网不够完善, 导致不能准确获得洪水相关数据, 无法满足实际调度需求。1.2.2泄流影响因素多, 调度面临较大难度。受水库下游河槽行洪能力及水库自身因素影响, 导致调动人员在实际调度操作时面临较大困难。首先, 水库装机型号不能满足调度要求。在利用水资源、调峰、弃水等选择上存在分歧;其次, 相关配套设施灵活性差, 例如泄洪闸门开闭缺乏灵活性, 不仅影响调度决策的正确实施, 而且还会导致水资源的浪费;最后, 水库下游河槽泄洪能力不足。据调查显示, 部分水库下游河槽泄洪能力无法达到设计要求, 导致泄洪能力较差。1.2.3协调体制不够完善。随着水库体制改革的不断深入, 水库主管部门及业主间存在分歧, 尽管有些水库建设目标相近, 但因水库调度缺乏完善的协调机制, 水库业主更关注自身利益的大小, 这一现象的存在严重影响着水利调度工作的正常开展。

2水库运行管理及调度改善策略

针对我国水库运行管理及调度过程中存在的问题, 国家相关部门应积极分析原因, 并结合水库所处的水文条件, 制定有效的运行管理及调度策略, 确保水库正常运行的同时, 达到水库经济与社会效益最大化的目标。

2.1水利运行管理改善策略

2.1.1加强领导, 实行严格责任制。为提高水库运行管理质量与效率, 应加强水库运行过程中的组织领导, 并根据实际情况实行严格的责任制度。例如, 明确相关责任的职责, 做到分工的具体与细化, 确保各项管理制度能按照规范标准认真执行。同时, 加强水库坝体质量的定期检查, 结合辖区经济条件状况, 拨付用于加固水库的专项资金, 防止水库质量问题的进一步蔓延与扩大。另外, 制定并实施严格的问责制, 针对造成重大损失的责任人, 严格追究其责任, 为水库安全运营奠定良好的条件。2.1.2完善水库运行管理体制。针对我国水库运行管理体制不健全的现状, 相关部门应在充分调研的基础上, 认真分析管理体制实施过程中存在的弊端, 组织相关专家进行充分的论证, 对存在问题的体制加以改善。同时, 地方政府应结合辖区水库管理实际, 出台与管理体制配套的法律法规, 保证水库运行管理体制健康运行。另外, 针对水库管理经费问题, 应根据水库发挥的功能, 适当的收取水费, 防止水库管理经费不足的问题。2.1.3积极制定有效的防洪预案。水库在防洪方面发挥重要重要作用, 为此, 运行管理部门应详细记录水库运行过程中水文资料, 并注重水库运行水文资料的保管, 以保证水文材料的完善, 为制定有效的防洪预案提供准确依据。另外, 加强特殊时期水文材料的研究, 尤其近年来, 我国部分地区遭受了严重的洪涝灾害, 水库管理部门应重视水文材料的收集, 降低洪涝灾害再次发生带来的经济损失。

2.2水库调度改善策略。对水库进行合理调度, 不仅可有效降低洪水灾害造成的损失, 而且还能达到水资源的充分利用。据相关专家研究证实, 提高水库调度水平应从确定实际洪水过程、实施调度两方面入手, 具体可通过以下方法实现:

首先, 明确调度计划, 即, 水库调度部门应与气象部门建立良好的合作关系, 及时掌握气象部门发布的预警, 认真推算降雨量大小, 制定详细的调度计划;其次, 根据气象部门预测的降水量做好充分的调度准备, 当然有时降雨量与气象部门预报的降雨量有所出入, 这就需要水库调度部门, 根据实际的降水情况灵活处置。必要情况下, 对调度计划进行适当调整, 以确保调度结果的有效性;最后, 洪水结束后, 水库调度部门应认真检查水库受损情况, 进行针对性的修复加固。并对洪水的具体参数进行详细的记录, 并将产生的资料入档保存。另外, 水库调度部门应定期更换水文监测设备, 确保水文监测数据的准确性, 为洪水到来确定科学的调度方案创造良好条件。水库管理部门应加大宣传力度, 积极制定并完善水库调度机制, 使业主充分认识到水库的运行机制在调度工作中的重要性, 为水库调度工作的顺利实施做好良好的铺垫。

3结论

水库在促进地区经济发展以及调度洪水方面发挥着至关重要的作用, 因此, 水库管理部门应将水库运行管理及调度工作当做工作的重点认真落实。同时, 定期排查水库存在的质量问题, 做到早发现早解决, 保证在水库安全运行的基础上, 针对管理及调度体制存在的问题积极寻找有效解决措施, 以提高水库抵御自然灾害的能力, 延长水库的使用寿命, 使水库为人们正常的生产生活做出应有贡献。

摘要：水库在农田灌溉, 保证人民正常生活用水上发挥着重要作用, 因此, 加强水库运行管理及调度方法的探讨, 对充分发挥水库社会与经济效益具有重要意义。本文对当前水库运行管理及调度现状进行分析, 并以此为基础提出针对性改进措施, 以期为水库更好的促进我国经济发展提供参考。

关键词：水库,管理,调度,方法,分析

参考文献

[1]李国斌, 崔卫平.浅析水库运行管理及调度的有效方法分析[J].科技创业家, 2013, 21:116.

[2]宋树新.中小型水库运行管理方法分析与探讨[J].陕西水利, 2011, 1:56-57.

[3]刘方.水库水沙联合调度优化方法与应用研究[D].华北电力大学, 2013.

水库洪水调度考评规定 篇5

ＳＬ224－98 水库洪水调度考评规定

Assessment standard

for flood control operation of reservoir 1999－01－01发布1999－01－01实施

中华人民共和国水利部发布

前言

《水库洪水调度考评规定》是由国家防汛抗旱总指挥部办公室等单位，根据水利部科学技术司（1997）286号文进行编制的。编写组依据《中华人民共和国防洪法》、《水文情报预报规范》、《综合利用水库调度通则》以及其他有关法律、规范，在进行广泛的调查研究和总结我国多年来水库洪水调度实践经验的基础上，编制了本规定。本规定在编制过程中，曾多次征求国内有关单位意见，得到了省、自治区、直辖市、流域防汛部门以及一些设计、运行管理、高等院校等单位的大力支持，国家防办先后召开了四次全国性的专题讨论会，编写组相应地进行了五次修改，才最后定稿。

《水库洪水调度考评规定》主要包括以下内容： ——考评的基本内容； ——考评的指标和标准； ——考评评分办法； ——考评组织和管理。

本规定解释单位：国家防汛抗旱总指挥部办公室 本规定主编单位：国家防汛抗旱总指挥部办公室

水利部丹江口水利枢纽管理局

本规定参编单位：长江水利委员会

武汉水利电力大学

大伙房水库管理局

陆水枢纽管理局

本规定主要起草人：郭孔文 余敷秋 邱瑞田 谭培伦 陈惠源

刘爱杰 李建华 徐林柱 胡

军

目次 总则考评内容 考评指标和评分办法考评组织和管理

附录Ａ 考评指标和标准

附录Ｂ 直观评价及评分标准表 总则

1.0.1 为了加强水库洪水调度管理工作，促进水库科学合理地进行洪水调度，保证水库工程及上下游的防洪安全，特制定本规定。

1.0.2 本规定适用于大型和重要中型水库，其他类型水库可参照使用。1.0.3 水库洪水调度考评以规划设计确定的水库运行指标、洪水调度方式与规则为依据，突出保证大坝安全及兼顾上下游防洪安全的因素。注重洪水调度的实际效果，采取分项评分后综合衡量的办地，提出考评结果，使其正确反映洪水调度决策的科学性、合理性和调度管理的先进性。

水库投入运行后，因各种原因使原设计成果已不适用时，应对水库运行指标进行分析研究，制定新的洪水调度方案，并经上级主管部门和防汛指挥部批准后，作为水库洪水调度考评依据。在此项工作未完成前，暂以上级主管部门和防汛指挥部批准的当年洪水调度方案作为考评依据。1.0.4 水库洪水调度考评按基础工作、经常性工作、洪水预报、洪水调度等四部分，各划为若干项目进行。

1.0.5 进行水库洪水调度考评，除应符合本规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。考评内容

2.1 基础工作

2.1.1 技术人员配备。按所配备从事水库调度工作的具有初级以上技术职称或具备中专以上学历的专业技术人员人数考评。

2.1.2 水情站网布设。按所具备的水库出库流量观测，水库水位观测和水库以上流域雨量报汛站是否满足降雨径流预报的情况考评。2.1.3 通信设施。按水雨情信息传递的通信手段，传达调度指令和与上、下游防汛指挥部门及有关单位的通信手段情况考评。

2.1.4 洪水预报方案。按所制定的洪水预报方案的精度考评。

2.1.5 水库调度规程及洪水调度方案。按是否具备水库调度规程、水库洪水调度方案（包括超标准洪水调度方案）考评。

2.1.6 技术资料汇编。按水库洪水调度所需要的水库上下游流域内的基本资料、水库规划设计资料、水库历年运用资料、水库各种规章制度和水库洪水调度的文件资料等的完备程度考评。2.2 经常性工作

2.2.1 洪水调度计划编制。按是否在每年汛前，根据设计任务、工程状况、上下游情况等条件，编制了当年水库洪水调度计划进行考评。

2.2.2 日常工作。按是否每年汛前编制了水雨情报汛任务书及按时编写调度年、月、日报，遇到大洪水后及时对洪水预报方案进行检验或补充修订，汛前对通信、水文观测设施等进行检查维修及对水库上下游影响洪水调度的因素进行调查等进行考评。

2.2.3 值班和联系制度。按是否制定及执行相应的规章制度考评。2.2.4 资料校核、审核和保管。按水库调度工作中各项记录是否有相关人员进行校核并签名，对重要的计划、报告及文件是否经过领导审核后上报，所有有关水库洪水调度的技术材料是否在年末进行了整编、归档、保管进行考评。

2.2.5 总结。按是否进行了水文及气象预报总结、洪水调度总结和发生重要事件后的总结考评。2.3 洪水预报

2.3.1 洪水预报完成率。按实际进行了作业预报的洪水场数占主管部门规定应进行的洪水预报场数的百分比考评。

2.3.2 洪峰流量预报误差。按预报洪峰流量与实际洪峰流量之差与实际洪峰流量的比值考评。

2.3.3 洪水总量预报误差。按预报洪水总量与实际洪水总量之差与实际洪水总量的比值考评。

2.3.4 峰现时间预报误差。按预报发布的峰现时刻与实际峰现时刻的符合程度考评。

2.3.5 洪水过程预报误差。按预报洪水过程与实际洪水过程偏离程度考评。2.4 洪水调度

2.4.1 次洪水起涨水位。按该次洪水发生时起涨水位与防洪限制水位的相对位置考评。

2.4.2 次洪水最高洪水位。按该次洪水实际最高洪水位与按规定的洪水调度规则进行调洪计算求得的最高洪水位的相对位置考评。

2.4.3 次洪水最大下泄流量（或该次洪水下游防洪控制点的实际最大流量）。按该次洪水实际最大下泄流量与根据规定的洪水调度规则进行调洪计算求出的最大下泄流量进行考评。

2.4.4 预泄调度。按该次洪水预泄所腾出的库容的大小考评。考评指标和评分办法

3.1 考评指标

3.1.1 全部考评内容共20个项目，附录Ａ列出了各项目相应的指标。按是否达到这些指标进行评价，分为好、一般和差三个等级。

3.1.2 基础工作与经常性工作，共11个项目。各个项目按指标达标程度进行评价。

3.1.3 洪水预报与洪水调度，共9个项目。按公式计算各项指标指数，并据以作出评价。3.2 评分办法

3.2.1 单项评价。基础工作与经常性工作，每年考评一次，对每个项目的达标程度按好、一般和差三个等级进行评价；洪水预报及洪水调度，选当年最大或较难调度、影响较大的一次洪水进行测算，并作出次洪水的单项评价。

3.2.2 单项评分。根据各项目的重要性，确定各类的权重系数，如附录Ｂ。考评时根据各项目的评价，由附录Ｂ查出单项评分。3.2.3 综合评分。每座水库的综合评分，取各项得分之和。3.2.4 有下列情况之一者，每项加记奖分。在超下游防洪标准洪水时，因调度得当，减免了下游洪灾损失者加5～10分。在超大坝安全标准的洪水调度中，确保了工程安全，避免了损失者加5～10分。研制或引进计算机先进软件，提高预报时效，在洪水预报或洪水调度中起了显著作用者加3～5分。3.2.5 有下列情况之一者，应予扣分。基础工作非常差，6个项目中有半数项目没有达到最低标准者扣3～5分；各项制席很不健全，资料不完整并无校审核，也无完整技术档案者扣3～7分。没有开展洪水预报，扣3～5分；洪水调度失误，视影响程度扣10～40分。

3.2.6 综合评价。按总分的多少，评价为优、良、合格、不合格四个等级。90分以上为优；89～75分为良；74～60分为合格；60分以下为不合格。考评组织和管理

4.0.1 水库洪水调度考评工作的组织和管理由水库上级主管部门和防汛抗旱指挥部办公室负责。

4.0.2 水库应根据当年发生洪水情况进行自评，有关部门在水库自评基础上对部分水库组织考评。

4.0.3 考评结果经防汛指挥部门审批后，正式公布。

附录Ａ 考评指标和标准

Ａ.1 基础工作

Ａ.1.1 技术人员配备。考评指标和标准：

1）好——大（1）型配备水库调度人员4人及以上，大（2）型和重要中型水库配备3人及以上；

2）一般——大（1）型配备水库调度人员2～3人，大（2）型和重要中型水库配备1～2人；

3）差——大（1）型配备水库调度人员1人及以下，大（2）型和重要中型水库未配备调度人员。Ａ.1.2 水情站网布设。考评指标： 1）水库水位观测； 2）水库出库流量观测；

3）汛期雨量站能满足降雨径流预报的要求。2 考评标准：

1）好——满足三项指标； 2）一般——满足两项指标； 3）差——只满足一项指标及以下。Ａ.1.3 通信设施。考评指标： 1）有线通信； 2）无线电台； 3）自动遥测报汛系统； 4）微波、载波或卫星通信系统。2 考评标准：

1）好——水雨情报传递有两种，对上下级通信有两种；

2）一般——水雨情报传递和对上下级通信，其中有一项有两种，另一项有一种；

3）差——水雨情传递和对上下级通信只有一种有线通信。Ａ.1.4 洪水预报方案。考评指评：有适合本水库的预报方案。2 考评标准：

1）好——预报方案经检验为甲等； 2）一般——预报方案经检验为乙等；

3）差——没有开展洪水预报或预报方案经检验为乙等以下。Ａ.1.5 水库调度规程、洪水调度方案。考评指标： 1）水库调度规程； 2）洪水调度方案； 3）超标准洪水调度方案。2 考评标准：

1）好——满足三项指标； 2）一般——满足两项指标； 3）差——满足一项指标及以下。Ａ.1.6 技术资料汇编。考评指标：

1）水库流域基本资料和规划设计资料汇编； 2）水库运用统计资料汇编；

3）水库各种规章制度和有关文件汇编。2 考评标准：

1）好——满足三项指标； 2）一般——满足两项指标； 3）差——满足一项指标及以下。Ａ.2 经常性工作

Ａ.2.1 洪水调度计划编制。考评指标：汛期洪水调度计划。2 考评标准：

1）好——有完整的洪水调度计划； 2）一般——有简易的洪水调度计划； 3）差——无洪水调度计划。Ａ.2.2 日常工作。考评指标：

1）每年汛前对流域内水情测站编制报汛任务书，报送有关报汛站领导机关；

2）编制年、月、日洪水调度报表；

3）当发生大洪水后要对洪水预报方案进行检验或补充修订； 4）每年对通信、水文观测设施等进行检查维修； 5）对水库上下游影响洪水调度的因素进行调查。2 考评标准：

1）好——满足四项指标； 2）一般——满足三项指标； 3）差——满足两项指标及以下。.2.3 值班和联系制度。考评指标：

1）工作岗位责任制度； 2）请示汇报制度； 3）防汛值班制度； 4）水文、气象预报制度； 5）对内、对外联系制度。2 考评标准：

1）好——满足四项指标； 2）一般——满足三项指标； 3）差——满足两项指标及以下。.2.4 资料校核、审核和保管。考评指标：

1）各种技术资料，要经过不同人员进行校核，并签字；2）重要技术资料应通过主管领导审核； 3）设有专人保管资料。ＡＡ 2 考评标准：

1）好——满足三项指标； 2）一般——满足两项指标； 3）差——满足一项指标及以下。Ａ.2.5 总结。考评指标：

1）水库洪水调度总结报告； 2）水文气象预报总结； 3）重要事件的专题总结。2 考评标准：

1）好——满足两项指标； 2）一般——满足一项指标； 3）差——没有总结报告。Ａ.3 洪水预报

Ａ.3.1 洪水预报完成率Ａ1。考评指标： 考评标准： 1）好——Ａ1≥1.00； 2）一般——1.00＞Ａ1≥0.70；

3）差——Ａ1＜0.70。Ａ.3.2 洪峰流量预报误差Ａ2。考评指标： 考评标准： 1）好——Ａ2≤0.10； 2）一般——0.10＜Ａ2≤0.20； 3）差——Ａ2＞0.20。Ａ.3.3 洪水总量预报误差Ａ3。考评指标： 考评标准： 1）好——Ａ3≤0.10； 2）一般——0.10＜Ａ3≤0.20； 3）差——Ａ3＞0.20。Ａ.3.4 峰现时间预报误差Ａ4。考评指标： 考评标准： 1）好——Ａ4≤1.0； 2）一般——1.0＜Ａ4≤2.0； 3）差——Ａ4＞2.0。.3.5 洪水过程预报误差Ａ5。考评指标： 考评标准： 1）好——Ａ5≤0.15； 2）一般——0.15＜Ａ5≤0.30； 3）差——Ａ5＞0.30。.4 洪水调度

.4.1 次洪水起涨水位指数Ｂ1。考评指标：

ＡＡＡ 考评标准： 1）好——Ｂ1≤0； 2）一般——0＜Ｂ1≤0.02； 3）差——Ｂ1＞0.02。Ａ.4.2 次洪水最高水位指数Ｂ2。考评指标： 考评标准： 1）好——Ｂ2≤0； 2）一般——0＜Ｂ2≤0.02； 3）差——Ｂ2＞0.02。

Ａ.4.3 次洪水最大下泄流量指数Ｂ3。考评指标：

水库调度运行 篇6

[关键词]水电站；水库；优化调度

对水电站水库进行优化调度有助于促进水电站以及电力系统的管理水平的实现，不需要外力作用的加入就可以获得一定的经济利益，挖掘水电站的潜力的方式中，水库优化调度是十分有效地。水库优化调度其实是在常见的系统工程调度中实现的，能够处理好各个用水部门之间的关系，促进水资源的高效合理利用，实现良好的经济效益，因此加强水电站水库的优化调度是十分必要的。

一、水电站水库优化调度的影响因素

水电站水库的优化调度会受到机组振动、冲击输电线路和站内电气设备、水泵性能差异以及水锤和负压导致引水钢管安全隐患、正常停机情况下水力振动与关阀水锤等因素的影响[1]。

机组振动：将水泵安装在梁板上，泵壳是裸露在外面的，且比较自由，在运行时，会出现振动，进而使梁板也出现振动。如果停泵，水力的冲击也逐渐加大，水泵的振动会更加严重，对泵组的运行产生影响，造成泵组出现移位的现象，会出现一定的安全隐患。冲击输电线路和站内电气设备：日常工作中机组的开以及停的比较频繁的负荷变化会对电网以及站内电气设备的安全造成严重的影响。水泵性能差异：水泵运行时，相应的参数会存在一定的差异，当水库的水位比较低时，水泵的运行流量比较小，叶片上会出现失速、回流、空化等现象，造成水力的噪声比较大，压力出现高频的脉动，使水泵的振动增加，当水库的水位比较高时，水泵的运行流量比较大，叶片的正面会出现脱硫和空化的现象[2]。水锤和负压导致引水钢管安全隐患：机组的开、停工作会使得水锤、负压的产生，发生事故时，会对引水钢管的安全产生影响。正常停机情况下水力振动与关阀水锤：机组停下时，转轮的出口位置会出现比较大的振动现象，阀门调整到小的开度是，振动会更加剧烈。

二、水电站水库优化调度的特性

1、一般的优化调度方法

一般的水电站水库优化调度方法是国际上广泛应用的方法，是利用历史上的水文统计资料，选择比较典型的来水作为代表年，然后进行水能的调节计算，利用包络线绘制的水库调度图对水电站的运行进行指导。这种优化调度方法比较简单，能够将水库运行的相关因素直接明确的进行处理，但是这种调度方法的灵活性不够，存在比较大的盲目性，并没有得到理想的效果。

2、新编的优化调度图

新编的水库优化调度图是利用现代化的控制论、系统工程以及决策理论等，在数学规划论基础上的动态规划、随机规划法，进行优秀的计算，从而编制出的水库优化调度图。这种调度图能够实现三维坐标的调度线，使水电站水库的调度决策的灵活性更好，也更加实用。这种新编的优化调度图综合考虑了水电站各种来水以及水位的情况，并利用计算机对各种方案进行选择从而决定的，这种新编的优化调度图中有效解决了一般优化调度法中存在的缺点，经济效益要更高。

3、水电站水库优化调度的计算方法

动态规划理论的求解方法对于水库的运行的优化是比较是适合的，动态规划理论就是将一步多维转变为多步一维进行计算，按照阶段、状态以及策略对调节周期进行划分，保证状态的最优转移。要根据水电站水库的水位，以及时段径流的条件、水库的来水情况等，依据新编水库调度图以及优化的运行方式进行水电站的发电出力，使调度更加到位，更加充分的对水库的潜力进行挖掘，促进水电站水库的安全、可靠运行，促进经济效益的实现。

三、水电站水库优化调度的分布状况

1、单一的水电站水库优化调度

单一的水电站水库优化调度是利用优化理论进行编制的，对全年各时段的运行方式进行明确，并以此对库群进行优化调度。优化准则的目标是以水电站的电能价值最大或一年内发电量最多。将两个相邻时段的径流作为依赖关系，利用马尔科夫链对入库的径流进行分析，利用随机的模型进行规划求解，以年为周期，以旬、月作为计算的时段，根据相关的文件明确水库的水位、流量以及发电情况，利用动态规划的方法进行调节计算，根据具体的实际情况对水库的变量进行等级划分，根据相关的部门的规定确定决策的变量，保证水电站水库调度的优化进行。

2、梯级水电站群优化调度

梯级水电站的优化调度运行方式是在满足电力系统的总负荷的前提，在其他条件的约束下进行的。需要对各级梯级水电站的水头、流量进行密切联系，对上下级电站区间的径流情况进行计入，并且对两个相邻梯级电站之间的水头衔接情况，下一级对上一级电站水头变化的影响进行细致的分析，优化准则的目标是以水电站的电能价值最大或一年内发电量最多。利用好各种水文以及天气预报，将性能好、库容量大的水电站作为补偿水库，并作为优化计算的目标，并将同一电网、河流以及梯级水电站作为纯水电系统，利用合并水头或者将目标简化进行处理，利用随机、增量、多目标的动态规划方法对利用径流时间、空间关系所建立的调度数学模型进行求解[3]，从而计算出各时段梯级电站的优化运行形式。梯级水电站群优化调度是在库群联调的基础上进行，发电量会得到增加。

3、跨流域水库群联合优化调度

对水电站群在全年各时段的运行情况进行明确，明确各水电站间的水力与电力联系，补偿调节库容和电力主要是利用各水库调节性能的差异以及水文的不同步性进行，实现库群最大效益的发挥。优化目标是以电站群体多年运行的总效益最大化，实现电网对水电站群的经济以及可靠运行。使电力系统中的日负荷图上的电力、电量达到平衡，使电站的工作容量得到充分利用。可以利用随机优化多维时空相关理论和余留效益统计迭代模型与算法对水库中个数比较多的大规模的库群进行调度优化。绘制多个水电站群的优化调度图，实现发电效益的实现。

结束语

水电站水库优化调度已经在水库群的优化调度中得到了广泛的应用，随着当前科学技术的快速发展，水电站水库优化调度的方法逐渐增加多，水电站的系统以及电网系统管理中，水电站水库的优化调度是十分重要的組成部分，调度的效果将直接影响到水利工程以及设备的作用发挥，因此应做好水电站水库的优化调度工作。

参考文献

[1]刘铁宏.水电站水库优化调度研究现状与发展趋势[J].吉林水利，2010.3（10）：34-35.

[2]席秋义，李成家，畅建霞.水电站水库优化调度几种求解方法的比较研究[J].陕西电力，2010.7（4）：74-75.

[3]赵佰顺.班组电量考核制度下桥巩水电站水库优化调度研究[J].科技视界，2014.26（16）：267-268.

作者简介

吴耀鹏（1987-），男，浙江杭州人，学历：本科，工作单位：浙江浙能水电管理有限公司，水库调度。

水库调度运行 篇7

关键词：水库,运行管理,优化调度

1 水库运行管理的有效途径

想要从根本上提高水库的运行管理水平, 就必须从技术和管理两方面着手, 具体措施如下所述。

1.1 技术措施

1) 强化观测检查

通常情况下, 水库大坝的破坏都会经历一定的发展过程, 通过观测检查, 可以及时发现坝体的问题, 从而采取有效的养护维修措施加以处理, 防止问题进一步恶化, 确保大坝安全, 延长其使用年限。对大坝的观测检查主要包括以下几个方面的内容:其一, 对大坝表面进行检查, 看是否存在裂缝、塌坑等现象;其二, 对大坝上游的坝坡进行检查, 看是否存在滑坡情况, 同时对下游的坝坡和坡脚处进行检查, 看是否存在渗流、散浸等情况;其三, 对护坡进行检查, 看有无松动、架空、塌陷等现象, 坝面是否存在冲沟;其四, 对大坝两侧的排截水沟等设施进行检查, 看是否存在损坏等情况。检查过程中, 一经发现上述情况, 应当及时采取合理、可行的措施进行处理, 以免问题扩大影响大坝的安全稳定运行。此外, 除了要做好日常巡视检查之外, 还应当在每年汛期来临前和汛期过后对大坝进行一次全面检查, 尤其是在暴雨期要加强检查工作。

2) 养护维修

大部分水库在长时间的运行过程中, 都难免会出现一些问题, 若是养护维修不及时或不到位, 这些问题便会不断扩大, 最终会对水库的安全运行构成威胁。故此, 在水库运行管理过程中, 必须加强养护维修工作。要确保坝顶平整, 并及时对坝面的裂缝、坑洼等问题进行修补;不得在大坝上堆放重量过大的物料, 以免引起沉陷;要对大坝的上下游进行经常性的养护, 冬季时应当采取相应的破冰措施, 以此来防止冰冻对大坝的破坏;要对坡面连接位置处的排水沟进行清理和维修, 确保排水系统通畅;当坝体出现裂缝时, 应当做好记录, 并查明引起裂缝的原因, 采取有针对性的措施加以解决处理;严禁在水工建筑物附近进行爆破, 渠道内不得堆放杂物, 建筑出现局部破损时, 要及时维修。

3) 抢险防汛

在汛期来临前, 应当对水库的建筑物及相关设施进行全面检查和维修, 确保闸门灵活、建筑能够安全渡过汛期。同时, 要做好防汛物资的准备的工作, 保证通讯设备正常, 为抢险防汛奠定基础。

1.2 管理措施

1) 加大资金投入力度

水库的运行安全不但关系到当地居民的生活, 而且还与地方经济发展密切相关, 鉴于水库本身的重要性, 必须做好水库的运行管理, 为此, 要不断加大对水库安全运行管理方面的资金投入, 借此来确保管理工作的正常有序进行。

2) 健全管理制度

应建立完善的水库运行安全管理责任制, 将具体工作落实到管理人员, 发挥出他们的潜能, 提高管理工作效率。同时, 要建立健全有效的监督机制。由于水库运行管理是一项长期任务, 为了确保此项工作的稳定进行, 必须加强监督, 这是非常重要的一点。不但要对水库的运行进行监督, 还要对相关管理人员进行监督, 以此来确保水库管理工作的高效实施。

3) 编制应急预案

现阶段, 人们的危机管理意识日益增强, 对各类风险的预防也越来越重视。对于水库运行管理而言, 应当风险评估的基础上, 编制合理可行的应急预案, 这不但有助于提高水库的运行安全性, 而且还能有效降低旱涝灾害所造成的损失。

2 水库优化调度方法研究

大体上可将水库的优化调度方法分为以下几类:常规方法、系统分析方法、智能优化法等。

2.1 常规方法

1) 时历法

采用该方法进行调度优化时, 假定河流的流量等情况与以往类似, 按照原始的资料进行水库调节计算, 在结合水力要素进行统计分析, 并绘制出历时曲线。应用该方法时, 必须确保资料充足和计算准确, 否则很难真实反映出水库的实际情况, 无法为调度提供可靠依据。

2) 数理统计法

该方法主要是借助数学模型以及一些统计特征, 对河流流量的变化规律进行分析, 然后通过计算获得水利要素的频率曲线。

2.2 系统分析方法

1) 线性规划

由于该优化方法的数学模型的约束条件为线性, 故此称为线性规划, 这种方法现已非常成熟, 并且应用也比较广泛, 在水资源的系统规划、施工以及运行管理中均可以应用。

2) 非线性规划

该方法可以有效解决目标函数与约束条件中所含有的非线性函数最优化问题, 可利用该方法构建水库径流补偿调节优化模型, 其唯一的不足是尚无通用的算法, 求解比较复杂。

3) 动态规划

这是进行决策过程最优化求解的一种数学方法, 其能够将多阶段的过程转化为单阶段的过程, 并逐一求解。该方法是目前水库优化调度中应用最为广泛的方法之一, 可利用该方法构建水库优化调度动态模型。但在应用中发现, 水库数量增多时, 向量维数也会随之增加, 针对这一问题, 一些转接学者在现有的基础上对该方法进行进行改进, 并提出了POA, 即逐步优化法。

2.3 智能优化法

随着计算机技术和智能理论的不断发展和完善, 一些智能优化方法被提出, 如人工神经网络、模拟退火、进化算法、遗传算法等等, 这些方法现已被广泛应用于水库优化调度当中。在上述方法中, 遗传算法的适应性较强, 并且具有算法简单、通用性好等特点, 最为适合水库的优化调度计算。

虽然以上方法都具有一定的优点, 也都可以应用于水库优化调度, 但是各种方法都或多或少地存在一些不足, 所以, 在实际应用中, 可将几种方法结合到一起使用, 这样可以取长补长, 有助于水库优化调度问题的解决。

3 结论

总而言之, 水库运行管理及调度是一项较为复杂且系统的工作, 为了确保水库的运行经济性、安全性、稳定性, 应当从技术和管理两个方面采取措施不断加强水库的运行管理。同时, 要选择合理可行的优化调度, 来解决水库的优化调度问题。只有这样, 才能使水库的作用得以最大程度的发挥。

参考文献

[1]谢新民, 陈守煜, 等.水电站水库群模糊优化调度模型与目标协调模糊规划法[J].水科学进展, 1995 (3) .

[2]曹永强, 王本德.模糊随机可靠性理论及其在供水调度中的应用[J].辽宁工程技术大学学报, 2003 (1) .

[3]都金康, 李罕, 不详.防洪水库群洪水优化调度的线性规划方法[J].南京大学学报:自然科技学版, 1995 (2) .

水库调度运行 篇8

Flex是通过java或者.net等非Flash途径, 解释.mxml文件组织components, 并生成相应得.swf文件。

Flex技术包括以下几个主要技术框架:1) 描述应用程序界面的XML语言 (MXML) ;2) 符合ECMA规范的脚本语言 (Action Script) , 处理用户和系统的事件, 构建复杂的数据模型;

3) 一个基础类库;4) 运行时的即时服务;5) 由MXML与Action Script文件生成swf文件的编译器。

2 Flex的实践应用

在黄河水库调度运行信息平台中, 采用了流行的Spring框架, 通过Spring中的Jdbc Template操作数据库。最后, 应用通过Servlet和JSP页面为用户提供前端界面。由于本系统的信息查询更接近于传统的桌面应用程序, 因此, 用Flex重新编写界面会带来更好的用户体验。

2.1 集成Flex到JAVA EE应用

将Flex集成至该Java EE应用需要让Flex和Java EE后端通信。针对Java EE开发的服务器端应用, 可以通过集成Blaze DS, 充分利用AMF协议并能轻易与Flex前端交换数据, 这种方式是Java EE应用程序集成Flex的首选。

尽管现有的应用程序已经有了Facade接口, 但这个接口是暴露给Servlet使用的, 最好能再为Flex定义另一个接口Flex Service, 并隐藏Java语言的特定对象。

现在, Java EE后端与Flex前端的接口已经定义好了, 要完成Java EE后端的接口实现类非常容易, 利用Spring强大的依赖注入功能, 通过几行简单的代码就可以完成。

然后, 我们将Blaze DS所需的jar包放至/WEB-INF/lib/。

Blaze DS所需的所有配置文件均放在/WEB-INF/flex/目录下。Blaze DS将读取services-config.xml配置文件, 该配置文件又引用了remoting-config.xml、proxy-config.xml和messaging-config.xml这3个配置文件, 所以, 一共需要4个配置文件。

由于Blaze DS需要将Java接口Flex Service暴露给Flex前端, 因此, 我们在配置文件remoting-config.xml中将Flex Service接口声明为一个服务。

然而, 按照默认的声明, Blaze DS会去实例化Flex Service对象。对于一个Java EE应用来说, 通常这些服务对象都是被容器管理的 (例如, Spring容器或EJB容器) , 更合适的方法是查找该服务对象而非直接实例化。因此, 需要修改配置告诉Blaze DS通过Factory来查找指定的Flex Service对象。

由于Flex Service对象已经被Spring管理, 因此, 我们需要编写一个Flex Factory告诉Blaze DS如何找到Spring管理的Flex Service的实例。flex Factory在services-config.xml中指定。Flex Factory Impl实现了Flex Factory接口, 该接口完成两件事情:1) 创建Factory Instance对象;2) 通过Factory Instance对象查找我们需要的Flex Service。

Blaze DS查找Flex Service接口的过程:Blaze DS将首先创建Flex Factory的实例——Flex Factory Impl;当接收到Flex前端的远程调用请求时, Blaze DS通过Flex Factory创建Factory Instance对象, 并传入请求的Service ID。在这个应用程序中, 被创建的Factory Instance实际对象是Spring Factory Instance;

Factory Instance的lookup () 方法被调用, 在Spring Factory Instance中, 首先查找Spring容器, 然后, 通过Bean的ID查找Bean, 最终, Flex Service接口的实例被返回。

Property的SOURCE属性由Blaze DS读取XML配置文件获得。

2.2 开发Flex客户端

Flex Builder将会把生成的Flash文件放到项目的web/SkptFlex-debug目录下。

为了能在Flex中实现远程调用, 我们需要定义一个Remote Object对象并列出其所有的方法。

使用强类型的Remote Object接口。这个强类型的Remote Object最好能通过Java EE应用的Flex Service接口自动生成, 这样, 就无需再维护Remote Object的定义。

现在, Java EE后端开发团队和Flex前端开发团队只需协商定义好Flex Service接口, 然后, 利用Java2Action Script, Flex团队就得到了强类型的Flex Service RO类, 而Java EE团队则只需集中精力实现Flex Service接口。

在开发的前期, 甚至可以用硬编码的Flex Service的实现类。每当Flex Service变动时, 只需再次运行Ant脚本, 就可以获得最新的Flex Service RO类。这样, 两个团队都可以立刻开始工作, 仅需要通过Flex Service接口就可以完美地协同开发。

3 应用效果

在黄河下游水库调度运行信息平台中采用了Flex技术有以下的优点:

1) 利用Flex提升开发效率

通过在项目中应用Flex, 提升了开发团队的工作效率。也解决了项目开发前后端无法及时沟通, 需要互相依赖的开发模式。使得前后端开发人员可以专注于自己的工作, 提升工作质量。

2) 利用Flex完善用户体验

Flex本身就是基于富互联网应用 (RIA) 的技术, 继承了Flash在表示层上先天性的美感、除了视觉上的舒适感外, 还天生具备方便的矢量图形、动画和媒体处理接口。通过在黄河水库调度运行信息平台中使用Flex, 为用户提供了界面美观、交互方便的应用系统。

摘要：黄河水库平台信息管理系统采用了流行的Spring框架, 通过Spring中的JdbcTemplate操作数据库, 最后, 应用通过Servlet和JSP页面为用户提供前端界面, 用Flex重新编写界面会带来更好的用户体验。通过集成Flex到JAVA EE应用和开发Flex客户端的方式实现了Flex在黄河水库调度运行信息平台中的应用。

白石水库度汛调度方案 篇9

兴建白石水库是辽宁省为了治理大凌河水患, 开发利用大凌河水资源而采取的一项战略决策。水库建成后, 下游防洪标准可由20年一遇提高至50年一遇。水库每年向阜新、锦州等城市提供工业用水2.02亿m3, 向辽河三角洲地区提供农业用水2.67亿m3, 增加水田1.33万hm2, 并可提高滨海地区1.53万hm2苇田供水保证率52%, 年发电2 213万k W·h, 年产鱼340 t。它的建成将缓解辽西地区严重缺水局面, 对辽西地区乃至全省国民经济发展都将起到重要作用。白石水库是一座以防洪、灌溉、供水为主兼顾发电、养鱼等综合利用的大I型水利枢纽工程, 是大凌河流域第一期开发的控制性骨干工程。2000年主体工程基本完工后, 白石水库度汛方案的实施对治理大凌河水患, 开发利用大凌河水资源起到了决定性的作用。

1 白石水库初期度汛调度方案

白石水库2000年年底主体工程基本完工后, 大坝及枢纽建筑物具备投入正常运行条件。2001年年底库区127.5 m高程以下移民全部动迁完毕, 但由于库区淹没迁建的铁路和北大公路2个专项不能及时进行, 且下游工农业用水配套工程建设推迟, 根据水利厅意见, 省政府在1997年9月17日139次省长办公会上已经决定“白石水库建成初期采用低水位运行方案”。白石水库建设管理局委托辽宁省水利水电勘测设计研究院, 制定了白石水库初期运行方案, 并经水利厅组织专家审查通过, 根据“初期方案”的运行原则, 2001—2011年先后执行了如下度汛方案[1,2,3,4]。

1.1 2001—2002年

1.1.1 汛期水库主要防洪任务。

承担建库后下游50年一遇洪水, 义县站不超过11 900 m3/s, 库区20年一遇洪水回水不影响北大公路, 50年一遇洪水回水不影响金岭寺铁路桥。确定水库死水位为108.0 m, 防洪限制水位为113.0 m, 正常蓄水位为115.0 m。对于超标准洪水采取保坝措施, 库区组织逃险, 尽量减少损失。

1.1.2 汛期水库调度方式。

汛期开始时应保持防洪限制水位不超过113.0 m, 当入库流量等于或超出800 m3/s时, 12个底孔控制泄洪, 使坝前水位降至死水位108.0 m;水位在108.0~118.0 m时, 全开12个底孔;118.0~121.5 m时, 关6个底孔, 和下游错峰;水位高于121.5 m全开12个底孔;当大于50年一遇洪峰 (特大洪水) 入库时, 增加表孔泄流。

1.2 2003年

1.2.1 汛期水库主要防洪任务。

建库后下游防洪标准由20年一遇洪水提高至50年一遇洪水, 义县站不超过11 900m3/s, 库区20年一遇洪水回水不影响北大公路, 50年一遇洪水回水不影响金岭寺铁路桥。确定水库死水位为108.0 m, 防洪限制水位提高到115.0 m, 正常蓄水位为118.0 m。对于超标准洪水采取保坝措施, 库区组织逃险, 尽量减少损失。1.2.2汛期水库调度方式。汛期开始时保持防洪限制水位不超过115.0 m, 当入库流量等于或超出800 m3/s时, 12个底孔控制泄洪, 使坝前水位降至死水位108.0 m;水位在108.0~118.0 m时, 全开12个底孔;118.0~121.5 m时, 关6孔底孔, 与下游错峰;水位高于121.5 m时, 全开12底孔;当大于50年一遇洪峰 (特大洪水) 入库时, 启用表孔泄流, 当水位达132.7 m时采取保坝措施。

1.3 2004年

1.3.1 汛期水库主要防洪任务。

下游防洪标准由建库前20年一遇提高至50年一遇, 库区50年一遇标准洪水回水不影响金岭寺铁路桥 (因北大公路动迁专项已经完成) 。水库死水位为108.0 m, 防洪限制水位为116.0 m, 正常蓄水位为120.0 m。对于超标准洪水应采取保坝措施, 库区组织逃险, 尽量减少损失。

1.3.2 汛期水库调度方式。

汛期开始时保持防洪限制水位不超过116.0 m, 当入库流量等于或超出1 000 m3/s时, 12个底孔逐渐开启, 使坝前水位降至113.0 m;水位在114.0~119.8 m时, 全开12个底孔;水位在119.8~123.0 m时, 关6孔底孔, 与下游错峰;水位在123.0~130.7 m时, 全开12底孔;水位在130.7~132.7 m时, 全开12底孔, 并且开11孔表孔开度为5 m;当水位高于132.7 m时, 12底孔、11孔表孔全开泄流, 保护大坝安全。

1.4 2005—2011年

1.4.1 汛期水库主要防洪任务。下游防洪标准由建库前20

年一遇提高至50年一遇, 水库死水位为108.0 m, 防洪限制水位为116.0~118.0 m动态控制, 正常蓄水位为120.0 m。对于超标准洪水采取保坝措施, 库区组织逃险, 尽量减少损失。

1.4.2 汛期水库调度方式。

库水位在116.0~118.0 m时, 当入库流量大于1 000 m3/s时, 开6个底孔泄流;当入库流量大于2 000 m3/s时, 开7~12个底孔泄流。库水位在118.0~119.0 m时, 开12个底孔泄流。库水位在119.0~123.5 m时, 开6个底孔泄流, 与下游洪水错峰。库水位在123.5~124.3 m时, 全开12个底孔泄流。库水位在124.3~130.7 m时, 全开12个底孔泄流, 1个表孔开5 m泄流。库水位在130.7~132.7 m时, 全开12个底孔泄流, 11个表孔开5 m泄流。库水位在132.7 m以上时, 全开泄流设备泄洪, 确保大坝及枢纽安全。

2 白石水库正常运用期度汛调度方案

2.1 完全实现设计标准

锦承线铁路正式动迁后, 白石水库将按照设计标准进入正常运用阶段 (预计从2015年开始) 。下游防洪标准由建库前20年一遇提高至50年一遇, 水库死水位为108.0 m, 相应库容为1.30亿m3, 防洪限制水位为125.6 m, 相应库容为8.9亿m3, 正常蓄水位为127.0 m, 相应库容为10亿m3。对于超标准洪水应采取保坝措施, 库区组织逃险, 尽量减少损失[5,6]。

2.2 汛期水库调度方式

库水位在125.6 m、入库流量洪峰大于1 000 m3/s时, 开1~6个底孔泄流, 保持库水位不超过125.6 m。当入库流量大于2 000 m3/s时, 开7~12个底孔泄流。库水位在126.0~127.0 m时, 开12个底孔泄流。库水位在127.0~128.0 m时, 开6个底孔泄流, 和下游洪水错峰。库水位在128.0~130.0 m时, 全开12个底孔泄流。库水位在130.0~130.7 m时, 全开12个底孔泄流, 1个表孔开5 m泄流。库水位在130.7~132.7 m时, 全开12个底孔泄流, 11个表孔开5 m泄流。库水位在132.7 m以上时, 全开泄流设备泄洪, 确保大坝及枢纽安全。

3 上下游工农业供水调度方案

白石水库为多年调解, 自2001年正式实施低水位运行以来, 至2011年逐渐承担了以下8项供水任务。在满足水库度汛要求的同时, 尽量满足下游工农业用水的要求, 水库年平均调度水量3.0亿m3左右。

3.1 引白入园供水工程

北票市“引白入园”供水工程2010年8月10日建成投入使用, 是在下府乡白石水库岸边打2眼大口集水井, 通过伸向库中的2条800 m长集水明渠集水, 由水泵加压通过DN 700 mm管道向北票市工业园区供水, 设计日取水能力为4万m3, 工程由北票市政府承建。白石水库在供水管线途中修建阀室一处, 并安装控制阀门和水量计量设备进行供水计量, 一般情况下保证供水率为100%。

3.2 引白入北供水工程

引白入北供水 (一期) 工程2010年10月建成运行, 从白石水库采用河床渗滤取水进入集水深井, 由水泵抽水通过DN800球磨铸铁管路给北票市城市用水, 设计日取水量5万m3, 工程由北票市政府承建。白石水库在供水管线途中修建阀室一处, 并安装控制阀门和水量计量设备进行供水计量, 一般情况下供水保证率为100%。

3.3 引白济阜供水工程

引白济阜引水工程设计分2期实施, 现已完成一期工程于2009年10月投入使用, 设计日取水能力为16.5万m3;二期引水工程目前也开始筹建, 设计日取水能力为12万m3, 该2期工程均由阜新市政府承建。引白济阜引水工程从白石水库集中供水头部取水, 白石水库集中供水头部工程设有控制阀门及水量计量设备可同时对多个用水户进行供水, 供水保证率为97.7%以上。

3.4 东郭苇场灭碱压蒲供水

白石水库每年向水库下游东郭苇场供水4 000万m3 (实用水量) , 供水期为每年的5月25日至6月30日, 白石水库通过河道向下游供水, 苇场在河道设泵站进行提水灌溉。灌溉用水量通过水库出流控制, 白石水库供水处不定期对泵站取水进行监督检查, 严防水量浪费行为, 供水保证率为75%以上。

3.5 凌海灌区农业供水

白石水库每年向水库下游凌海灌区 (2 000 hm2稻田) 供水6 000万m3, 供水期为每年的4月15日至9月16日, 白石水库通过河道向下游供水, 灌区通过河闸将河水引入灌区进行灌溉。灌溉用水量通过水库出流控制, 白石水库供水处不定期对灌区渠道取水进行监督检查, 严防水量浪费行为, 供水保证率为75%以上。

3.6 锦州华润电力公司供水

锦州华润电力在水库下游河道通过泵站进行提水作为机组冷却用水, 年用水量300万~500万m3。白石水库在电厂内设有计量水表, 从而对供水量进行计量, 供水处定期对其进行巡查记录, 严防水量浪费行为, 一般情况下保证供水率为100%。

3.7 义县城市供水

水库下游45 km处的义县城市供水, 也是由河道抽水供水, 年用水量约800万m3, 计量方式通过流量表计量, 白石水库供水处定期对其进行巡查记录, 严防水量浪费行为, 一般情况下供水保证率为100%。

3.8 下游河道最小环境需水量供水

白石水库采用1台200 k W小机组非汛期向下游河道提供生态环境供水, 水库供水量为2.0 m3/s。

参考文献

[1]石评杨, 尹法.岳城水库除险加固固工程安全度汛方案的制定[J].海河水利, 2011 (5) :16-18.

[2]马世红.头屯河水库除险加固中的防洪度汛及供水安全预案[J].科技资讯, 2010 (36) :29.

[3]石勇.信阳市尖山水库安全度汛措施[J].河南水利与南水北调, 2010 (8) :10-11.

[4]邵志平, 葛捍东.枫坑水库除险扩容工程优化变更度汛方案探索与实践[J].中国水能及电气化, 2010 (1) :40-44.

[5]吕志升.加强小型水库度汛安全管理的路径分析[J].科技资讯, 2011 (12) :159.

水库优化调度研究现状分析 篇10

1 单一水库优化调度的研究

我国开展单一水库优化调度的研究与应用始于60年代。1963年, 谭维炎根据动态规划理论, 建立了一个长期调节水电站水库的优化调度模型.并在狮子滩水电站的优化调度中得到应用。1979年, 张勇传、熊斯毅等在建立拓溪水电站水库优化调度模型时, 用时空离散简单马可夫过程描述径流过程, 将时段入流由短期预报提供, 寻优方法采用可变方向探索法, 虽然绘制优化调度图仍用贝尔曼优化原理, 但由于引进了惩罚项, 因而提高了调度图的可靠性。

1986年, 张玉新、冯尚友建议了一个多维决策的多目标动态规划模型, 以多目标中某一目标为基本目标, 而将其它非基本目标作为状态变量处理, 求解方法仍基于一般的动态规划原理, 该法实质上是单目标动态规划法在多目标问题中的应用, 因此, 随着维数的增加.计算工作量必然增加较多。为克服这一问题, 张玉新、冯尚友又提出了一个称之为多目标动态规划迭代法的求解方法, 该法的核心是构造一个三级段函数, 计算效率有所提高。在研究以发电量和淤积量为目标的水沙联合优化调度中, 用该法求出非劣解集后再随用均衡规划法选出满意的调度方案。

2 水库群优化调度的研究

随着水资源和水电的不断开发利用, 水库群已成为最常见的水利枢纽系统。水库群优化调度虽以单一水库优化调度的理论和方法为基础, 但也不断有新的方法出现。研究开始于80年代初, 当时谭维炎、刘健民等在研究四川水电站水库群优化调度图和计算方法时, 提出考虑保证率约束的优化调度图的递推计算方法。1981年, 张勇传利用大系统分解协调的观点, 对两并联水电站水库的联合优化调度问题进行了研究, 先把两库联合问题变成两个水库的单库优化问题, 然后在两水库单库最优策略的基础上引入偏优损失最小作为目标函数, 对单库最优策略进行协调, 以求得总体最优。

1982年, 熊斯毅根据系统分析思想, 提出了水库群优化调度的偏离损失系数法, 采用马可夫模型描述径流过程, 偏离损失系数是通过逐时段求解最优递推方程求得的, 因此能反应面临时段效益和余留期影响, 不仅形式简单, 使用方便, 而且理论上比较完善, 该法在湖南拓溪—风滩水电站水库群的最优调度中得到了应用。1988年, 胡振鹏提出了大系统多目标决策分析的分解—聚合方法, 将库群多年运行的整体优化问题分解为按时间划分的一系列运行子系统, 在各子系统优化的基础上, 将各水库提供的年内运行策略聚合成上一级系统, 并由聚合模型描述和确定水库群的多年运行过程和策略, 该法为解决跨流域供水水库群联合运行中多库、多目标、多层次、调节周期长和计算时段多等复条情况提供了有效方法, 在解决丹江口水库防洪与兴利两个目标的优化调度时也应用了该法。

1991年, 吴保生等提出了并联防洪系统优化调度的多阶段逐次优化算法, 该法由三阶段于模型和跨阶段子模型组成, 以时间向后截取的防洪控制点过程的峰值最小为目标函数, 成功地解决了河道水流状态的滞后影响。1994年, 都金康等以针对上述吴保生等提出的方法寻优速度较馒的缺点, 提出了—种简便高效的水库群防洪调度逐次优化方法。

3 模糊动态优化调度的发展

上述水电站水库优化调度的研究和应用, 把入库流量过程或者视作确定性的, 或者视作随机性的, 但事实上水文现象还具有一定的模糊性。1970年Bellman和Zadeh共同提出了融经典动态规划技术与模糊集合论于一体的模糊动态规划法, 为水库优化调度开辟了一条新途径。1988年, 陈守煜提出多目标、多阶段模糊优选模型的基本原理和解法, 把动态规划和模糊优选有机结合起来。同时提出了系统层次分析模糊优选模型, 这些研究成果为水库模糊优化调度的深入研究奠定了理论基础。

1994年, 王本德等提出了梯级水库群防洪系统多目标洪水调度的模糊优选模型, 将N级有调节能力的水库顺流向分为N个阶段, 泄流过程为状态。调度方案由泄流设备开启高度构成并定义为决策, 对应前阶段不同泄流过程的可行方案集为本阶段可行方案集, 最后阶段的可行方案集为梯级水库群的可行方案集, 系统的阶段目标值矩阵的阶段数, 逐阶段增加, 逐级传递下泄过程与记录方案组合, 计算目标值, 直至最后阶段, 由阶段递推矩阵的合成。利用模糊优选原理与技术, 实现方案优选。该模型分别在丰满—白山梯级防洪系统和渭河—南城子—柴河串并联水库消防洪系统的优化调度中得到应用。2001年, 农卫红利用半结构性决策系统模糊优选理论研究了青狮潭水库水资源综合利用多目标规划问题, 半结构性决策是指既有定量目标, 又有难以量化的定性目标的多目标决策。

4 计算机智能优化调度

近年来, 计算机技术的不断发展使得大规模的数据处理成为可能, 这使得基于计算机技术的智能仿生算法有了较大的发展并被广泛应用于许多领域。

1994年, 韦柳涛在基因遗传算法基本原理基础上, 增加了区域变化这一重要环节, 采用信息载体结构记录信息, 提出了一种具有自适应杂交与自适应突变功能的启发式基因遗传算法 (NGA) , 并相应建立了电力系统机组组合优化和水电经济调度的基因遗传模型。同时, 他提出了基于遗传交换操作的神经网络训练方法, 该方法克服了训练方法中易陷入局部极小值的缺陷, 且速度较常规算法快, 便于应用。

2004年, 胡明罡利用多目标规划的思想方法, 结合遗传算法和神经网络方法建立了多沙河流水库水沙联调的多目标规划模型, 并采用神经网络预测方法计算水库泥沙淤积量。该模型为协调水库发电效益和排沙减淤之间的矛盾提供了一个新的途径, 所提出的算法是建立在非线性整体求解的理论基础之上的, 因此可以克服动态多目标规划的“维数灾”。实例研究表明, 本模型可以较好的模拟和优化水库运行状态。

参考文献

[1]张玉新, 冯尚友.多维决策的多目标动态规划及其应用, 水利学报.

[2]胡振鹏.大系统多目标决策分析的分解-聚合方法, 原理与应用, 武汉:武汉水利电力学院.

[3]王本德, 周惠成, 程春田.梯级水库群防洪系统的多目标洪水调度决策的模糊优选, 水利学报.

灌区多水库联合优化调度研究 篇11

相对单库调度而言,多水库联合供水系统增加了水库间的调水量,在实际操作中则需要增加调水规则来指导水库调度。调水时机和调水规模是决定调水规则的关键因素,这两个方面的合理确定则依赖于供水系统的目标,即不同的供水目标会生成不同的调水规则。对缺水区域而言,如何合理分配有限的水资源,减少缺水损失系统风险是人们普遍关注的热点问题。为此,本文从风险最优化的角度建立多水库联合模拟优化调度模型。同时优化确定调水规则、供水规则以及调水规模,最终依据优化结果计算出各水库区用水户供水量,并应用于高关-短港水库的实际调度。

1 模型介绍

1.1 目标函数

基于供水系统全局缺水风险最小化的多水库联合模拟优化调度模型,是将缺水风险纳入目标函数中,目标函数包括缺水风险最低、弃水量最小、调水时段数最小,目标函数如下式:

式中:决策变量x,y,z分别为各水库调水控制线、供水限制线、和调水水库的最大调水规模;T为总时段数;Rt为缺水时段;SUi为i水库的弃水量;N为水库的个数;wE,WSU和WT分别为各子目标的权重。

1.2 约束条件

(1)水量平衡约束:

式中:Vt+1为t时段末蓄水量;Vt为t时段初蓄水量;It为t时段径流量;Qt为t时段供水量;为t时段蒸发渗漏损失量;SUt为t时段弃水量;Dt为t时段调水量。

(2)水库蓄水能力上下限约束:

式中:Vmin,Vmax分别为水库蓄水能力的上下限。

(3)决策变量上下限约束:

(4)水库库容-面积-水位特征曲线:

式中:f(Vi,t)为水位-库容曲线函数;f(Si,t)为库容-面积曲线函数。

(5)限制供水能力不超过允许破坏深度:

式中:α1为工业生活的供水限制系数;α2农业供水限制系数。

(6)非负约束:模型中所有变量均为非负。

1.3 缺水风险指标

(1)缺水风险的计算式子如下:

式中:Rt为缺水时段;T为供水系统总时段数;SN表示供水系统缺水总时段数。

缺水指数综合考虑了各缺水年发生的频率和缺水量。

(2)平均易损性是用来刻画供水破坏造成后果的严重程度,本文采用平均缺水率表示易损性,计算式子如下:

式中:st表示第t个计算时段的缺水量;dt表示第t个计算时段的需水量;T表示供水总历时。

1.4 模型求解

基本粒子群算法在运行过程中,很容易陷入局部最优解[11],为避免出现局部最解,出现早熟收敛的现象,采用并行多种群混合进化的粒子群算法(PMSE-PSO)。PMSE-PSO法的具体步骤如下:①算法在可行域范围内随机产生M×N个粒子,其中M为子群体个数,N为每个子群体中粒子的个数,并计算每个粒子的目标函数值;②将粒子按目标函数值从小到大的顺序进行排序;③按照分配规则将总群体分成M个子群体,每个子群体中粒子的个数为N;④利用PSO算法进化每个子群体;⑤经过一定迭代次数后,将子群体进行混合,使所有粒子进行信息交流,并将每个粒子按目标函数值重新进行排序;⑥如果满足终止准则则退出;否则回到步骤③。

2 实例应用

2.1 研究区概况

高关水库灌区位于湖北省京山县以北大富水流域,高关水库灌区内有1座大型水库、1座中型水库、58座小型水库以及13 893处塘堰作为灌溉水源,设计灌溉面积2.56万hm2。其中高关水库是灌区的骨干调节水库,它位于湖北省京山县北部的大富水河上游,是汉北水利总体建设规划中的一座以灌溉为主,兼有防洪、发电、养殖等综合效益的大(Ⅱ)型水库,水库控制面积303km2,总库容20 108万m3,兴利库容15 432万m3,补水至大富水及渔子河水库。

短港水库位于应城北部杨河镇境内,是一座中型水库,最大蓄水面积1 023hm2,最大水深16m。短港水库拦截大富水,承雨面积70km2,总库容6 967万m3,兴利库容4 141万m3,水库的主要功能是灌溉供水,设计灌溉面积0.8万hm2,有效灌溉面积0.47万hm2。

2.2 模型求解与结果分析

为缓解水资源紧缺、提高生活及工业用水保证率,充分利用高关水库与短港水库之间的库容差异以及水文差异,在满足自身需水的情况下,高关水库向短港水库调水,使供水系统缺水风险最低。本文选取1973-2013年的长系列资料,以2013年为现状水平年,以月为计算时段,运用上述模型优化求解短港水库和高关水库调水规则,计算各水库的供水量、缺水量,以及相关计算参数(wE为0.35,wSU为0.42和wT为0.23),进而得到缺水风险和平均易损性(见表1和表2),并与单库调度结果对比分析。

从表中结果分析,单库调度时短港水库灌区的生活用水5%缺水损失程度的缺水风险为0.271 4,P=10%缺水损失程度的缺水风险为0.261 2,P=20%缺水损失程度的缺水风险为0.246 9,虽然缺水风险比较低,但是并没有满足生活供水保证率要求(90%),而在双库联调中,短港水库的P=5%缺水损失程度的缺水风险为0.059 2,P=10%缺水损失程度的缺水风险为0.057 1,P=20%缺水损失程度的缺水风险为0.055 1,生活供水保证率达到95%左右,而且生活用水的平均缺水率(平均易损性)为0.081 3。这说明在高关水库灌区基本保证自身供水的条件下,向短港水库调水大大降低了短港水库灌区的生活供水的缺水风险,充分利用了系统水资源。高关灌区水资源充足,各部门用水的满足程度很高,缺水风险很低。其工业和生活供水的保证率达到90%左右,农业供水保证率为85%左右。向短港水库供水后,仅对工业和农业供水产生了一些影响,工业缺水风险仅升高了1%左右,农业风险升高了30%。虽然高关水库经两库联调后的平均易损性较单库时有所升高(生活供水从单库供水的0升为0.039 8,工业供水从单库供水的0.0406升为0.079 8,农业供水从单库供水的0.125 7降为0.240 8),但对供水保证率的影响却不大,却大大降低了供水系统全局平均易损性,这是运用该模型使高关水库对短港水库进行了水量补偿。

单库调度时短港水库灌区的工业用水P=5%缺水损失程度的缺水风险为0.551 0,P=10%缺水损失程度的缺水风险为0.542 9,P=20%缺水损失程度的缺水风险为0.528 6,并且平均缺水率为0.440 4,发生5%至20%缺水损失程度的概率只有2.24%,这表明极端的缺水损失比较严重,集中破坏大,不利于当地经济的可持续发展。经高关水库调水后,P=5%缺水损失程度的缺水风险为0.893 9,P=10%缺水损失程度的缺水风险为0.138 8,P=20%缺水损失程度的缺水风险为0.134 7,并且平均缺水率为0.142 5,发生5%至20%缺水损失程度的概率为75.92%,意味着避免了工业用水极端的缺水损失。单库调度时短港水库灌区的农业用水P=10%缺水损失程度的缺水风险为0.459 2,P=20%缺水损失程度的缺水风险为0.455 1,P=30%缺水损失程度的缺水风险为0.453 1,并且平均缺水率为0.421 0,发生10%至30%缺水损失程度的概率只有0.61%,这表明极端的缺水损失比较严重,集中破坏大,不利于当地农业的可持续发展。经高关水库调水后,P=10%缺水损失程度的缺水风险为0.553 1,P=20%缺水损失程度的缺水风险为0.553 1,P=30%缺水损失程度的缺水风险为0.163 3,并且平均缺水率为0.260 1,发生5%至20%缺水损失程度的概率为38.98%,表明极端缺水损失程度明显降低。

3 结语

(1)在高关水库灌区基本保证自身供水的条件下,向短港水库调水大大降低了短港水库灌区的生活供水的缺水风险,生活供水达到了供水保证率要求,并且避免了工业用水极端的缺水损失造成的集中破坏。而高关水库灌区的缺水风险没有明显升高,因此供水系统全局缺水风险最优,充分利用了水资源,保证了两个灌区的可持续发展。

(2)经高关水库向短港水库调水后,短港灌区的各用水部门的平均易损性明显降低,虽然高关水库灌区各用水部门的平均易损性略有升高,但并没有影响本灌区的供水保证率,充分发挥了水库兴利效益,缓解了短港灌区的水资源短缺矛盾。

(3)本文建立的模型具有普遍意义,可以推广到多个并联水库向一个水库调水,从供水系统全局缺水风险最低的角度,同时优化确定调水规则、供水规则及最大调水规模,在调水量未知的情况下,优化调度模型,把调水水库最大调水规模为决策变量之一,然后把优化得到的最大调水规模作为本流域最后一个虚拟的用水户进行供水,进而确定各时段实际调水量和用水户供水量。

摘要：针对调水量与调水时机不确定的问题,建立基于供水系统全局风险最小化的多水库联合模拟优化调度模型,采用并行多种群混合进化的粒子群算法(PMSE-PSO)全局优化确定满足各水库供水要求的水库群调水规则和供水规则,并优化确定调水水库的最大调水规模,最后根据优化规则及调水规模进行水库调度计算,进而求出各计算时段调水量以及各水库区用水户供水量。本模型从缺水区域风险最优化的角度,优化确定水库供水限制线、调水控制线和调水水库的最大调水规模,模拟各时段实际调水量和不同用水户供水优先次序的供水量,实现了多水库联合调度的技术突破,为水库调度决策部门提供了一个新的调度思路。通过高关-短港水库灌区的实例应用,证明了该模型的科学性和有效性。

关键词：灌区,优化调度,缺水风险,平均易损性

参考文献

[1]王强,周惠成,梁国华,等.浑太流域水库群联合供水调度模型研究[J].水力发电学报,2014,(3):42-54.

[2]NalbantisI,Koutsoyiannis D.A parametric rule for planning and management of multiple-reservoir systems[J].Water Resource Research,1997,33(9):2 165-2 177.

[3]Yeh WWG.Reservoir management and operations models:A state-of-the-art review[J].Water Resources Research,1985,21(12):1 797-1 818.

[4]刘本希,廖胜利,程春田,等.库群长期优化调度的多核并行禁忌遗传算法[J].水利学报,2012,43(11):1 279-1 286.

[5]彭安帮.跨流域水库群引水与供水联合优化调度研究[D].辽宁大连:大连理工大学,2015.

[6]张皓天.受水区供水水库(群)优化调度方法研究及应用[D].辽宁大连:大连理工大学,2013.

[7]刘娜.跨流域水库群联合优化调度应用研究[D].辽宁大连:大连理工大学,2015.

[8]郭旭宁,胡铁松,吕一兵,等.跨流域供水水库群联合调度规则研究[J].水利学报,2012,(7):757-766.

[9]王国利,梁国华,曹小磊,等.基于协商对策的群决策模型及其在跨流域调水方案优选中的应用[J].水利学报,2010,41(5):624-629.

[10]方红远,甘升伟,花金祥.干旱期水库供水风险分析的多目标规划法[J].水力发电学报,2007,26(2):14-18,26.