长江上游大型水库运用对三峡水库汛末蓄水影响的初步分析

三峡上游大型水库逐渐增多,上游水库在蓄水期内的集中蓄水明显削减了中下游径流,导致蓄水期内用水矛盾突出,也增加了三峡水库蓄不满的机率,影响三峡水库综合效益的发挥。通过分不同水平年模拟上游已建、在建和拟建水库的长系列运行,比较各控制站长系列径流与天然径流的差别,重点分析三峡水库蓄水期各站径流受上游大型水库运行的影响。同时,在所得模拟后长系列的基础上,对三峡水库按既定蓄水规则模拟蓄水计算,分析不同水平年三峡水库的蓄水受上游大型水库蓄水的影响程度。     

黄河宁蒙段河道水沙输移过程的仿真分析

通过建立河道水沙仿真系统模型,系统的模拟了天然状态下宁蒙河道泥沙的输移过程,并与现状条件下该河段泥沙输移过程进行比较.结果表明:龙羊峡和刘家峡水库建成运行后,由于水库拦蓄作用,宁蒙河段入口下河沿站1969-2003年累计减少输沙量25.9966×108t,说明上游梯级水库的蓄水拦沙作用显著地减轻了宁蒙河段的淤积过程.宁...     

黄河中下游水库群-河道水沙联合动态调控

为优化黄河中下游水库群运行方式,充分发挥水库群-河道联合调控水沙的优势和潜力,以黄河中下游水库群和河道为研究对象,研究水库群-河道水沙联合动态调控方法,构建水库群-河道水沙联合动态调控互馈指标、互馈模式、调控原则和调控方式,研发水库群-河道水沙联合动态调控模拟模型,分析黄河中下游现状工程调控效果。结果表明,未来黄河来沙量8亿~3亿t情景下,水库群-河道水沙联合动态调控方法综合兼顾水库和河道减淤,可延长水库拦沙年限4~9 a,在较长时期内改善进入下游的水沙关系协调度,下游河道总淤积量较少,河槽最小平滩流量增大200~250 m3/s。     

黄河上游连续枯水段分析与设计检验

本文根据实测、调查、历史和模拟生成四种水文资料,对黄河上游年径流的干旱持续现象,进行了综合分析论证。结果表明,黄河上游干旱持续现象是明显的,1922～1932年连续11年枯水段是存在的。利用水文模拟技术生成的系列,对各种不同干旱持续长度的年径流,进行了频率分析,并对具有多年调节水库的龙羊峡水电站的水能规划设计进行了合理性检验。认为1922～1932年连续干旱的程度特别严重,其重现期远较过去的估值为高。运用本研究成果,分析龙羊峡水库和电站的运行设计,可以取得更大的水能和综合利用效益。     

龙羊峡水库地震诱发机制及危险性预测

本文首先对龙羊峡水库地震活动期间的水压位移场、水压应力场和固体潮应力张量进行了计算;然后分析了此期间的微震活动与各种因素的关系,从而提出本区水库地震的诱发过程是“库水渗透——提高岩体局部段的现今应力水平——库水荷载效应和固体潮该为张量的联合激发作用——裂纹串通(或扩展)——发震”的观点;最后在此基础上对龙羊峡未来水库地震危险性进行了预测。     

应对干旱的黄河干流梯级水库群协同调度

科学控制梯级水库蓄泄过程是减少旱灾损失的重要手段。以减少干旱年份流域缺水量和优化缺水时空分布为目标,构建应对干旱的梯级水库群多时空尺度协同优化调度模型。采用交互式与改进粒子群优化方法,外层寻求多年调节水库旱限水位最优控制,内层优化梯级水库群年内蓄泄过程,实现流域水资源年际调控、年内优化、库群协同、空间协调。以2014年的黄河流域重旱为例,通过模型优化提出2012—2014年龙羊峡水库旱限水位及梯级水库群年内蓄泄过程,结果表明:通过龙羊峡水库旱限水位控制实现跨年度补水,控制各年度缺水率在4.9%~5.7%之间,通过水库群出库过程优化控制不同区域各时段缺水均匀分布,将农业缺水率控制在7.0%~11.0%之间,显著减轻了旱灾损失。     

应对干旱的黄河干流梯级水库群协同调度

科学控制梯级水库蓄泄过程是减少旱灾损失的重要手段。以减少干旱年份流域缺水量和优化缺水时空分布为目标,构建应对干旱的梯级水库群多时空尺度协同优化调度模型。采用交互式与改进粒子群优化方法,外层寻求多年调节水库旱限水位最优控制,内层优化梯级水库群年内蓄泄过程,实现流域水资源年际调控、年内优化、库群协同、空间协调。以2014年的黄河流域重旱为例,通过模型优化提出2012—2014年龙羊峡水库旱限水位及梯级水库群年内蓄泄过程,结果表明:通过龙羊峡水库旱限水位控制实现跨年度补水,控制各年度缺水率在4.9%~5.7%之间,通过水库群出库过程优化控制不同区域各时段缺水均匀分布,将农业缺水率控制在7.0%~11.0%之间,显著减轻了旱灾损失。     

黄河上游径流预报的灰色拓扑方法

以龙羊峡水库年平均入库流量预报为例，根据灰色系统理论的建模方法，利用龙羊峡水库入库水量代表站唐乃亥水文站的实测径流资料，建立了一个ＧＭ（１，１）拓扑预测模型，用于黄河上游径流的长期预报，并取得了较为满意的结果。     

梯级水库下游洪水概率分布的计算方法

推求受梯级水库调洪影响后下游断面洪水的概率分布，是水资源系统规划设计中的重要问题。本文分析了国内外现行计算方法及其存在问题，提出了随机模拟和概率组合离散求和两种方法，并通过黄河上游龙羊峡与刘家峡两座大型水库及其下游兰州市所组成的防洪系统进行实际验证，证明了该方法具有明显的优越性。     

龙羊峡～刘家峡河段梯级水库施工洪水分析

黄河上游龙羊峡至刘家峡河段,全长438公里(包括龙羊峡水库长度),集中落差795米,年发电量350.4亿度。它集中了龙羊峡至青铜峡河段利用水头的74％,年发电量的70％,是公元2000年以前国家重点开发的河段之一。该河段规划有龙羊峡、拉西瓦、李家峡、公伯峡、积石峡、寺沟峡、刘家峡等7座水电站。除刘家峡水电站已经建成和龙羊峡水电站正在施工外,还有5座水电站尚待开发。黄河上游     

黄河上游春季径流的特征

本文指出,在唐乃亥以上的黄河上游干流融雪径流是3月下旬至6月上旬期间径流量的主要成份,所占比例在40％以上。据此,对NOAA/TIROS气象卫星云图的积雪遥感信息应用于黄河上游春季融雪径流预报进行了尝试。根据1987年龙羊峡水库实测资料验证,预报精度在80％以上,基本符合业务预报要求。     

概化的Tank模型及其在龙羊峡水库汛期旬平均入库流量预报中的应用

Tank模型（又称为水箱模型），是一种用于流域径流预报的确定性水文模型，根据龙羊峡水库入库主要产流区－－黄河上游唐乃亥水文站以上流域下垫面条件下产汇流特性，将其概化为以降雨量为输入，径流量为输出的单孔出流的线性水箱，工用于该水库汛期旬平均入库流量的预报，经对历史资料进行拟合和试验预报的 结果表明，该模型具有较高的预报精度，现已应用于黄河上游龙羊峡水库汛期旬平均入库来水量的中期预报中，取得了十分显著的经济效益。     

黄河上游龙羊峡水库春季入库流量预报模型研究

The catchment above Longyangxia Gorge in the upper Yellow River basin is situated in the northeast of the Tibetan Plateau. Meltwater from snow is the main water supply to the rivers in this region during spring (late March to early June). In this paper, the study target is the inflow to the Longyangxia Reservoir, the largest reservoir in the upper Yellow River basin, during late March to early June. Then a mid-term operational runoff prediction model based on snow cover data from AVHRR images of NORR meteorological satellite and ground surface hydro-meteorological data, called double sifting and stepwise regression model, is presented to forecast the inflow during this period. Examining at the reservoir shows that the forecast accuracy is satisfying.     

龙羊峡、刘家峡水库运用对黄河上游水沙关系的调控机制

依据龙羊峡、刘家峡水库进出库水沙定位观测资料,根据河流动力学原理,分析了水库运用对径流泥沙过程的调节作用及其影响,揭示了水库对其下游河道水沙关系的调控机制。结果表明:①大型水库运用对进、出库径流泥沙的调节作用与水库的运用方式有关,多年调节的龙羊峡水库对径流为线性调控,对泥沙为非线性调控,而不完全年调节的刘家峡水库对径流、泥沙均为线性调控;②水库运用对其下游河道水沙关系具有很强的干扰作用,主要是打破了天然条件下河道通过长期自动调整所形成的输沙规律,改变了挟沙水流的本构关系;③大型水库运用对水沙关系动力学机制的影响主要归因于重新调整了挟沙水流的平衡条件,使洪水传播过程中切应力降低,临界弗劳德数增大,改变了相对平衡输沙状态,挟沙水流则需通过淤积增大比降,满足临界弗劳德数状态下的水流切应力要求,重新实现挟沙水流的平稳状态,从而致使水沙关系发生相应变化。     

长江中下游河道冲淤演变的防洪效应

近年来长江中下游来沙量持续减少，河道面临长距离、长历时的冲淤调整，河道蓄泄关系发生变化，对防洪造成影响。在长江中下游河道冲淤及其蓄泄能力变化预测成果的基础上，对比计算了现状和未来河道蓄泄能力条件下，遇1954年洪水，长江上游水库防洪调度和中下游地区超额洪量的变化情况。结果表明，未来随着长江中下游河道进一步冲刷，河道槽蓄容积增加，相同防洪控制水位下的河道安全泄量增大，三峡水库在进行防洪调度时可下泄流量增大，总拦蓄洪量减小，长江中下游地区总超额洪量减小，但超额洪量在地区分布上存在从上游向下游转移的情况。     

长江中下游河道冲淤演变的防洪效应

近年来长江中下游来沙量持续减少,河道面临长距离、长历时的冲淤调整,河道蓄泄关系发生变化,对防洪造成影响。在长江中下游河道冲淤及其蓄泄能力变化预测成果的基础上,对比计算了现状和未来河道蓄泄能力条件下,遇1954年洪水,长江上游水库防洪调度和中下游地区超额洪量的变化情况。结果表明,未来随着长江中下游河道进一步冲刷,河道槽蓄容积增加,相同防洪控制水位下的河道安全泄量增大,三峡水库在进行防洪调度时可下泄流量增大,总拦蓄洪量减小,长江中下游地区总超额洪量减小,但超额洪量在地区分布上存在从上游向下游转移的情况。     

水库群水沙调控的单-多目标调度模型及其应用

为缓解内蒙古河段"二级悬河"形势,以黄河上游沙漠宽谷河段为研究对象,以龙羊峡水库、刘家峡水库为调控主体,开展黄河上游水沙调控研究。建立了输沙量、发电量最大的单目标模型以及多目标模型;分别采用自迭代模拟算法、逐次逼近动态规划算法(DPSA)和改进的非支配排序遗传优化算法(NSGA-Ⅱ)求解模型;设置了初始、常规、优化和联合优化4种方案。通过实例计算,联合优化调度方案的区间总冲刷量达到了0.38亿t,梯级发电量148.22亿kW·h。该方案以较小的电量损失换来了输沙量的大幅度增加,水沙调控效果显著,推荐为最优方案。研究成果量化了水沙调控效果和各目标间的转化规律,为开展黄河上游水沙调控提供了决策依据,具有重要的应用价值和实际指导意义。     

基于梯度分析法的长江上游水库群供水-发电-环境互馈关系解析

长江上游水资源耦合系统优化调控涉及供水、发电和生态需水等相互竞争、不可公度的调控目标。其供水-发电-环境互馈协变机制难以数学解析和刻画，多维目标效益均衡优化调控难以实施。为此，以多目标优化、运筹学理论及方法为基础，提出了基于梯度分析法的供水-发电-环境两两互馈关系研究方法。通过多目标约束优化方法求解长江上游水库群联合优化调度在供水-发电-环境目标空间的最优解集，并进行插值构造了供水-发电-环境互馈关系多维空间曲面，以此为基础，采用一阶差分近似求解供水对环境和发电对环境偏导函数值，以量化环境对供水变化和发电变化响应的梯度，进而解析环境-供水和环境-发电间互馈协变关系。该方法为水库群优化调度多目标互馈关系研究提供了一种新的思路。