密云水库水环境保护与库区社会经济可持续发展研究

通过对密云水库水环境现状及其与库区社会经济发展协调度的分析,得出密云水库部分水质指标出现超标且呈恶化倾向,水库水环境保护与库区社会经济可持续发展间存在着较大的矛盾。为缓和该矛盾促使水库水环境与库区社会经济可持续发展,提出了一些针对性措施。     

密云水库汛期水量长期预报方案探讨

密云水库汛期水量长期预报方案探讨唐海行（水利部南京水文水资源研究所）一、前言密云水库建于１９６０年，是以防洪、灌溉为主的多年调节、综合利用的水利枢纽。建成以来为京、津、冀部分地区的工农业生产与城市生活用水发挥了巨大的作用。水库以上流域面积为１５７８８...     

基于生态流量过程线的水库生态调度方法研究

传统的水库调度以兴利调度和除害调度为主,而水库生态调度则是为了实现人类需要的生态环境目标而进行的水库调度,相关的生态目标涉及水质、泥沙、生态系统和防治血吸虫病等。以水电站年发电量最大为优化目标,以生态方案为约束,提出了基于生态流量过程线的水库优化调度模型。利用该模型对黄河流域某子流域进行了水库生态调度计算,提出了4项生态环境目标,组合出5个生态方案。优化计算结果表明,与不考虑生态目标的方案相比,满足4项生态目标的水库调度方案的年发电量仅减少7.6%,可以看出如果采取合理的调度方案实现生态环境目标不会对水库的经济效益产生大的影响。     

密云水库总磷的富营养化分析与预测

根据1991～1999年密云水库总磷质量浓度的实测数据，得到了9年平均总磷表面负荷Lp，建立总磷的预测模型。应用预测模型，预测了2008年密云水库的富营养化状态，当年平均总磷表面负荷分别为(1～2．1)Lp时，密云水库的水质可这中营养状态；负荷为(1．99～2．15)Lp时，水质可达中—富营养状态；负荷大于2．15Lp时，水质可这富营养状态。由此得出，当水库总磷表面负荷达到一定峰值后，水库水质将在总磷表面负荷的一个很小的变化范围内，迅速进入中一富营养厦富营养状态。     

门楼水库汛限水位及调度方法研究

结合门楼水库的实际情况，提出了水库调度的“峰量综合控制法”和4种调度方案，由此确定相应的汛限水位。给出了门楼水库近期和远期汛限水位值。     

水库洪水调度系统通用化模板设计与开发

采用水库调洪数值解法、多目标模糊优选决策模型、人机交互决策方法、面向对象技术和数据库技术,设计与开发了模块化、接口通用化和通用的水库洪水调度系统。在实际应用中,针对一个新水库,用户使用这一系统,输入水库防洪调度的基本资料,可实现水库调度方案的迅速生成、制定、仿真模拟、评价与选择等过程。     

密云水库以上流域年径流变化趋势及周期分析

密云水库是华北地区最大的水库,是确保首都供水安全和经济社会发展的重要水源地。本文以密云水库控制流域的张家坟站、下会站为代表站,选取19602012年的年径流资料,采用线性回归法、Kendall秩次相关检验法、Spearman秩次相关检验法分析密云水库以上流域径流的变化趋势,采用连续功率谱方法分析密云水库以上流域径流的周期。结果表明:密云水库上游潮河和白河两个流域径流的年际变化非常大,它们在同一年的径流丰枯基本一致,其中同丰同枯的概率最大。近半个世纪以来,上述两个流域的径流均呈现出明显的减少趋势,并且白河流域径流的减小速度快于潮河流域,密云水库以上流域年径流量序列显著存在约45a的周期振荡。     

雅砻江下游梯级水库生态友好型优化调度

根据雅砻江下游梯级水库水电站的布置和河道生态环境要求,分别设置了两个流量控制断面:锦屏二级电站引水闸址下减水河段、二滩电站坝址下游河段.针对这两个控制断面河道流量的要求,提出了25组生态流量控泄方案,建立了以梯级水电站群发电量最大为目标的长期优化调度模型,并采用动态规划法进行求解,获得各个方案下梯级水电站群多年平均发电量及水库调度出流过程.比较分析了减水河段生态流量及二滩水库泄流控制方案对发电量的影响,定义并计算了生态需水电能损失指标.对梯级水库调度出流过程进行了初步评价.结果表明:二滩水库出流维持天然径流模式,将限制水库调节能力和减少梯级电站发电效益.     

再议水库生态环境调度

从生态调度科学内涵、工程实践以及调度体系3个方面,剖析了诸多学者运用水库生态调度概念所取得的丰硕成果,发现水库生态调度提法得不到共识的原因:对生态调度中的"生态"自然科学的不同认识;水库调度对水库"生态"与"环境"作用机制的不同理解;水库非生物因子与生态系统非生物因子的差异性认识。深入研究和剖析了"水库环境调度"、"水库生态调度"和"水库生态环境调度"的概念及其调度体系内容,明确了"水库生态环境调度"提法的科学性和可操作性,澄清认识,共识提法,有利于在整体分析水库水资源、水库水环境和水库水生态这个复杂系统的基础上来完善水库调度学科体系,有利于在水库生态环境调度科学实践后增加其科学意义和应用价值,有利于在构建水库生态环境调度技术体系、调度规程及其应用平台后提高水库调度的综合效益。     

万家寨水库凌情特点及初始封河期调度方案研究

万家寨水库蓄水运用以后已渡过 2个凌汛期,这 2个凌汛期各具代表性.通过对库区河道进行凌期实地查勘,根据 2个凌汛期的实际资料和水库运用情况,对库区河道的凌汛特点、冰塞冰坝形成及溃决原因等进行了分析,并利用水力学原理研制了初始封河期水库调度方案.     

考虑综合利用要求的三峡水库提前蓄水方案

采用三峡水库汛期分期方案,将蓄水时间提前至汛末期,综合考虑上下游防洪、发电、通航和蓄满率等要求,建立了多目标蓄水调度模型,构建了"优化-模拟-检验"的算法流程,采用遗传算法进行求解。结果表明,最优方案在满足上下游防洪安全要求的前提下,蓄水期可增发电量17%,减少弃水44%,蓄满率和通航保证率显著提高。通过对汛末期防洪库容进行科学划分和对蓄水调度图进行优化,既确保防洪安全又最大限度挖掘兴利效益,为研究水库汛末蓄水调度问题提供了一种新的思路和方法。     

基于来水保证率的三峡水库蓄水调度图研究

提出基于保证率的三峡水库来水和下游需水计算方法;以旬为时间尺度,构建对蓄水不利的来水和下游需水的组合情景,得到基于来水保证率的三峡水库分阶段蓄水调度图。该调度图可充分考虑上下游防洪要求,基于不同来水和下游需水情景的保证率水平,并可结合中期水文气象预报应用实施,在调度实践中适度承担风险,兼顾综合效益发挥,具有可操作性和实用价值。     

关于河道型水库的防洪动库容

本文以珠江流域的大藤峡水库为例，提出如实表达河道型水库防洪库容的两个概念：防洪动库容和调洪库容。     

洪水资源利用风险适度性分析

洪水资源利用有助于缓解北方地区的水资源紧缺形势,风险适度性作为洪水资源利用三大适度性之一,用于指导洪水资源的合理开发与安全利用。在水库汛限水位调整中,提出采用不同频率设计洪水进行不同汛限水位条件下的洪水调节计算,并结合水库的经济与生态供水目标进行长系列用水调度模拟和供水效益分析,综合确定风险适度性的方法。对密云水库的计算分析表明,主汛期汛限水位从原设计的147.00 m安全抬高至目前的152.00 m是可靠的,其风险阈值上限为153.20 m;后汛期汛限水位可从目前的154.00 m安全抬高至155.40 m。两种情况下水库供水保证率可以分别提高0.30%和0.01%,且大坝和下游防护区的防洪风险率分别为0.01%和1%,与原设计一致,满足洪水资源安全利用的风险适度性要求。     

基于预报及库容补偿的水库汛限水位动态控制研究

结合清江流域梯级水电站工程特性及防洪任务,以不降低梯级防洪标准为原则,建立基于预报及上游水布垭水库库容补偿的汛限水位动态控制模型,推求隔河岩水库汛期汛限水位动态控制方案。计算表明,该模型在不降低水库及梯级原有的防洪标准前提下,能有效利用上游水布垭水库的防洪库容,分担隔河岩水库部分防洪任务,并显著提高其发电量。其中,多年平均弃水量减少4．1444亿m~3,发电量增加1．2172亿kW·h。     

基于动库容曲线的水库调洪高水位查算方法研究

河道型水库因动库容特性显著,传统的静库容调洪方法难以适用,研究动库容调洪方法是亟待解决的问题。当坝前水位爬升到最高点时,库区内的洪水演进到达一种临界状态,库区内的水文、水力条件相对稳定,在出库流量和入库流量一定的情况下,可望获得最高坝前水位与同时刻库容之间良好的对应关系。依托三峡库区水文水动力耦合预报模型,建立了一组以出库流量、入库流量为参数的动库容曲线,以供调洪时快速查算最高坝前水位。采用2009年以来三峡水库16场场次洪水资料,检验所建动库容曲线的合理性。结果表明,各场洪水的最高库水位查算值与实况平均偏差仅0.20m,证明建立的基于动库容曲线的三峡水库最高库水位查算方法具有较好的实践价值。     

论石头口门水库洪水调度方案

本文对石头口门水库年水量进行系统分析论述,对石头口门水库上游汇流特征进行了总结,对石头口门水库供水任务及受水地区用水趋势进行了定性分析.归纳可以得出:石头口门水库年来水量差别很大,来水季节集中,所以在主要来水季节用科学合理的调度方案可以在蓄水和防洪之间找到一个相对合理的平衡点,节约宝贵的水资源和最大程度地满足长春地区日益发展的用水需求.     

三峡水库动态汛限水位洪水调度风险指标及综合评价模型研究

汛限水位是综合利用水库运行和调度的重要参数之一,也是协调防洪和兴利矛盾的焦点所在。现行的汛限水位过多地考虑了小概率洪水事件,不能充分挖掘水库汛期的兴利效益,因此,采用动态汛限水位进行调度,对综合利用水库的运行具有重要的理论意义和实用价值。根据三峡水库围堰发电期的调度规程,建立预报预泄调度模型,采用宜昌站1882-2001年汛期实测日流量资料,实现了考虑预报信息的动态汛限水位洪水调度模拟;提出了多目标风险指标体系;计算了9种动态汛限水位方案下的风险指标值,通过综合评价模型对各方案进行比较和优选,得到了相对合理的动态汛限水位方案。     

鱼耳石微化学特征在湖库水质评价中的标型意义——以河北白洋淀和北京密云水库野生鲤鱼为例

对河北白洋淀和北京密云水库的野生鲤鱼耳石和水体中的微量元素进行了定量分析。白洋淀鱼耳石中诸微量元素含量均高于密云水库的鱼耳石,反映了白洋淀各水体较密云水库水体的环境复杂,污染程度高。统计分析结果表明,在鱼耳石中大致存在两类生物地球化学习性不同的元素,水体中第一类元素的变化不会引起耳石中相应元素的响应,如Au、K和Na;第二类元素的变化会引起耳石中相应元素的强烈响应,如As、Ba、Co、Cr、Fe、Sr和Zn。诸微量元素在耳石中富集的强弱顺序为,Zn>Sr>Se>Fe>As>Ba>K>Co>Au>Na>Cr。通过相关性分析发现,白洋淀和密云水库的鱼耳石和水体中对应微量元素平均含量的自然对数值之间均存在良好的线性关系。     

单一水库泄洪风险分析模式和计算方法

提出了考虑调洪作用情况下单一水库泄洪布置方案的可靠度和风险分析模式及计算方法。对不考虑调洪的泄洪风险模式从理论上进行了拓展。初步分析了国内外大坝应承担的风险目标值。提出了以风险分析为基础的水库设计洪水标准选择,为合理确定泄洪布置方案及节约工程投资提供了一条较好的途径。本模式可以用于任何单一水库泄洪风险分析,同时为梯级水库泄洪布置方案的可靠度及风险分析奠定了基础。