科學(xué)控制梯級水庫蓄泄過程是減少旱災(zāi)損失的重要手段。以減少干旱年份流域缺水量和優(yōu)化缺水時空分布為目標(biāo),構(gòu)建應(yīng)對干旱的梯級水庫群多時空尺度協(xié)同優(yōu)化調(diào)度模型。采用交互式與改進(jìn)粒子群優(yōu)化方法,外層尋求多年調(diào)節(jié)水庫旱限水位最優(yōu)控制,內(nèi)層優(yōu)化梯級水庫群年內(nèi)蓄泄過程,實(shí)現(xiàn)流域水資源年際調(diào)控、年內(nèi)優(yōu)化、庫群協(xié)同、空間協(xié)調(diào)。以2014年的黃河流域重旱為例,通過模型優(yōu)化提出2012—2014年龍羊峽水庫旱限水位及梯級水庫群年內(nèi)蓄泄過程,結(jié)果表明:通過龍羊峽水庫旱限水位控制實(shí)現(xiàn)跨年度補(bǔ)水,控制各年度缺水率在4.9%～5.7%之間,通過水庫群出庫過程優(yōu)化控制不同區(qū)域各時段缺水均勻分布,將農(nóng)業(yè)缺水率控制在7.0%～11.0%之間,顯著減輕了旱災(zāi)損失。 

【文章來源】：水科學(xué)進(jìn)展. 2020,31(02)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

黃河梯級水庫群及灌區(qū)分布示意

根據(jù)黃河流域主要水庫的控制范圍,將全河劃分為5個受控河段,龍羊峽水庫具有多年調(diào)節(jié)功能,通過旱限水位控制,實(shí)現(xiàn)流域水量年際調(diào)節(jié),在年際間“蓄豐補(bǔ)枯”調(diào)配水資源量。旱限水位是指江河湖庫水位持續(xù)偏低、流量持續(xù)偏少,存在潛在的干旱威脅,影響城鄉(xiāng)生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境等用水安全,需設(shè)置的抗旱警戒水位[10]。龍羊峽水庫是黃河干流唯一一座多年調(diào)節(jié)水庫,通過設(shè)置旱限水位可以平衡年際間的用水需求,跨年度合理蓄留,實(shí)現(xiàn)抗旱減災(zāi)。本文中的旱限水位受到氣象水文預(yù)報、來水預(yù)報、前期蓄水等因素影響,通過水庫群協(xié)同調(diào)度模型優(yōu)化得到,并非定值。劉家峽、萬家寨、三門峽、小浪底具有年內(nèi)調(diào)節(jié)功能,根據(jù)河段水情和區(qū)間旱情,通過協(xié)同各水庫的出庫水量過程,優(yōu)化梯級水庫群的蓄泄秩序,優(yōu)化水資源的時空分布實(shí)現(xiàn)流域內(nèi)不同河段以及年內(nèi)不同時段的供水,通過梯級系統(tǒng)協(xié)同調(diào)度實(shí)現(xiàn)年際間水量的豐枯調(diào)劑和徑流過程的年內(nèi)優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)抗旱減災(zāi)。最后通過分析干旱年份缺水量及其在河段、地區(qū)分布及農(nóng)業(yè)灌溉不同時間段缺水情況,調(diào)整供水重要性系數(shù)ωi,t來改變?nèi)彼臅r空分布,直至減災(zāi)效果滿意、缺水均衡。梯級水庫群協(xié)同調(diào)度模型控制過程見圖2。3.3 求解方法

結(jié)合各水庫入庫徑流過程以及下游河段補(bǔ)水需求,優(yōu)化各水庫的出庫過程,提高干旱年份、關(guān)鍵時段的供水能力。根據(jù)入庫徑流預(yù)報、龍羊峽水庫下泄水量,考慮下游河段補(bǔ)水需求,2012年龍羊峽汛期蓄水,非汛期下泄,劉家峽水庫汛期蓄水20.34億m3,萬家寨蓄水3.410億m3,三門峽蓄水4.680億m3,小浪底水庫蓄水84.86億m3,實(shí)現(xiàn)用水期向區(qū)間和下游河段補(bǔ)水,承擔(dān)了主要的供水任務(wù),實(shí)現(xiàn)流域不同區(qū)間、不同時段缺水均衡。2013年為平水年、流域無旱,根據(jù)流域旱情、河道徑流情況,龍羊峽水庫汛期蓄水量25.64億m3,非汛期下泄水量34.11億m3,年度補(bǔ)水8.470億m3;劉家峽、萬家寨、三門峽、小浪底水庫控制年內(nèi)下泄過程,汛期分別蓄水58.93億m3,非汛期補(bǔ)水44.34億m3。2014年黃河徑流偏枯、流域遭遇重旱,龍羊峽水庫7月初蓄水量169.9億m3,7月補(bǔ)水2.750億m3,8、9月份在來水增加情況下分別蓄水25.41億m3和17.69億m3,2014年11月至2015年6月補(bǔ)水量為59.85億m3,見圖3(a)。劉家峽、萬家寨、三門峽在汛期分別蓄水12.71億m3、2.680億m3和0.210 0億m3,劉家峽冰凌期蓄水3.410億m3,小浪底水庫在汛期通過汛限水位優(yōu)化增加蓄水8.800億m3,干旱時段向下游補(bǔ)水50.81億m3,通過協(xié)調(diào)梯級水庫群年內(nèi)水量下泄過程,實(shí)現(xiàn)水資源在區(qū)間、時段的優(yōu)化調(diào)配,應(yīng)對了流域干旱,見圖3(b)。4.3 調(diào)度效果

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3393768