水库分期汛限水位的优化设计研究
吴城水库汛期分期调度研究与应用
统是一致 的,符合洪水 的季节性 变化规律及成 因特
点。 2 2 降雨 统计分 析 .
2 2 1 降雨量 时空分析 加 之该库 常年汛 期采 用一种
固定汛 限水 位模式 调度 ,每 年汛期 ,当水 库水 位超过
根据吴 城水库 15 2 0 (0 1 20 95~ 0 7年 2 0 ~ 0 5年未 测 )
月份降雨量 占年降雨的 2.%,8 53 月份降雨量 占年降
雨 的 2 . % ,9月份降雨 量 占年 降雨 的 1. % 。1 29 27 0月
1 0~1 份 , 由于 蒙古 高 压 南 下 较 频 繁 ,势 力 渐 增 1月
强 ,天 气 多 晴 朗 ,降 水 不 多 ,一 般 仅 占年 总 量 的
1 %左右 。 由此 可 见 ,吴 城 水 库 6月 上 旬 进 入 初 汛 0 期 ,7月下 旬进 人 主 汛 期 ,8月 中旬 主汛 期 消 退 ,9 月份进 入后 汛 期 ,1 O月份 转 为 非 汛期 与降 雨 天 气 系
均 可 多蓄 水 l 0万 n 。这无 疑 对 解 决该 地 区缺 水 问题 具 有 十 分 重要 的现 实意 义 。 8 l
关键词 :水库运行 ;汛期 ;分期调 度 ;吴城 水 库 ;山西 省
中 图 分 类 号 :T 67 1 V 9 .3 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :10 — 80 2 1 )7 00 —4 00 0 6 (0 2 0 — 19 0
1 水库基本情况
吴城 水 库 位 于 山西 省 吕梁 市 东 川 河 中游 的 大东
川河 上 ,东 川河 为 黄 河 流 域 三 川 河 的支 流 ,河 流全
该 水库 于 1 7 9 2年 1 0月 动工 兴 建 ,1 7 9 5年 7月 拦 洪 ,17 9 8年 主 体 工 程 竣 工 ,属 于 典 型 的 “ 边 ” 三
广西合浦水库汛限水位设计运用探究
城市建筑┃学者论坛┃U RBANISM A ND A RCHITECTURE ┃S CHOLARS ,F ORUM179广西合浦水库汛限水位设计运用探究In He Pu Reservoir of Guang Xi Flood Limit Water Level Design Using the Inquiry■ 谢基曙 ■ Xie Jishu[摘 要] 根据不同季节中洪水的特点,对水库进行汛限水位优化设计,是一种经过实践证明的十分有效的对洪水进行控制与利用的方法,通过对水库汛限水位进行优化设计,极大地解决了水库汛期洪水灾害问题,实现了农业灌溉,方便了城乡人民的生产生活用水的有效供应,促进了水力发电事业的发展,本文针对广西合浦水库的汛限水位设计展开探究,首先简单介绍了广西合浦水库,然后,分析了其汛限水位设计的方法,这种优化设计发挥的重要作用,指明了广西合浦水库汛限水位设计的特征与重要意义。
[关键词] 水位 设计 运用 研究[Abstract] According to different season of the characteristics of the reservoir flood limit water level for optimization design, it has proven very effective for flood control and the use met- hod, through the optimized design level of reservoirs during the flood season, greatly solve the flood reservoir during flood season, realize the agricultural irrigation, be convenient for urban and rural people's production and life of the effective supply of water, and promote the development of the cause of the hydroelectric power, this paper in hepu county of guangxi reservoir flood limit water level design on inquiry, first introduced in hepu county of guangxi reservoir, and then, analyzes the flood limit water level design method, and the optimization design playing an important role in hepu county of guangxi, and indicated the level of reservoirs during the flood season design features and important significance.[Keywords] water level, design, uses, research与以往的水库汛限设计不同,广西合浦水库是一个水库群,主要表现为龙头水库小江水库,这次的水库设计在河流下游地区没有增设专门的库容来防御洪水的倾泻,而是通过兴建水利工程或者坝地对汛期洪水进行削弱式调节,通过这种方式不仅能够有效控制河流下游的洪水灾害,而且达到了对洪水资源的有效利用。
汾河水库分期汛限水位控制方案研究
DOI:10.16616/ki.10-1326/TV.2021.02.10汾河水库分期汛限水位控制方案研究曹玉涛(太原理工大学水利科学与工程学院,山西太原030024)【摘要】水库的汛限水位是下游防洪保证的重要调洪设定参数,它的合理选取关系着汛期和旱季水库重要功能的正常发挥。
结合汛期不同时段的洪水特征,采用不同分期的汛限水位,对于发挥水库调洪功能尤其重要。
本文对汾河水库分期汛限水位控制方案进行研究,在水库分期汛限水位既定方案的基础上,按照现行防洪调度规则,分别拟定4个汛后期汛限水位作为起调水位进行分析计算,得到水库汛后期汛限水位分期控制方案。
本研究对于缓解当地水资源矛盾,充分利用汾河水库汛期洪水资源、发挥水库效益具有一定的科学价值和现实意义。
【关键词】汛限水位;汛期分期;汾河水库;汛限水位分期控制中图分类号:TV697.1+3文献标志码:B文章编号:2096-0131(2021)02-047-04 Research on limited water level stage control plan of Fenhe ReservoirCAO Yutao(College of Water Resources Science and Engineering Taiyuan University ofTechnology#Taiyuan030002,China$Abstrah:The flood limia water level of the reservoir is an important flood regulation parameter for downstream flood control assurance.Itr is related ta the normal palormanco of important functions of the reservosr during the Oood and dry season.Combining the Hood characteristico in dierent periods of the flood season,the use of flood limit watee levels in dierent stages is particularly irnportant foe the flood rerulation function of the reservoif.This paper has corried out the research on the stage control plan of the limit watee levd of Fenhe Reservoie,combined with the flood season division plan of Fenhe Reservoie,according ta the current tood controa rerulation rules,choosing four eood limit watee leveas at the latee stage of the flood period as the starting watee lever of the flood regulation calculation.Based on colculation results,the recommended plan foe the flood limit watee levd staged control in the lata flood period is:the limit watee levd in the main flood period is1126m,and the limit watee levd in the late flood period is1127.5m.Undee the premise of ensuring the safe operation of the reservoie,this plan is conducive ta blocking the flood tait,reducing the total amount of watee dischate, and could increasing the profitabilita of the reservoie.Key words:flood limit watee level;flood season division;Fenhe Reservoie;limited watee levd state control随着社会经济的飞速发展,我国水资源的供需矛合效益,水库分期汛限水位控制方案的研究及应用变盾日益显现,为充分利用水库汛期洪水资源,发挥其综得尤为重要。
水库汛限水位控制的探讨
水库汛限水位控制的探讨摘要:对水库进行主汛期汛限水位动态控制,可以有效增加水库的调节水量和供水量,本文以某水库汛限水位控制预报调度方案进行了分析,并提出了水库汛限水位控制的注意点。
关键词:水库;汛限水位;控制近年来,流域来水持续减少,使得大量农田干早,城市、工矿水源紧张,水资源己经成为社会经济发展的重要制约因素。
流域暴雨洪水具有明显的季节性规律,因此在掌握其季节性变化规律的基础上,利用分期汛限水位能有效调控不同阶段的洪水,使水库调度运行更符合流域洪水特性,实现防御洪水向洪水管理转变。
在承受适度风险的前提下,制定合理可行的调度方案,变害为利,是优化水库运行管理机制、提高水资源利用效率的重要措施。
正是如此,在保证防洪安全的前提下加强水库汛限水位控制具有极其重要的现实价值。
一、水库汛限水位控制的必要性水库汛末蓄水时间起点和汛限水位对水库能否蓄满起关键作用,水库蓄水时间早、汛限水位高,水库汛末就容易蓄满。
但汛期水库有防洪要求,汛限水位低、蓄水时间迟则有利于防洪,因此防洪和蓄水有矛盾,而在满足防洪的条件下,最大限度发挥水库效益则是水库优化调度的主要目标。
在主汛期,防洪为主,汛限水位应以规划参数控制;主汛期末,处于流域上游的水库防洪压力减小,可酌情提高汛限水位,或直接进入蓄水阶段。
比如,密云水库正常蓄水位157.5米。
6月1日至8月10日水库讯限水位为152.0米,8月11日至9月30日水库讯限水位为154.0米。
一些水库主汛期实行固定汛限水位,被迫大量弃水;枯水年水库入库水量少,而下游又大量需水的情况,水库丰水年存水较少,枯水期或枯水年供水受到影响。
如果主汛期实行汛限水位动态控制,就可以多充蓄丰水年汛期弃水,增加水库在枯水期或枯水年的供水量。
因此,有必要对水库进行主汛期汛限水位动态控制,增加水库的调节水量和供水量,发挥其多年调节库容的作用,在一定程度上改善下游用水紧张状况。
二、某水库汛限水位控制预报调度方案1、洪水预报调度原则根据洪水预报方案在预见期内不断滚动预报各入库洪水量级参数,调度人员根据预报结果,在保证水库本身安全和不增加上、下游洪水损失的条件下,对水库进行预蓄预泄,在汛限水位动态控制域内浮动水位控制值,充分发挥水库的综合效益,有利于洪水资源化利用。
水库汛期分期设计洪水研究评述
水库汛期分期设计洪水研究评述
王善序
【期刊名称】《水资源研究》
【年(卷),期】2011(032)003
【摘要】经论证,得出:(1)流行近50a、被许多水库采用的现行汛期分期设计洪水系统偏小。
应用它将明显加大水库防洪年风险率、降低防洪标准、危及水库防洪安全;(2)近年提出的、符合防洪标准的汛期分期设计洪水就是年最大设计洪水。
因此,应用汛期分期设计洪水不能达到改善水库运用设计目的。
因此,欲优化水库运用设计,必须研究水库动态设计洪水。
【总页数】3页(P10-12)
【作者】王善序
【作者单位】长江水利委员会水文局,湖北武汉430010
【正文语种】中文
【中图分类】TV122.3
【相关文献】
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5.基于Copula函数的高关水库汛期分期设计洪水研究
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T年一遇水库汛期分期设计洪水问题探讨
中国水文界有人提出分期设计洪水,至今已有40多年历史。
当初,仅有少数几个水库采用,多年来似也未引起众多关注。
近20来,出于经济利益考虑,越来越多的大中型水库采用了分期设计洪水、实施汛期分期防洪调度。
预见今后还会有更多的水库会采用分期设计洪水,而且分期也有越来越细的趋向。
目前,分期设计洪水已被认为是许多大中型水库提高兴利效益的重要途径。
但遗憾的是,分期设计洪水计算技术本身却一直未得到深入研究。
这并不是因为分期设计洪水计算技术已完美无缺、或基本成熟。
相反,分期设计洪水计算中的一些关键技术,如分期洪水频率与重现期关系,作为分期设计洪水计算技术的基础,仍极少有人关心、研究,更未获得合理的解决,对其中隐含的一些规律仍不清楚。
事实上,目前分期设计洪水计算仍停留在简陋的施工设计洪水计算技术水平上。
一些设计、科研单位及高校制作的分期设计洪水,仍然是汛期固定分期、最大值抽样、目估适线,以及频率等于重现期倒数等简单操作。
较数十年前,并无实质性改进,几乎与制作施工设计洪水并无差别。
然而后者仅为防洪标准不高的施工期临时性建筑物防洪设计所用,这些建筑物即使失事也不致于造成大量人员伤亡和巨大财产损失等灾害性后果。
而分期设计洪水是为水库大坝防洪设计调度的重要依据。
其重现期通常在50、100 ̄1000年,校核设计洪水标准更高,大坝失事有可能造成人为灾难。
两者的重要性和要求自然不可相提并论。
由此可见,深入研究分期设计洪水计算技术之急迫。
如果这样的关键技术不能得到及时、合理解决,那么在分期设计洪水、分期防洪调度为水库带来可观经济效益的同时,也必将为水库防洪安全留下隐患。
本文讨论分期最大洪水频率-重现期问题,及其对分期设计洪水的可能影响。
1现状和问题设汛期被划分为互不重迭的m个分期。
以Y表示洪水(洪峰流量,各种时段洪量等),必要时还将注以脚标以区别年最大洪水、分期最大洪水等;以y表示它的具体数值;以{Y!y}表示洪水超过事件。
现考虑任意第i(i=1,2,…,m)分期设计洪水估计问题。
面向汛期多任务的水库水资源优化调度研究
29科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 工 程 技 术水电站水库优化调度是在难以准确预知未来径流的情况下,避免工作上的差错,制定水库调度图或优化调度软件作为指导水电站水库运行的工具,以满足水电站可靠性和经济性的要求,达到最大效益。
由于在较长时期内气象和水文条件的剧烈变化,水电站水库的天然来水在时间上分布极不均匀,借助水库对流量进行调节,蓄丰补枯,以适应发电等用水的需求,提高水资源利用程度,增加发电及其它用水的经济效益。
从这个意义上说,水库调度计划即为水库蓄、供水计划。
另一方面,水库蓄水可以抬高上游水位,提高水头,增发电能,因此可以说水库调度在提高水量利用程度和增加发电效益方面具有重要作用。
1 汛期调度特点一年时间内,水库汛期一般是从7月份开始到10月份结束。
汛期洪水的来源主要来自暴雨,而暴雨一般多发生在七、八月份。
因此在保证大坝安全的前提下,做好汛期的发电运用以及下游排沙减淤,是水库最重要的任务。
水资源短缺,使水库防洪与兴利之间存在一定的矛盾,如何化解这个矛盾,在防洪保证大坝的安全的前提下,加固水库兴利作用,处理好水库防洪与兴利蓄水的矛盾是安全利用洪水资源的重要技术。
为了处理好兴利调度与防洪调度之间的矛盾,提高水库综合利用效率,应该采用科学的优化调度方法,而并非使用传统的经验方法。
随着计算机科学技术的发展,洪水预报研究和入库洪水的估计准确率已经大大提高,为汛期洪水调度提供了很好的数据保障。
汛期调度的研究不仅有助于提高洪水资源利用效率,而且具有重大的社会经济意义。
传统水库汛限水位控制方法为:机械的确定一个汛限水位,控制水位不超过汛限水位,当有洪水来时,水库迅速调节水库水位回落大汛限水位。
这将导致“汛期不敢蓄水,非汛期无水可发电”,造成洪水资源浪费。
在汛期初期,增加水库蓄水,临时占用部分防洪库容,若后期有大型洪水,可增加泄流量,可减少洪水风险;若后期无洪水到来,增加水头和水量将显著提高水库兴利效益。
青峰岭水库动态汛限水位研究
青峰岭水库动态汛限水位研究摘要:青峰岭水库动态汛限水位控制是指水库在汛期,根据实测雨、水情,利用暴雨、洪水预报成果,在不降低水库防洪标准,确保水库、上下游地区防洪安全的前提下,按照水库动态汛限水位控制方案、确定的控制范围、对汛限水位进行浮动的调度过程。
结合防汛指挥系统建设,对水库采取动态汛限水位,在保证水库安全的前提下,尽可能地多蓄水、充分利用暴雨洪水资源,发挥防洪与兴利的最佳结合效益。
关键词:青峰岭,动态汛限水位、防洪、暴雨洪水资源1问题的提出当水库承担下游防洪任务时,希望能够在保证大坝安全的前提下,尽量保证下游安全。
即当来水不超过下游防洪标准时,应保证下游的防洪安全;当来水超过下游防洪标准时,在大坝设计、校核标淮范围内,应当保证大坝的绝对安全。
水库兴利与防洪是一对尖锐对立的矛盾,如汛期防洪限制水位过高,则利于兴利而不利于防洪,反之,则利于防洪而不利于兴利。
目前水库控制运用中的汛限水位都是定态的,定态的汛限水位存在很多弊端,浪费了大量暴雨洪水资源。
随着以人为本,人与水的和谐理念不断深入,人们对暴雨洪水的认识不再只是“祸水”,防汛措施也由严防死守控制洪水向科学调度管理洪水转变。
本人对水库动态汛限水位应用的可能性进行了研究,在水库运用管理上改变目前固定时间、固定限制水位的做法,采用动态汛限水位调度水库洪水,加强暴雨洪水管理,特别是特大暴雨洪水,确保水库防洪安全,最大限度地利用暴雨资源,进一步发挥水库综合作用,提高水库暴雨洪水资源利用率,实现安全和效益双赢。
汛限水位动态控制主要包括两方面:水库汛限水位动态控制范围的确定和根据面临时刻的雨、水情和工情等信息,利用短期降雨和洪水预报对水库水位的实时调度。
汛限水位动态控制范围是指水库根据设计洪水从最危险或者最安全的角度给出汛限水位动态控制范围,使得此范围内的风险较小。
2汛期分期及分期设计洪水的分析主要分析水库控制流域及其附近地区的长系列日降水量资料和长系列旬平均降水量资料,分析研究水库控制流域暴雨洪水的时程变化规律,分析研究水库控制流域所在气候区暴雨形成的气候特征和环流背景以及水库控制流域的典型暴雨洪水个例(包括气候成因、降雨特征和洪水特性),结合水库工程情况,研究确定汛期分期的必要性、可行性和分期原则,并按照现行“水利水电工程设计洪水计算规范(SL44—93)”和“水利工程水利计算规范(SL104—95)”,“水文情报预报规范(SL250-2000)”和“中华人民共和国国家标准GB/T22482-2008”的有关规定,研究确定汛期分期方案,并进行分期设计洪水计算。
浅析优化水库汛限水位
浅析优化水库汛限水位摘要:汛限水位是为预防可能出现的洪水、确保大坝及下游安全、水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位。
我国传统的汛限水位是以概率和统计学为基础,采用不考虑预报信息的情况下设定的。
关键词:汛限水位洪水资源化蓄洪潜力汛限水位是为预防可能出现的洪水、确保大坝及下游安全、水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位。
我国传统的汛限水位是以概率和统计学为基础,采用不考虑预报信息的情况下设定的。
调整汛限水位作为实现洪水资源化的重要手段,与水库防洪风险紧密相连,将对经济、政治、社会、环境产生利害双重性的影响。
借鉴国外经验,结合我国国情对影响汛限水位调整的因素进行综合分析,有利于在水资源规划方面兼顾当前和长远利益,使有限的水资源更好地为可持续发展服务。
1 水资源开发利用现状水资源开发共经历了传统水利、工程水利和资源水利三个阶段。
我国自建国后进入工程水利阶段以来采用外延性扩建水利工程的方式增加供水,却遇到水资源开发利用方式粗放、水资源条件难堪重负的问题。
以现行用水方式推算,我国到2030年用水最高峰期将达8,800亿立方米,将超过水资源、水环境承载力极限。
强化节水措施、推进资源水利发展在我国势在必行。
我国正处在加速实现现代化的特殊时期,快速的经济发展不仅给资源水利的发展带来了机遇,也带来了挑战。
一方面,根据发达国家经验,在2030年完成工业化之前,年需水总量还将逐年递增;另一方面,节水技术的推广是以资金和技术为支撑的循序渐进发展的过程,在经济、技术相对薄弱的情况下大跃进式的推行节水,将增加发展成本、动摇经济快速发展的基础。
通过适当的工程、非工程措施,挖掘现有水库的蓄洪潜力体现了资源水利的特点,有利于经济、快捷地缓解当前水资源紧缺状况,有利于为节水技术的发展争取更多的时间和经济支持。
2 汛限水位挖掘的潜力点2.1防洪标准水库防洪标准是通过设计洪水数值的大小体现的。
我国目前采用的是以高纬度国家苏联为代表的万年一遇洪水和与中低纬度国家美国为代表的可能最大洪水(PMF)两种标准中的最大者,实际上以苏联标准为主,山区和平原大型水库分别采用万年一遇洪水、两千年一遇洪水标准设防。
水库汛限水位控制方法研究综述
第11卷第7期中国水运V ol .11N o.72011年7月Chi na W at er Trans port J ul y 2011收稿日期:53作者简介:伍常青(3),新化县半山水库管理所工程师,从事水利工程管理研究工作。
水库汛限水位控制方法研究综述伍常青(新化县半山水库管理所,湖南新化417600)摘要:准确确定水库汛限水位是防洪兴利的关键之一。
文中围绕国内外水库汛限水位控制研究现状,分析比较了不同汛限水位控制方法的特点及其实际工程应用。
关键词:水库;汛限水位;控制方法中图分类号:TV -01文献标识码:J文章编号:1006-7973(2011)07-0134-02当今社会正面临着水需求的不断增加,环境的日益破坏和能源的逐渐衰竭。
为了实现洪水资源化,合理确定并控制水库汛限水位有着举足轻重的地位。
一、国内外汛限水位控制研究现状多年研究表明,汛限水位控制方法主要有静态控制和动态控制两种。
汛限水位控制的研究过程也是水库优化调度的过程。
对于水库调度防洪研究,郭生练[1]主编的《水库调度综合自动化系统》介绍了美国、加拿大等西方国家成功调度水库的例子,例如HEC-5(防洪兴利调度系统)等。
研究理论从半理论、半经验逐步发展到引入了各种数学理论,如模糊理论、模拟优化理论等。
由于自然环境、意识形态、社会体制等多方面的差异,西方国家强调防洪工程的环境经济效益,所以90年代后随着水库水利建设工程的减少,相关的汛限水位控制研究也不多。
早期我国的汛限水位控制主要集中在静态控制,但静态控控制方法往往无法高效控制洪水资源。
为充分利用洪水资源,各学者开始致力于研究汛限水位的动态控制。
丁晶,王文圣[2]等提出了洪水随机模拟法,陈守煜[3]了利用模糊集方法确定汛限水位。
在动态汛限水位控制方面,大连理工[4,5]大学做了不少的研究。
从20世纪70年代到90年代,大连理工大学分别提出了“预蓄预泄”汛限水位控制方法,“预报调度方式”调整汛限水位的方法以及确定了我国北方水库汛限水位实时控制模型。
提高水库汛限水位研究
本次研究本着如下思路进行: ( 1) 根据汛期内洪水 (暴雨 ) 在时程分配上有一 个由小到大再由大到小的动态分布特点, 结合水库 调度分期, 对水库进行分期汛限水位研究, 除分析主 汛限水位调整的可能性及调整幅度外, 还分析后汛 限水位提高的可能性。 ( 2) 在进行水库汛限水位 调整之后, 通过兴利 调节计算, 分析和研究新的汛限水位条件和调度规 则对上下游的风险影响及可能产生的供水效益, 确 定提高水库汛限水位的可行性。 ( 3) 根据分期洪水调洪结果和水库允许最高洪 水位, 初步确定水库的分期汛限水位。 ( 4) 采用瑞典圆弧法, 对调整的主汛限水位进 行渗流稳定分析, 分析大坝风险。
3d 洪水总量 /万 m3
2002年 复核
本次 复核
变化幅 度 /%
8 467 7 588 - 10. 4
7 564 6 794 - 10. 2
5 521 5 262 - 4. 7
3 534 3 144 - 11. 0
2 730 2 538 - 7. 0
注: 2002年复核时段为 1953 - 1997年; 本次复 核时段 为 1953 - 2003 年。
分期设计洪水的计算仍采用与主汛期相同的计
算方法, 即按照实测面暴雨瞬时单位线法, 上关水库
分期设计洪水成果见表 2。
表 2 上 关水库分期设计洪水成果表
Table 2 D esigned flood resu lts of differen t stages
dur ing flood season
过渡期
洪峰流量 2002年 复核
/ ( m3 s- 1 )
本次 复核
变化幅 度 /%
1 000 年 3 810 3 451 - 9. 4
山美水库后汛期分阶段水位控制运用探讨
收稿日期6山美水库后汛期分阶段水位控制运用探讨王亚池(泉州市山美水库管理处,福建泉州 362000)摘要:山美水库原有的调度方案存在后汛期大量弃水和汛后无水可蓄、绝大多数年份汛末蓄不到正常蓄水位的问题。
该文通过分析水文气象及历史资料,提出后汛期分阶段控制水库水位,以解决水库汛后无水可蓄的问题,并对下游防洪安全进行调洪模拟。
该方案实施后相当于建设一个中型水库,意义相当重大。
关键词:分阶段水位控制;防洪安全;山美水库中图分类号:TV697 文献标识码:B 文章编号:1002-3011(2008)03-0044-031 问题提出泉州市山美水库是晋江流域唯一的一座具有防洪、供水、灌溉、发电等综合利用的大(2)型水利枢纽工程,也是晋江流域最重要的水源工程。
实际运行调度中,受汛限水位硬性限制和本流域降雨分布不均匀的影响,水库后汛期存在大量弃水和汛后无水可蓄的问题,绝大多数年份汛未蓄不到正常蓄水位,影响水库兴利效益的发挥。
随着水情测报、防洪调度等技术的发展及山美水库运行管理水平的不断提高,在确保防洪安全的前提下,进一步利用水库汛限水位94148m 至正常蓄水位96148m 之间的库容进行后汛期分阶段水位控制调整研究,以提高洪水资源利用率,为山美水库更加科学的调度运行提供技术支持是非常必要的。
2 工程及流域洪水概况211 工程概况山美水库始建于1958年,期间曾两次下马,1961年初水电部批准复工修复,1972年10月建成投产,总库容6155亿m 3。
水库枢纽工程由大坝、副坝、溢洪道、引水隧洞及水电站地下、地面厂房等组成。
大坝按Ⅶ度地震设计,为粘土心墙土石混合坝,坝长315m ,最大坝高7515m 。
按百年一遇(p =1%)洪水标准设计,万年一遇(p =0101%)洪水标准校核,相应坝前最高洪水位分别为98178m 、102128m 。
水库正常高水位96148m ,汛期限制水位94148m ,死水位57148m 。
上游水库影响下河口村水库分期设计洪水研究
上游水库影响下河口村水库分期设计洪水研究作者:彭慧敏李国芳袁婷婷练美琪吴成兴来源:《人民黄河》2021年第04期摘要:根据沁河五龙口水文站1953—2015年实测洪水资料序列,采用数理统计法、最优分割法和气象成因分析法对河口村水库汛期7—10月进行合理划分;考虑上游张峰水库的影响,采用同频率组合法计算各分期不同重现期下河口村水库设计洪水。
结果表明:7月20日和8月20日可作为分期点,将汛期分成前汛期、主汛期、后汛期;在张峰水库影响下,对于2 000 a一遇的洪水,河口村水库前汛期、主汛期、后汛期的洪峰分别削减20.6%、1.2%、16.0%,对于500 a一遇的洪水,前汛期、主汛期、后汛期的洪峰分别削减12.1%、0.5%、15.4%,对于100 a一遇的洪水,前汛期、主汛期、后汛期的洪峰分别削减0.9%、22.0%、5.4%;河口村水库主汛期设计洪水明显大于前汛期和后汛期,50 a、100 a、500 a和2 000 a重现期下,主汛期洪峰流量是其他两个分期的1.8~3.8倍,1 d、3 d和5 d洪量是其他两个分期的1.5~3.0倍。
这说明为了充分利用水资源,有必要实施汛期分期洪水管理。
关键词:汛期分期;设计洪水;上游水库;河口村水库中图分类号:P333;TV212 文献标志码:Adoi:10.3969/j.issn.1000-1379.2021.04.011 引用格式:彭慧敏,李国芳,袁婷婷,等.上游水库影响下河口村水库分期设计洪水研究[J].人民黄河,2021,43(4):62-66,121.Abstract: Based on the flood data from 1953 to 2015 of Wulongkou Hydrological Station, the mathematical statistics method, the optimal segmentation method and the meteorological analysis method were used to divide the flood period (from July to October) of Hekoucun Reservoir on the Qinhe River, respectively. Considering the influence of Zhangfeng Reservoir on the upstream, the design floods in different stages and different recurrence periods at Hekoucun dam site were determined by the same frequency composition method. The results show that the July 20th and the August 20th are ideal staging points to divide the flood season into three parts (the pre-flood season, the main flood season and the post-flood season), and the design flood peak flow and flood volume of Hekoucun Reservoir dam site are reduced under the impact of Zhangfeng Reservoir. The design flood of the main flood season of the reservoir is significantly larger than those of the pre-flood season and the post-flood season, confirming the necessity to implement staged flood management in order to make full use of the water resources.Key words: stage; design flood; upstream reservoir; Hekoucun Reservoir1 引言我國大多数水库采用设计的年最大洪水序列进行防洪管理与调度,这使得水库在整个汛期都按年最大洪水设防,汛期一出现较大洪水就被迫弃水,到汛末又往往蓄不满,而分期设计洪水能够兼顾防洪与兴利,充分利用水资源,在不影响防洪的前提下充分发挥水库的兴利作用,创造更大效益[1-4]。
陆浑水库汛期分期及限制水位运用分析
有 用 为 主 汛 期 %’/," +, 汛 后 期 为 %’),& +。 建 库 以 来 ,
)"0 的年份都因限制水位约束或汛后期来水少而使汛后
与正常蓄水位相差甚远, 兴利库容得 库水位低于 %’" +, 不到充分利用, 防洪与兴利矛盾相当突出。因此很有必要 科学确定分期抬高汛限水位, 在保证防洪安全的前提下, 科学地使用“ 共用库容” , 充分发挥水库的经济效益。 陆浑水库控制流域属于暖温带大陆性气候,受季风 环流影响, 流域内降雨年际、 季节性变化大, 夏季降雨最 其 中 )、 多, 几 乎 占 全 年 降 雨 量 的 /"0 以 上 , . 月份最多, 有时其间一次降雨就占全年总降雨量的一半以上,且特 大暴雨多发生在 ) 月下旬和 . 月上旬, ’" 月至次年 & 月 间降雨十分稀少, 这种气候特征为汛期分期提供了可能性。
/ 利用模糊数学合理划分汛期
/85 方法一
以 9(:40 ** ; $ 作为分期指标得显影样本集见表 4。 我们认为 ’:/0 足以体现陆浑水库的汛期规律性, 利 用表 4 成果,计算任一时间 ( 属于汛期模糊集的隶属度。
表 ! 不同量级降雨分布表 !"#$% &’(")*+"$$ ,)-./)#0.)1* ". 2"/)10- 2"$0%
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大坝与安全
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水库汛期分期及分期汛限水位研究综述
第1 期
2 0 1 7年 2月
江西水利科技 J I ANGXI HYDR AU UC S C I E NCE &
Vo 1 . 4 3 No . 1
TE C HN OL OG Y
F e b . 2 0 1 7
D O I : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i a s n . 1 0 0 4—4 7 O 1 . 2 0 1 7 . 0 1 . 0 5
水 库 汛 期分 期及 分期 汛 限水 位研 究 综 述
谭 幸 , 吴 晓彬 , 虞 慧
( 1 . 河海 大学水利水电学院 , 江苏 南京 2 1 0 0 9 8 ; 2 . 江西省水 利科 学研 究院 , 江西 南 昌 3 3 0 0 2 9 ) 摘 要 : 利用 分期 汛限水位进行分期水库调度是 同时满足防洪要求 和水资源利用 需求 的有 效手段 , 而汛期 分期决 定 了分 期汛 限水 位的合理性. 因此 , 分期水库 调度 的两个关键问题是 : 汛期分期 的划分 ; 分期 汛 限水 位 的确定 . 本 文就水库 汛期分 期 的划分方法及分期汛 限水位 的确定 方法进行 阐述. 阐述 国内水库 汛期分期和分期汛限水位的发展历 程 , 总结 其方法并进 行 了对 比 , 并得 出对其成果 的看 法和展望 , 以便使水 利工 作者在今后确定汛期分期和确定分期汛 限水位 的工作更高效 . 关 键词 : 分期汛 限水位 ; 汛期分期 ; 发展历程 ; 方 法
收稿 日期 : 2 0 1 6—1 1—1 4 作者简介 : 谭 幸( 1 9 9 3一) , 女, 硕士在读.
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江西水利科技
2 0 1 7年 2月
控制到洪水管理” 的新理念 传达下来 , 在此 时期 , 关于 汛 期分 期 的研 究 更 是 百 花 齐 放 , 变点分 析法、 F i s h e r 最 优分割法、 矢量统计法及系统聚类法等多种方法纷纷涌 现 出来 。方崇惠等 证明了在分形理论的基 础上利用 时间因素和空间因素相拟合出的相似维来计算相应分 维数的一种新型汛期分期方法。高波等¨ 考虑多个影 响因子 , 运用了系统聚类法对澡河流域进行汛期分期 , 此 法 是基 于 模 糊 相 似 理 论 的一 种 新 理 论 方 法 。刘 攀 等u 针 对不 同的取样 方法 采用 变点 分析 法 的三 种 模 型 进 行 分期 , 运用 统计 分 析 法进 行 对 比评 价 , 得 出 基 于超 定量取样概率变点分析模型 的无偏性和有效性较好且 成果最优。董前进等 根据统计学法 、 动态分维数法 来逐渐确定三峡水 库的最终分期 。刘克琳 等 证 明 F i s h e r 最 优分 割 法 分 类 有 实 现 多 指标 聚类 和不 破 坏 样 本 序列顺 序 的特点 , 通 过定 义最 优分期 数来 进行 汛 期分 期。冯平等¨ 通过分析统计降雨资料构建累计 雨量序 列来 完成 对 天津 于桥水 库进 行汛 期 分期 。王宗 志 ¨ 建 立有效的模拟聚类模型对潘家 口水库进行汛期划分 , 并 提出水库汛期分期是高维度时间序列聚类问题 。而陈 曜等¨ 刮 通过对时间序列高维度数据聚类分析 , 建立水 库汛期分期投影寻踪模型 , 用遗传 算法进行择优 , 后用 于潘家 口水库的分期问题 中。谢飞等Ⅲ 认 为集对分析 法简单易行可靠 , 并对此方法 进行 了一番论述 。喻婷 等 对比了用各类分析方法 、 数理统计法 、 相对频率法 和矢量统计法对隔河岩汛期分期时体现的利弊 , 认为矢 量统计法有一定的局 限性 , 成因分析法 、 数理统计法和 相对频率法在分期上不够严谨细致 。
漳河水库汛限水位设计与运用研究
库一直采取降低汛限水位的方式运行。中央、 省对水库安全 问题非常关注, 被水利部列为全国第一批重点续建加固的水
库之一。经过 1 多年 的续建加 固建设 , , 已基本按 0 目前 水库
照设 计要求完成 . 可以投入 正常运行 。 1 水文资料 系列延 长 . 2
水库最近一次水文复核是 18 年 ,其资料 系列 长度不 96
19 年与 19 年洪水后 . 96 98 各级政府加大 了对下游河道
整治和堤 防建设力度 , 完成了堤防加 固、 口扩宽 、 卡 部分险工
险段整治和建筑物 改造 . 下游河道防洪标准由 5 年一遇提高
到1 0年一遇以上 。 1 水库调度运用水平提高 . 6
运、 旅游等综合利用的大型水利工程。目 如满足各兴利部 前,
2 汛 限水位研水库供需现状是: 一方面蓄水不够 , 不能满足供水需求; 另一
方面雨洪资源没有得 到充分利用 , 水库存在泄水情况 。水库
维普资讯
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陈崇德 等, 漳河水库汛限水位设计与运用研 究
亿 m, 水资源供需紧张的矛盾变得 比以往任何时候都尖锐突 出。 然而 . 水库在年均缺水较多 的同时 , 却还有部分水量根据
调度规程规定应该 泄弃 , 据水库运行记载 , 18 以来有 自 9 0年
1 年泄水 . 7 泄水次数 4 次 , 7 年均泄水量 1 亿 m。 . 5 ,综上所述 ,
利用典型年推算 入库设 计洪水 , 并确定典 型年入库 洪水
实测雨 量站点增加较 多 .水库 兴利运用也 发生了很 大的变
镇工业及生活用水量 2 1 年将比现在增加 1 05 倍左右。 可见,
要求水资 源利用量 日 益增加 。综合利用任务加重 , 资源 对水
陆良板桥水库分期汛限水位研究
陆良板桥水库分期汛限水位研究水库的汛限水位是水库防洪调度的重要指标,关系到水库防洪与兴利目标间矛盾的合理解决。
本文主要依托陆良板桥水库的实际,从分期洪水计算、洪水调节计算和径流调节计算等方面,分析了该水库工程所采取的汛限水位研究方法,以实现水库洪水资源化的目标。
标签:汛限水位;洪水资源化;分期洪水计算1、引言板桥水库是板桥河流域梯级水库的最后一级,其防洪库容和兴利库容部分结合,每年汛期5月1日至10月31日按1852.35m汛限水位控制运行,起到削峰滞洪的作用,减小下游的防洪压力。
故板桥河流域梯级水库群应采取联合调度,以确保人民生命财产安全。
2、工程概况2.1基本情况板桥水库位于南盘江上游右岸一级支流芳华河上,流域内水利工程较多,形成一个梯级水库群。
韭菜坪和普山水库建于右岸支流上,莲花田与小雨堡水库建于干流上,与板桥水库组成类似于“串联”水库,流域水系图见图1。
桥板水库主坝属均质土坝,除险加固后坝高16.6m,坝顶宽5.0m,坝顶高程1860m,坝长624m;副坝两座总长650m。
水库汛限水位1852.35m,正常蓄水位1854.81m,相应库容1185.0万m3,设计水位1854.96m,相应库容1233.0万m3,校核水位1855.65m,相应库容1470.0万m3。
2.2水文气象板桥水库属北亚热带和暖温带高原季风型气候;根据陆良县气象站实测资料统计,多年平均气温14.7℃,最高气温33.9℃最低气温-13.2℃;多年平均霜日44d;流域多年平均降水量876.4m,最大年降水量1338.4mm,最小年降水量432.3mm;主汛期6-9月平均降水量为586.1mm,汛后期10-11月平均降水量为98.0mm。
3分期汛限水位研究3.1 主汛期、汛后期划分板桥水库单点暴雨频发,具有历时短、强度大、笼罩面积小的特点;实测最大24小时暴雨量154.2mm。
暴雨发生频次最高的是6月份,其次是7月份,统计板桥水库日降水超50.0mm,见表1,据此可将主汛期划分为5~9月,汛后期划分为10~11月。
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Study on the optimal reservoir seasonal flood control water level
LIU Pan, GUO Shenglian, XIAO Yi, LI Wei, XIONG Lihua ( State Key Laboratory o f Water Resources and Hydropower Engineering Science , Wuhan University , Wuhan 730072) Abstract : This paper is aimed at deriving the optimal reservoir seasonal flood control water level( FCWL ) during flood season operation. The current seasonal FCWL is analyzed and concluded that the design flood standards couldn t be attained. For given design flood standards, the seasonal FCWL isn t unique and should be determined opt imally. Based on the result of seasonal design flood hydrograph routing, an opt imal seasonal FCWL model is proposed. With Wuqiangxi reservoir as the case study, this optimal model can maximize the hydropower energy without decreasing the design flood standards. Key words: reservoir operation; design flood standards; seasonal flood control water level; opt imizat ion 我国大部分地区降水主要集中在汛期 , 其降水量占全年降水量的 60% 以上。整个汛期采用单一的汛限水 位, 是假定汛期内各日都需抵御年最大值取样得到的设计洪水 , 往往造成洪水资源的浪费, 还可能不利于汛末的 蓄水。对洪水具有明显季节性特征的水库, 分期汛限水位方法将原来的汛期一分为二或一分为三 , 各期采用不同 的汛限水位 , 这样有利于水库经济效益的发挥 , 在一定程度上克服防洪和兴利之间的矛盾
6
[ 6]
水
力
发
电
学
报
2007 年
示 。我国采用设计洪水来进行水库的防洪安全设计 , 以频率表示的设计洪水的含义是与工程防洪特点紧密联 系的 , 其隐含的基本假定是 : 以频率等于设计标准的设计洪水作为基础而规划设计出的工程项目 , 其防洪安全 事故的风险率应恰好等于原定设计标准 。可见, 防洪标准不仅可采用设计洪水 , 也可以采用防洪风险率来表 示, 重现期为 T 年一遇的防洪标准对应的年破坏概率为 1/ T 。因此 , 要保证防洪标准不降低, 则需保证水库防洪 风险率不高于原设计风险率指标值。 1 1 现行分期汛限水位存在的问题 [ 2- 3, 8] 现行确定分期汛限水位的方法是 : ! 根据暴雨和洪水的季节性特征, 特别是洪水在汛期的成因和发生
[ 1- 5]
。 2002 年 , 国家防
汛抗旱总指挥部办公室组织有关高校和科研院所 , 对水库设计中的汛限水位理论问题进行了专题研究 , 并结合 12 座大型水库进行应用试点。在这些试点水库中, 分期汛限水位采用最多 , 是最有效、 易于实施的提高水库洪水 资源利用率的方法。本文拟从分析现行分期汛限水位设计中存在的理论问题出发, 指出分期汛限水位设计中存 在的最优性 ; 在不降低水库防洪标准的前提下 , 基于分期设计洪水调洪演算结果 , 建立了优化设计分期汛限水位 的模型; 以五强溪水库为背景 , 探讨分期汛限水位优化设计的理论和方法。
i= 1
∋ P(A ) i
n
1 % i< j < k % n n- 1
P ( A i ) P ( Aj ) +
1% i < j % n
P ( A i ) P ( Aj ) P ( A k ) ( 5)
- &+ ( - 1)
P ( A 1 ) P ( A 2 ) &P ( A n )
采用式( 5) 由分期频率估计年频率, 建立在各分期独立的假定下, 这里称之为分期独立组合。 2 保守组合。在式( 1) 中 , 联合分布 P ( A 1 A 2 ) 关系难于精确获取 , 但注意到概率为非负实数, 即 P ( A 1 A 2 ) ( 0, 故有 : P ( A1 ∃ A2) % P ( A1 ) + P ( A2) 等号当且仅当 A 1 和 A 2 为互斥事件时成立。若汛期可分为 n 个分期 , 由数学归纳法可知 : P ( A1 ∃ A2 ∃ & ∃ An ) %
第 26 卷 第 3 期 2007 年 6 月
水 力 发 电 学 报 JOURNAL OF HYDROELECTRIC ENGINEERING
Vol. 26 No. 3 Jun. , 2007
水库分期汛限水位的优化设计研究
刘 攀, 郭生练, 肖 义, 李 玮, 熊立华
430072) ( 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
[ 7] [ 4]
规律等情况, 把汛期划分为若干个分期 ; ∀ 计算各分期设计洪水 , 拟定相应的分期设计洪水过程线 ; # 初步选定分 期汛限水位 , 指定分期防洪标准等同于年防洪标准, 由分期设计洪水过程线根据调洪方式计算各分期坝前洪水 [5] 位, 以其低于水库防洪安全标准的坝前水位为控制条件 , 通过试算最终确定各分期汛限水位。叶秉如 ( 1995) 指 出: ( 现行 ) 分期洪水和分级防洪限制水位的处理方法, 带有一定的经验性, 因为在洪水分期出现时 , 总的防洪破坏 概率究竟为多少 , 是否恰好满足所需求的防洪设计标准 , 此法并未明确答复。丁晶等 ( 1998) 进一步指出 : 现行 方法存在分期频率和年频率两者不一致的问题。 设汛期可分为前后两期( 前汛期和后汛期 ) , A 1 、 A 2 分别代表前汛期、 后汛期发生的超过防洪安全标准的事件 ( 如水库水位超过设计洪水位 ) , 相应的概率分别为 P ( A 1 ) 、 P ( A 2 ) 。由全概率公式, 整个汛期发生超标准事件的 概率为: P ( A1 ∃ A2) = P ( A1) + P ( A2) - P ( A1A2 ) 其中 P ( A 1 , A 2 ) 表示事件 A 1 和 A 2 同时发生的概率, 由于 P ( A 1 A 2 ) % P ( A 2 ) , 故有 : P ( A1 ) % P ( A1 ∃ A2) 等号当且仅当 A 1 包含 A 2 时成立。同理有 P ( A 2 ) % P ( A 1 ∃ A 2 ) , 因此: max[ P ( A 1 ) , P ( A 2 ) ] % P ( A 1 ∃ A 2 ) 若汛期可分为 n 个分期, 则推广为: max[ P ( A 1 ) , P ( A 2 ) , &, P ( A n ) ] % P ( A 1 ∃ A 2 ∃ & ∃ A n ) 其中 P ( A 1 ∃ A 2 ∃ &∃ A n ) 表示整个汛期发生超标准事件的概率。 在分期汛限水位设计中, 由式 ( 4) 可知 , 各分期的防洪标准必须高于 ( 至少等于) 年防洪标准 , 才可能保证水库 的年防洪标准不变, 因而各分期的汛限水位并不能无限抬高 , 其上限为采用年防洪标准和分期设计洪水得到的汛 限水位值。在现行分期汛限水位设计中 , 往往对各分期采用年防洪标准作为控制条件, 因而选取了各分期的 [ 8] 汛限水位上限值作为计算成果 , 最终难以达到指定的年防洪标准 , 具有较大的危险性 。 在现行分期汛限水位设计中, 由于各分期的防洪标准一般沿用原设计年防洪标准, 在各分期分别取样后 , 主 汛期设计洪水一般较年最大值取样得到的设计洪水小 , 这样可能导致主汛期汛限水位较原设计汛限水位抬高这 一明显不合理的现象 , 为避免这种现象的发生 , 很多规范与设计手册中将主汛期设计洪水值强制等于年最大值取 样计算的设计洪水值 1 2
i= 1 n
( 6)
∋ P(A )
( 7)
第 3期
刘
攀等 : 水库分期汛限水位的优化设计研究
7
由式 ( 7) 可知 , 当采用频率表示防洪标准时 , 各分期防洪标准之和必定大于或等于年防洪标准。因此 , 可采用 式( 7) 来估计不降低防洪标准的各分期防洪标准值: 若各分期频率之和不大于年频率 , 则可保证不降低年防洪标 准, 这里称之为保守组合。采用式 ( 7) 估计年防洪标准己偏于保守, 可能使得设计得到的分期汛限水位方案的防 洪标准远远高于原设计防洪标准, 而采用式( 5) 估计年防洪标准则需要假定各分期相互独立。 1 3 分期汛限水位设计中的最优性 指定年防洪标准 , 分期汛限水位方案的不唯一性是其可以优化设计的基础。由式 ( 1) 或式 ( 5) 或式 ( 7) , 可以 设计出多种前汛期、 后汛期防洪频率 P ( A 1 ) 和 P ( A 2 ) , 使得水库的年防洪标准 P ( A 1 ∃ A 2 ) 不降低, 即前汛期、 后 汛期的汛限水位存在多种组合方式 , 而以不同组合方式管理运行水库可能得到不同的兴利效益。对于汛期可分 为汛前期、 主汛期与汛末期的水库( 如图 1 所示 ) , 分期汛限水位方案 1 和方案 2 的年防洪标准相同 , 而方案 2 通 过稍微降低主汛期汛限水位, 可以较大幅度的提高水库的防洪能力, 为汛前期和汛末期汛限水位大幅度抬高提供 了条件 , 这样主汛期损失的兴利效益较少 , 却可以在汛前期和汛末期获得较大增幅的兴利效益, 即以主汛期较小 的效益损失获取汛前期、 汛末期的较大经济效益增量, 而无需降低水库的年防洪标准。