长江上游水库配合三峡水库的联合防洪调度研究

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长江流域洪水灾害频繁发生,对社会经济发展造成严重损失。上游水库配合三峡水库的联合防洪调度是保护长江中下游地区防洪安全的重要技术手段。本文围绕锦屏一级、二滩、溪洛渡、向家坝等上游水库配合三峡水库的联合防洪调度,研究不同水库的防洪库容利用效率和上游水库与三峡水库的防洪库容补偿关系,提出合理的水库群联合防洪调度模型和调度规则。论文主要工作和创新性成果如下:
  (1)建立安全度最大的水库群联合防洪优化调度模型和同步拦洪优化调度模型,分析不同水库对防洪控制站的防洪能力差异性,提出水库防洪库容利用效率的定量表示方法,并推导水库防洪库容利用效率与马斯京根参数、水库拦蓄洪量之间的关系。同时,提出水库群防洪库容补偿关系的分析方法,并研究上游水库至三峡水库的距离、洪水类型、和相互补偿的防洪库容量对上游水库与三峡水库防洪库容补偿关系的影响。
  (2)为提高同步拦洪优化调度模型的防洪库容利用效率,提出基于防洪库容补偿关系的同步拦洪优化调度模型,分析不同水库配合三峡水库的防洪效果,结果表明在遭遇超标历时较长的洪水时,锦屏一级和二滩水库参与联合防洪调度才能更好地发挥拦洪效益。
  (3)针对优化调度模型和目前常规调度规则存在的问题,考虑不同水库的拦洪时机和拦蓄洪量,提出一种锦屏一级、二滩、溪洛渡和向家坝水库配合三峡水库的联合防洪调度规则,同时构建了调度参数的优化求解模型,并采用布谷鸟算法求解。研究结果表明:该调度规则能够较合理地使用各水库防洪库容,在有效减轻三峡水库的防洪压力的同时,保证较高的水库群防洪库容利用效率。
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