何海祥 顧圣平 邵雪杰 于婷婷 曹愛(ài)武

(河海大學(xué) 水利水電學(xué)院， 南京 210098)

梯級(jí)水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制域計(jì)算模型

何海祥 顧圣平 邵雪杰 于婷婷 曹愛(ài)武

(河海大學(xué) 水利水電學(xué)院， 南京 210098)

針對(duì)梯級(jí)水庫(kù)運(yùn)行中由于汛期限制水位靜態(tài)控制而導(dǎo)致洪水資源浪費(fèi)問(wèn)題，在上下游水庫(kù)互為庫(kù)容補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上，以不降低水庫(kù)及梯級(jí)原有的防洪標(biāo)準(zhǔn)為前提，綜合考慮其預(yù)泄能力約束及庫(kù)容補(bǔ)償能力約束，建立預(yù)泄能力-庫(kù)容補(bǔ)償能力雙約束模型，用以推求梯級(jí)水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制域，并制定其動(dòng)態(tài)控制方案，提高梯級(jí)水庫(kù)對(duì)中小洪水資源的利用率．實(shí)例研究結(jié)果表明，該方案使得梯級(jí)水庫(kù)的總發(fā)電量得到進(jìn)一步提高．其中，多年平均發(fā)電量增加了0.113億kW·h，占1.02%；多年平均棄水量減少了0.096億m3，占0.45%．

梯級(jí)水庫(kù)； 汛限水位動(dòng)態(tài)控制； 預(yù)泄能力約束； 庫(kù)容補(bǔ)償能力約束

水庫(kù)傳統(tǒng)汛期水位運(yùn)行方式，為了防備小概率洪水而不考慮水情雨情，采用單一固定汛期限制水位“靜態(tài)控制”．這有利于保證防洪安全，但忽略了對(duì)中小洪水資源的開(kāi)發(fā)利用，影響了水能資源利用程度及發(fā)電效益．因此，研究水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制[1-4]對(duì)于水庫(kù)興利防洪兩者關(guān)系的協(xié)調(diào)兼顧具有重要意義，其核心是確定水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制域．

而庫(kù)群系統(tǒng)由于庫(kù)容補(bǔ)償與水文補(bǔ)償?shù)耐怀鲎饔?，與單一水庫(kù)相比，汛限水位動(dòng)態(tài)控制的潛力更大[5]．程愛(ài)民[6]等以碧流河水庫(kù)實(shí)際洪水調(diào)度為背景，針對(duì)預(yù)泄能力約束法在實(shí)時(shí)應(yīng)用中存在的問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)研究；李瑋[7]等建立基于預(yù)報(bào)及上游水庫(kù)補(bǔ)償模型，推求梯級(jí)水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制方案；李菡[8]等基于庫(kù)容補(bǔ)償法，利用上游觀音閣水庫(kù)的富余防洪庫(kù)容提高了下游葠窩水庫(kù)的汛限水位．從發(fā)電效益上考慮，傳統(tǒng)的梯級(jí)水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制域計(jì)算方法一般僅利用上游水庫(kù)對(duì)下游水庫(kù)進(jìn)行庫(kù)容補(bǔ)償，或是利用單庫(kù)預(yù)泄，而忽略了梯級(jí)上下游水庫(kù)互為庫(kù)容補(bǔ)償調(diào)度的發(fā)電潛力．從防洪風(fēng)險(xiǎn)上考慮，傳統(tǒng)方法中，預(yù)泄能力約束法忽略了梯級(jí)另一水庫(kù)應(yīng)對(duì)預(yù)泄水量所需要的額外防洪庫(kù)容，而庫(kù)容補(bǔ)償法則未考慮水庫(kù)在短時(shí)間內(nèi)將庫(kù)水位降至設(shè)計(jì)汛限水位所需要的預(yù)泄能力，增加了梯級(jí)水庫(kù)的防洪風(fēng)險(xiǎn)．

因此，本文在應(yīng)用上下游水庫(kù)互為庫(kù)容補(bǔ)償法的基礎(chǔ)上，綜合考慮梯級(jí)水庫(kù)中的預(yù)泄能力與庫(kù)容補(bǔ)償能力的相互約束性，建立預(yù)泄能力-庫(kù)容補(bǔ)償能力雙約束模型，對(duì)汛限水位動(dòng)態(tài)控制域的確定展開(kāi)研究．

1 預(yù)泄能力-庫(kù)容補(bǔ)償能力雙約束模型

本模型是在應(yīng)用上下游水庫(kù)互為庫(kù)容補(bǔ)償調(diào)度的基礎(chǔ)上，以不降低水庫(kù)及梯級(jí)原有防洪標(biāo)準(zhǔn)為前提，綜合考慮梯級(jí)上下游水庫(kù)的預(yù)泄能力約束與庫(kù)容補(bǔ)償能力約束，分別推求出汛限水位上限值Zmax，1、Zmax，2，然后取兩者中的較小值作為梯級(jí)水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制域上限值Zmax，即確定水庫(kù)實(shí)施汛限水位動(dòng)態(tài)控制最大程度開(kāi)發(fā)興利潛力的關(guān)鍵．從而可以確定整個(gè)控制域，對(duì)梯級(jí)水庫(kù)進(jìn)行汛限水位動(dòng)態(tài)控制．

1.1 上下游水庫(kù)互為庫(kù)容補(bǔ)償

基本思想是：梯級(jí)水庫(kù)在實(shí)際運(yùn)行中，由于來(lái)水條件及水庫(kù)運(yùn)行具體情況不同等因素，梯級(jí)各水庫(kù)的實(shí)際水位可能會(huì)低于設(shè)計(jì)汛限水位，因而出現(xiàn)梯級(jí)水庫(kù)實(shí)時(shí)總防洪庫(kù)容大于設(shè)計(jì)總防洪庫(kù)容的富余防洪庫(kù)容．其中上游水庫(kù)實(shí)際水位比設(shè)計(jì)汛限水位低時(shí)，以上游水庫(kù)為補(bǔ)償水庫(kù)，下游水庫(kù)為被補(bǔ)償水庫(kù)，可以利用上游水庫(kù)的富余防洪庫(kù)容，攔蓄來(lái)水并控制下泄流量，以減小下游水庫(kù)的入庫(kù)流量，從而允許抬高下游水庫(kù)的汛限水位．相反，若下游水庫(kù)實(shí)際水位比設(shè)計(jì)汛限水位低時(shí)，以下游水庫(kù)為補(bǔ)償水庫(kù)，上游水庫(kù)為被補(bǔ)償水庫(kù)，可以利用下游水庫(kù)的富余防洪庫(kù)容，攔蓄來(lái)水并控制下泄流量，因此上游水庫(kù)可以加大下泄流量提前預(yù)泄水量，從而允許抬高上游水庫(kù)的汛限水位．從而梯級(jí)水庫(kù)通過(guò)上下游水庫(kù)互相補(bǔ)償?shù)姆绞?，?shí)現(xiàn)汛限水位動(dòng)態(tài)控制．具體計(jì)算方法和步驟如下：

(1)

式中，fV，1(·)為補(bǔ)償水庫(kù)的庫(kù)容水位函數(shù)．

(2)

(3)

式中，fZ，2(·)為被補(bǔ)償水庫(kù)的庫(kù)容水位函數(shù)、fV，2(·)為被補(bǔ)償水庫(kù)的水位庫(kù)容函數(shù)．

(4)

1.2 預(yù)泄能力約束

梯級(jí)水庫(kù)的預(yù)泄能力約束，考慮上下游水庫(kù)互為庫(kù)容補(bǔ)償法中的被補(bǔ)償水庫(kù)的預(yù)泄能力，即根據(jù)被補(bǔ)償水庫(kù)在洪水預(yù)報(bào)有效預(yù)見(jiàn)期內(nèi)，以允許最大預(yù)泄能力預(yù)泄的凈出庫(kù)水量決定水庫(kù)允許抬升的最高汛限水位，使得水庫(kù)在發(fā)生洪水的預(yù)見(jiàn)期內(nèi)可以將庫(kù)水位由汛限水位上限值預(yù)泄至設(shè)計(jì)汛限水位．

1)推求有效預(yù)見(jiàn)期Δt

(5)

式中，T為入庫(kù)洪水預(yù)報(bào)或降雨預(yù)報(bào)的預(yù)見(jiàn)期；T′包括預(yù)報(bào)作業(yè)時(shí)間、信息傳遞時(shí)間、決策時(shí)間、開(kāi)閘時(shí)間等．

2)有效預(yù)見(jiàn)期Δt的平均入庫(kù)流量Δq．重點(diǎn)考慮汛限水位動(dòng)態(tài)控制關(guān)鍵時(shí)期退水期內(nèi)的平均入流量．

3)有效預(yù)見(jiàn)期Δt內(nèi)的允許最大下泄流量qmax．預(yù)泄允許最大下泄流量不應(yīng)超過(guò)防洪保護(hù)對(duì)象最低一級(jí)的安全泄量．

4)有效預(yù)見(jiàn)期Δt內(nèi)的凈出庫(kù)水量ΔV

(6)

5)被補(bǔ)償水庫(kù)的汛限水位上限值Zmax，1

(7)

(8)

式中，Vmin為水庫(kù)原汛限水位對(duì)應(yīng)的庫(kù)容；Vmax為水庫(kù)原汛限水位對(duì)應(yīng)庫(kù)容Vmin疊加有效預(yù)見(jiàn)期內(nèi)凈出庫(kù)水量ΔV后的庫(kù)容；f(·)為水庫(kù)的水位庫(kù)容函數(shù)．

1.3 庫(kù)容補(bǔ)償能力約束

梯級(jí)水庫(kù)的庫(kù)容補(bǔ)償能力約束，考慮上下游水庫(kù)互為庫(kù)容補(bǔ)償法中的補(bǔ)償水庫(kù)在實(shí)際水位與設(shè)計(jì)汛限水位之間的富余防洪庫(kù)容，應(yīng)能夠攔蓄上游來(lái)水并控制下泄流量．利用公式(4)中的函數(shù)fZ(·)計(jì)算出補(bǔ)償水庫(kù)的汛限水位動(dòng)態(tài)控制域上限Zmax，2．

1.4 確定梯級(jí)水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制域

梯級(jí)水庫(kù)中的被補(bǔ)償水庫(kù)，在預(yù)泄能力-庫(kù)容補(bǔ)償能力雙約束下，取Zmax，1、Zmax，2中的較小值作為該水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制域上限值Zmax：

(9)

而汛限水位動(dòng)態(tài)控制域的下限值Zmin，選擇水庫(kù)原設(shè)計(jì)汛期限制水位，即可滿(mǎn)足水庫(kù)原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的基本防洪與興利要求．至此，確定梯級(jí)水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制域?yàn)椋篬Zmin，Zmax]．

2 實(shí)例分析

本文以某干流河段梯級(jí)水庫(kù)進(jìn)行實(shí)例分析．兩水庫(kù)均具有季調(diào)節(jié)性能，以發(fā)電為主，防洪任務(wù)主要是自身樞紐工程的防洪安全．另外，由于汛期上游來(lái)水含沙量較大，為減少庫(kù)尾泥沙淤積對(duì)有效庫(kù)容的侵占，兩水庫(kù)均采取“蓄清排渾”方式運(yùn)行，在洪水來(lái)臨時(shí)水庫(kù)運(yùn)行水位降至死水位，因此具有一定的富余防洪庫(kù)容，從而為實(shí)現(xiàn)上下游水庫(kù)的庫(kù)容互補(bǔ)提供了可能．而且，流域的短期洪水預(yù)報(bào)方案達(dá)到甲級(jí)方案標(biāo)準(zhǔn)，能滿(mǎn)足梯級(jí)水庫(kù)實(shí)施汛限水位動(dòng)態(tài)控制調(diào)度的條件．兩水庫(kù)的汛期分期相同，本文選擇其主汛期進(jìn)行汛限水位動(dòng)態(tài)控制研究．其中，上游水庫(kù)汛限水位下限值為其主汛期設(shè)計(jì)汛限水位819.50 m，下游水庫(kù)汛限水位下限值為其主汛期設(shè)計(jì)汛限水位744.0 m．

2.1 模型應(yīng)用

2.1.1 梯級(jí)上游水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制域

1)預(yù)泄能力約束下的汛限水位動(dòng)態(tài)控制域上限值．首先由公式(5)推求并留有一定的時(shí)間余地后，得上游水庫(kù)的有效預(yù)泄時(shí)間為4.0 h．再由公式(6)，先確定有效預(yù)見(jiàn)期4.0 h內(nèi)的平均入庫(kù)流量Δq以及允許最大下泄流量qmax．根據(jù)梯級(jí)上游水文站汛期實(shí)測(cè)入庫(kù)水沙資料分析成果，設(shè)定上游水庫(kù)入庫(kù)流量超過(guò)400 m3/s即視為發(fā)生洪水，相應(yīng)地，考慮區(qū)間流量后，下游水庫(kù)入庫(kù)流量超過(guò)417 m3/s即視為發(fā)生洪水，遇此流量級(jí)降低水位對(duì)排沙有利．考慮到流域洪水預(yù)報(bào)有效預(yù)見(jiàn)期較短，故從安全角度，取發(fā)生洪水的入庫(kù)流量400 m3/s為有效預(yù)見(jiàn)期內(nèi)的平均入庫(kù)流量；另外，由于水庫(kù)下游沒(méi)有防洪保護(hù)對(duì)象，為充分利用中小洪水資源，本文取5年一遇洪水常規(guī)調(diào)洪下的下泄流量最大值1 590 m3/s作為允許下泄流量最大值．進(jìn)而可求出水庫(kù)在有效預(yù)泄時(shí)間4.0 h內(nèi)的凈出庫(kù)水量約為0.214億m3．最后由公式(7)和(8)，求出在預(yù)泄能力約束下，上游水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制域上限值為Zmax，1=823.78 m．

2)庫(kù)容補(bǔ)償能力約束下的汛限水位動(dòng)態(tài)控制域上限值．下游水庫(kù)自設(shè)計(jì)汛限水位744.0 m向下，每隔1.0 m取一個(gè)起調(diào)水位直至死水位740.0 m，然后利用公式(1)～(4)建立上游水庫(kù)汛限水位上限值與下游水庫(kù)起調(diào)水位的函數(shù)fZ(·)．見(jiàn)表1．

表1 上游水庫(kù)汛限水位上限值與下游水庫(kù)起調(diào)水位的關(guān)系

由表1可知，下游水庫(kù)起調(diào)水位為死水位740.0 m時(shí)，補(bǔ)償庫(kù)容最大，此時(shí)允許上游水庫(kù)的出庫(kù)水量最大，從而允許上游水庫(kù)抬升的汛限水位最高．即在庫(kù)容補(bǔ)償能力約束下，上游水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制域上限值為Zmax2=823.21 m．

3)確定上游水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制域．取上述兩種約束下的汛限水位上限值的較小值，即Zmax=min{Zmax，1，Zmax，2}=min{823.78，823.21}，取Zmax=823.0 m作為上游水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制域上限值，則上游水庫(kù)主汛期汛限水位動(dòng)態(tài)控制域?yàn)閇819.50 m，823.0 m]．

2.1.2 梯級(jí)下游水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制域

1)同上游水庫(kù)預(yù)泄能力約束的分析方法，由公式(5)～(8)推求下游水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制域上限值，見(jiàn)表2．

表2 預(yù)泄能力約束法推求的下游水庫(kù)汛限水位上限值

由表2可知，在預(yù)泄能力約束下，下游水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制域上限值可取為Zmax1=746.73 m．

2)同上游水庫(kù)庫(kù)容補(bǔ)償能力約束的分析方法，經(jīng)分析得上游水庫(kù)起調(diào)水位為死水位818.0 m時(shí)，下游水庫(kù)的汛限水位可抬升至最大值745.23 m．即在庫(kù)容補(bǔ)償能力約束下，下游水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制域上限值可取Zmax，2=745.23 m．

3)根據(jù)模型，Zmax=min{Zmax，1，Zmax，2}=min{746.73，745.23}，取Zmax=745.0 m作為下游水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制域上限值，則下游水庫(kù)主汛期汛限水位動(dòng)態(tài)控制域確定為[744.0 m，745.0 m]．

2.1.3 梯級(jí)水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制方案

由于本流域的洪水預(yù)報(bào)預(yù)見(jiàn)期較短，因此在實(shí)施汛限水位動(dòng)態(tài)調(diào)度過(guò)程中應(yīng)充分利用流域氣象預(yù)報(bào)情況進(jìn)行調(diào)整．若近期無(wú)明顯的強(qiáng)降雨過(guò)程，則發(fā)生大洪水的可能性不大，可判定該次為中小洪水，為增加電站發(fā)電量，可將庫(kù)水位抬升至動(dòng)態(tài)控制水位上限附近運(yùn)行；若氣象預(yù)報(bào)發(fā)生變化，可能發(fā)生較強(qiáng)降雨，考慮水庫(kù)防洪安全，應(yīng)結(jié)合洪水預(yù)報(bào)情況，在洪水預(yù)報(bào)預(yù)見(jiàn)期內(nèi)降低水位至汛限水位下限運(yùn)行，轉(zhuǎn)入防洪調(diào)度為主，并結(jié)合來(lái)水情況進(jìn)一步降低至死水位，以利于水庫(kù)排沙；若期間雨勢(shì)減緩或基本無(wú)雨，則庫(kù)水位消落速度可以減緩一些．據(jù)此，進(jìn)一步制定較強(qiáng)降雨預(yù)報(bào)情況下該梯級(jí)二水庫(kù)主汛期水位動(dòng)態(tài)控制方案．

1)上游水庫(kù)：當(dāng)預(yù)報(bào)入庫(kù)流量小于400 m3/s流量級(jí)時(shí)，庫(kù)水位保持823.0 m運(yùn)行；當(dāng)預(yù)報(bào)入庫(kù)流量等于或大于400 m3/s流量級(jí)時(shí)，開(kāi)啟閘門(mén)控制下泄流量不超過(guò)1 590 m3/s，結(jié)合降雨預(yù)報(bào)控制水位下降速度，將庫(kù)水位逐步預(yù)泄至汛限水位下限819.50 m；之后若預(yù)報(bào)入庫(kù)流量仍等于或大于400 m3/s流量級(jí)時(shí)，則進(jìn)一步將庫(kù)水位預(yù)泄至死水位818.0 m．

2)下游水庫(kù)：當(dāng)預(yù)報(bào)入庫(kù)流量小于417 m3/s流量級(jí)時(shí)，庫(kù)水位保持745.0 m運(yùn)行；當(dāng)預(yù)報(bào)入庫(kù)流量等于或大于417 m3/s流量級(jí)時(shí)，開(kāi)啟閘門(mén)控制下泄流量不超過(guò)1 251 m3/s，結(jié)合降雨預(yù)報(bào)控制水位下降速度，將庫(kù)水位逐步預(yù)泄至汛限水位下限744.0 m；之后若預(yù)報(bào)入庫(kù)流量仍等于或大于417 m3/s流量級(jí)時(shí)，則進(jìn)一步將庫(kù)水位預(yù)泄至死水位740.0 m．

2.2 結(jié)果分析

2.2.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

就本梯級(jí)工程而言，洪水預(yù)報(bào)誤差是影響汛限水位動(dòng)態(tài)控制的主要風(fēng)險(xiǎn)因子，故以洪水預(yù)報(bào)誤差超過(guò)允許預(yù)報(bào)誤差的風(fēng)險(xiǎn)率作為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)，并采用正態(tài)分布的概率分布型式計(jì)算洪水預(yù)報(bào)誤差的風(fēng)險(xiǎn)率．

2.2.2 效益分析

根據(jù)以上基于模型確定的主汛期梯級(jí)水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制方案，利用流域多年徑流資料模擬運(yùn)行，并與原主汛期汛限水位固定控制方案的運(yùn)行模擬結(jié)果進(jìn)行比較分析．結(jié)果表明，前者方案在整體上比后者方案的效益要好．梯級(jí)水庫(kù)的多年平均發(fā)電量增加0.113億kW·h，占1.02%；多年平均棄水量減少0.096億m3，占0.45%．因此主汛期汛限水位動(dòng)態(tài)控制方案的水能資源利用程度較高．結(jié)果見(jiàn)表3．

表3 梯級(jí)水庫(kù)兩種運(yùn)行方案的模擬結(jié)果

另外，從表3的模擬結(jié)果可知，利用上下游水庫(kù)互為庫(kù)容補(bǔ)償調(diào)度的兩水庫(kù)發(fā)電量之和，比利用上游水庫(kù)對(duì)下游水庫(kù)庫(kù)容補(bǔ)償調(diào)度的兩水庫(kù)發(fā)電量之和要多0.068億kW·h．

3 結(jié) 語(yǔ)

本文建立預(yù)泄能力-庫(kù)容補(bǔ)償能力雙約束模型，通過(guò)上下游水庫(kù)互為庫(kù)容補(bǔ)償進(jìn)一步開(kāi)發(fā)梯級(jí)水庫(kù)的發(fā)電潛力，并通過(guò)梯級(jí)水庫(kù)的預(yù)泄能力約束以及庫(kù)容補(bǔ)償能力約束，對(duì)梯級(jí)水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制域進(jìn)行研究，并應(yīng)用于某干流河段梯級(jí)水庫(kù)，提高了梯級(jí)水庫(kù)的發(fā)電效益．本文分析計(jì)算方法簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，亦可適用于其他梯級(jí)水庫(kù)．

[1] 李 瑋，郭生練，劉 攀．水庫(kù)汛限水位確定方法評(píng)述與展望[J]．水力發(fā)電，2005，31(1)：66-70．

[2] 王本德，周惠成，張改紅．水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制方法研究發(fā)展現(xiàn)狀[J]．南水北調(diào)與水利科技，2007，5(3)：43-46．

[3] 丁 偉，梁國(guó)華，周惠成，等．基于洪水預(yù)報(bào)信息的水庫(kù)汛限水位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制方法研究[J]．水力發(fā)電學(xué)報(bào)，2013(5)：41-47．[4] 王國(guó)利，梁國(guó)華，王本德，等．基于預(yù)報(bào)信息和泄流能力約束的庫(kù)水位動(dòng)態(tài)控制方法與應(yīng)用[J]．水力發(fā)電學(xué)報(bào)，2010，29(4)：28-31，38．

[5] 鐘平安，孔 艷，王旭丹．梯級(jí)水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制域計(jì)算方法研究[J]．水力發(fā)電學(xué)報(bào)，2014，33(5)：36-43．

[6] 程愛(ài)民，王本德，張春波．碧流河水庫(kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制方法研究與應(yīng)用[J]．中國(guó)防汛抗旱，2009，19(4)：62-64．

[7] 李 瑋，郭生練，劉 攀，等．基于預(yù)報(bào)及庫(kù)容補(bǔ)償?shù)乃畮?kù)汛限水位動(dòng)態(tài)控制研究[J]．水文，2006，26(6)：11-16．

[8] 李 菡，彭 勇，彭兆亮，等．基于庫(kù)容補(bǔ)償分析確定葠窩水庫(kù)汛限水位研究[J]．南水北調(diào)與水利科技，2011，9(3)：39-42．

[責(zé)任編輯 王康平]

Calculation Model for Dynamic Control Bounds of Flood Limited Water Level of Cascade Reservoirs

He Haixiang Gu Shengping Shao Xuejie Yu Tingting Cao Aiwu

(College of Water Conservancy & Hydropower Engineering, Hohai Univ., Nanjing 210098, China)

For flood resources waste problem resulted from static control of flood limited water level in cascade reservoirs operation, a model is built to determine the dynamic control bounds of flood limited water level of cascade reservoirs in order to establish dynamic control schemes, so as to improve the utilization of small and medium-sized flood resources. The model is established on the basis of the upstream and downstream reservoir capacity of the mutual compensation. Under the precondition of not reducing flood control standard of reservoir and cascade reservoirs, the model consists of constrained pre-discharge capacity and constrained reservoir storage compensation capacity to determine; it considers the two capacity constraints. The results show that the model makes the generated energy of cascade reservoirs to get a further increase. Among them, the mean annual power output is increased 11.3 million kW·h, accounted for 1.02%. In addition, the mean annual surplus water is reduced 9.6 million m3, accounted for 0.45%.

cascade reservoirs; dynamic control of flood limited water level; constrained pre-discharge capacity; constrained reservoir storage compensation capacity

2016-10-19

國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2013BAB06B01)

顧圣平(1957-)，男，教授，研究方向?yàn)樗Y源系統(tǒng)規(guī)劃．E-mail：spgu@hhu.edu.cn

10.13393/j.cnki.issn.1672-948X.2017.02.002

TV697.1+2

A

1672-948X(2017)02-0006-04