金盆水库优化调度研究

金盆水库优化调度研究

王学凤[1]2003年在《金盆水库优化调度研究》文中进行了进一步梳理金盆水库是一个以给西安市供水为主,兼顾灌溉、发电、防洪为目标的多用途水库。金盆水库调度结果不仅关系到西安市需水量能否得到满足,而且对水库本身来说,也关系到水库能否创造效益,创造多大效益的问题。本论文基于上述目的,采用系统科学的理论与方法对金盆水库优化调度进行了研究,并将一些新方法尝试用到水库调度中。其主要内容及研究成果如下: (1)水库优化调度中几个关键问题的处理。金盆水库优化调度采用了黑河流域短期洪水预报结果作为水库的入流,因此,将计算时段取为小时;对短期洪水预报结果采用逐时段修正的方法;采用模糊的方法将中期预报结果应用到水库调度中,建立水库中期预报调度策略,以指导水库的实时调度。 (2)优化调度模型的建立及求解。根据金盆水库多目标特点,建立四个优化调度目标函数模型。从分析每个模型的可行性着手,采用联解模型的方式和逐次优化算法(POA)推求水库的运行策略。 (3)建立金盆水库实时调度模型。根据上述短期预报结果求得的运行策略,采用逐步回归方法求得水库的回归模型;根据前面求得的中期预报调度策略与回归模型相结合,建立水库的实时调度模型。 (4)初步探索遗传算法在水库调度中应用的可行性。根据遗传算法(GA)的特点,以某年逐月资料为例,采用GA算法求得水库逐月优化调度结果。对POA与GA两种方法进行比较,探讨它们的适用范围和优缺点。 (5)初步建立、开发金盆水库预报调度系统。采用先进的开发平台,遵循国家防汛办制定的《水库洪水调度系统设计与开发规则》规定,在计算机上建立具有数据处理、预报计算、校正及调度等功能的完整而实用的预报调度系统。

付永锋[2]2003年在《陕西黑河金盆水库入库径流分析与水库优化调度》文中指出为解决西安市供水问题而兴建的黑河引水工程是西安经济持续高速发展的基本保障,而作为该引水工程主要水源的黑河金盆水库其运行的优劣将直接影响城市供水的保证程度。本论文结合西安供水以及黑河金盆水库的实际情况,在对水库供水对象需水状况及入库径流进行分析的基础上,应用多种模型进行水库优化调度,并根据水库长系列兴利调度的结果建立水库调度函数以指导水库运行。论文的主要研究内容及取得的研究成果如下: (1)在综述本领域研究动态与发展趋势、分析金盆水库的设计资料、流域径流资料及水库供水对象的需水状况的基础上,提出了本次研究的研究思路和技术路线。 (2)对水文系列的时间序列分析方法及常用的随机模型进行了阐述,建立了黑河黑峪口站的年、月径流序列生成模型并进行了检验。 (3)考虑到典型年判定时存在的模糊性,将模糊聚类法用于年径流分析,由此求得分别代表丰、平、枯各种年型的聚类中心向量。对于给的年份,根据求得的聚类中心向量,应用模糊综合评判法确定其所属年型。 (4)在分析水库径流特性与各个供水对象需水状况的基础上,建立了综合利用水库优化调度模型,分别利用动态规划法、逐步优化算法和遗传算法求解模型,并对模型的求解结果进行了比较。西安理工大学硕士学位论文 (5)系统研究了遗传算法的基本原理和实现技术,深入分析了遗传算法的不足,并提出了一些改进方法。自适应遗传算法的控制参数可以根据个体的适应度大小进行自适应调整,体现了生物进化中“优胜劣汰”的思想,使其收敛速度较基本遗传算法有了很大提高。但它由于未能反映群体的多样性,使其在陷入局部极小时也无能为力。本研究将信息嫡引入遗传算法以度量种群的多样性;当判断其发生过早收敛时,则通过“大变异”操作来引入新个体,从而有效缓解了成熟前收敛的发生,提高了算法搜索的范围与效率。 (6)利用水库优化调度结果建立水库调度函数,在分析水库调度函数各特征量的基础上,介绍了用逐步回归方法建立水库调度函数的具体过程,考虑到传统回归方法未能反映调度函数的非线性特性,引入BP神经网络模型求解模型,建立水库调度函数。最后,使用新的(在调度函数建立过程中未使用过的)资料对各种方法建立的调度函数进行了检验。

付永锋, 沈冰, 李智录, 张西乾[3]2004年在《基于自适应遗传算法的金盆水库优化调度研究》文中提出根据黑河金盆水库的具体情况,建立了水库优化调度的多目标非线性数学模型,分别利用动态规划、遗传算法和自适应遗传算法求解模型。结果表明,自适应遗传算法由于能够根据群体适应度的分散程度以及个体优劣进行参数的自适应调整,使得算法在保持种群多样性的同时,保证算法的收敛性,其收敛速度和计算结果都明显优于其他两种算法。

张雯怡[4]2013年在《基于水资源优化配置的黑河金盆水库调度运行方案研究》文中指出引湑济黑工程现已建成运行,改变了黑河金盆水库的入库径流。金盆水库原设计的调度运行方式,影响了水库综合效益的发挥。本文基于水资源优化配置,以发挥水库最优供水为目标,建立优化模拟模型,进行不同方案的水库调度运行方案研究,得出水库的最优调度运行方式,论证出水库合理的工程规模。推荐方案为:在不增加坝高情况下,金盆水库汛限水位591m,正常蓄水位596m,农灌限制水位551m工况下,供水量最大,综合效益最优。

王双文[5]2005年在《金盆水库洪水预报调度系统的研究与开发》文中研究指明实时洪水预报调度,作为一种能有效地减轻洪灾危害程度和降低洪灾所造成损失的非工程措施,在近几年来的防洪减灾工作中发挥着越来越重要的作用。本文在金盆水库洪水预报调度系统的研究开发过程中,对洪水预报模型、水库调度模型的建立,实时洪水预报软件的编制等问题进行了相应的研究工作。 金盆水库洪水预报调度系统具有以下特点; (1) 较完善地实现了金盆水库实时洪水预报,能有效地对实时洪水预报成果进行校正。 (2) 实时洪水调度决策支持子系统能自动地形成实时洪水调度预案,并进行多方案、多目标的优化决策。 (3) 集成了实时洪水调度分析决策时所需的各项功能,软件功能较强大。 (4) 友善的用户界面,使用户易于操作,并便于回溯。 本文第一章简要介绍了洪水预报模型、防洪调度模型的国内外发展概况及研究趋势,并分析了作为防洪非工程措施的实时洪水预报和实时洪水调度管理的现实意义。 第二章对金盆水库的水文资料、水库资料做了分析整理。 第叁章根据流域特性,选用新安江模型作为金盆水库入库洪水预报模型,并对该模型做了简单介绍。 第四章制定水库防洪调度方案,为满足水库调度多目标要求,系统调度模块中运用规则调度、预泄调度、优化调度、指令调度和交互调度模型,并采用模糊评判西安理工大学工程硕士专业学位论文作为调度度决策模型。 第五章利用黑河流域实测历史资料对洪水调度系统的部分算法做实例验证。 第六章通过对软件系统开发路线的简要说明,详细介绍了实时洪水预报调度系统的设计与实现,并对应用软件开发中所使用的有关技术与系统开发平台做了介绍。 第七章对系统的开发进行总结,并指出了今后的研究发展方向。关键词:金盆水库;实时洪水预报;洪水预报调度系统。

陈建峰[6]2007年在《黑河金盆水库下游洪水模拟研究》文中研究表明洪水灾害是最严重、最频繁的自然灾害之一,严重威胁着人民生命财产的安全,影响着国民经济建设。黑河金盆水利枢纽工程是西安市金盆引水工程的主要水源工程,是一项以城市供水为主,兼顾灌溉,结合发电、防洪等综合利用的大型水利工程。金盆水库下游有众多人口、工厂和农业生产设施,一旦发生稀遇洪水,将对下游构成极大的洪灾威胁。本文应用HEC-RAS模型、ArcView GIS和HEC-GeoRAS,模拟了黑河金盆水库的设计洪水(P=1%)和校核洪水(P=0.5%)经水库调节后,在水库下游河道和下游区域的演进情况。本文大致可分为四部分:一、主要总结了洪水演进模拟的几种常用方法。重点对水文学方法和水力学方法进行了介绍,阐明了水文学方法的原理和特点,详细介绍了水力学方法中零维模型、一维模型、二维模型的主要方程和数值求解过程。另外,还介绍了相关模拟软件的特点,如:Delft3D、MIKE系列、SMS、HEC-RAS等。二、介绍了HEC系列模型的原理和功能。叁、对黑河金盆水库的设计洪水和校核洪水进行了调洪演算。应用HEC-RAS模型对设计洪水进行了模拟,得到的主要结果有:(1)模拟时段内,各断面的水面线最大高程;(2)河道内水面线最大高程沿程分布情况;(3)河道内洪水最大流速沿程分布情况;(4)模拟时段内,河道上断面(22号)和下断面(0号)的水位~流量~时间关系;(5)各断面的主要水力特性。然后,应用HEC-RAS模型、ArcView GIS3.2(耦合HEC-GeoRAS)在数字地形模型的基础上对校核洪水进行了模拟,得到的主要结果有:(1)黑河研究区域的数字地形模型(DTM);(2)模拟时段内,各断面的水面线最大高程;(3)研究区内水面线最大高程沿程分布情况;(4)研究区内洪水最大流速沿程分布情况;(5)各断面水面线高程~流量关系;(6)模拟时段内,研究区上断面(0号)和下断面(10号)的水位~流量~时间关系;(7)各断面的主要水力特性;(8)模拟时段内,洪水的最大淹没范围和主要时刻的洪水淹没范围结果显示图。四、对本文的工作进行了总结和展望,同时对HEC-RAS模型提出了改进建议。通过本文的工作,表明洪水模拟结果合理,可为防洪预警、制定人员撤离方案、灾害评估等提供参考。

王增发, 黄强, 畅建霞, 梁柱, 田峰巍[7]2000年在《城市供水水源优化调度模型的分解协调算法》文中进行了进一步梳理针对一般城市供水水源 ,建立了优化调度模型。运用大系统分解协调原理 ,将系统优化调度模型分解为m个子系统 ,分析推导了子系统间协调变量的优化迭代公式 ,采用逐步优化算法求解子优化模型。提出了系统优化调度模型的求解步骤 ,给出了优化调度软件系统主菜单。最后 ,应用优化调度模型进行西安市市区供水水源优化调度实例研究 ,得出有益于西安市发展的优化调度策略和建议

朱兴华[8]2012年在《引汉济渭工程水源联合调度应用研究》文中研究指明根据引汉济渭工程建设规模,利用调水区和受水区水源联合调度供水满足受水区需水。调水区叁河口水库多年调节性能减少年际供水差别,提高枯水年供水量;黄金峡水库的年调节性能改善年内供水不均匀状况;受水区黑河水库作为引汉济渭调水区水源地供水过程后的补偿性调节水库,解决受水区年际间的供水任务;地下水作为地表水供水后,可作为受水区年内缺水任务的补充。根据各水库供水任务,编写引汉济渭工程各水库联合调度计算程序,试算引汉济渭工程系统内叁河口水库和黑河水库调度线以及相应配给流量。通过分析,此调度成果较好的满足了受水区的需水要求。

冯国章[9]2000年在《区域性联合供水系统水量模拟调度模式研究》文中指出陕西省关中地区水资源总量不足 ,时空分布不均 ,供需矛盾突出 ,省会西安严重缺水 .因此提出建设以西安城市供水为重点、以黑河引水工程为主体的区域性联合供水系统的构想 ,并开展了多水源、多工程联网模拟调度的研究与实践 .根据对西安市城市供水系统的构成以及可利用水量及需水量的分析 ,按照以中近期为主、充分利用地表水、合理开采地下水、统一考虑生活、生产、生态用水及多方案调度的水量调配原则 ,采用多水源逐日模拟调度方式建立模拟调度模型 ,并拟定了 4类调度方案 ,模拟调度结果合理可靠

王德文[10]2004年在《基于水情自动测报系统的水库汛期运行水位控制方法研究》文中指出防洪和兴利在库容利用上的矛盾是客观存在的。汛限水位正是这一矛盾的结合点,改进汛期运行水位的控制方法是提高水库兴利效益的主要手段。水情自动测报系统的建立为水库防洪调度提供了强有力的信息支持。因此,基于水情自动测报系统的汛期运行水位控制方法研究对于改进防洪调度方法、保障水库安全防洪、增加水库兴利效益有着重要的现实意义。 本文的主要研究成果和结论如下: (1) 流域开始降雨后要延迟一个流域汇流时间才会在流域出口断面形成出流过程。本文认为这一延迟的时间非常重要,它是水库防洪预报调度可以利用的重要因素,利用这一延迟的时间进行预泄可以使防洪调度更为安全、合理,同时还可以抬高汛期运行水位。 (2) 传统的预报预泄是以预报洪水过程为依据进行的预泄,此种预泄方法严重依赖于预报精度的好坏,预报精度高,预泄效果好,预报精度低,预泄效果差。本文认为以预报洪量为依据进行预报预泄效果会好一些,原因有二,首先洪量的预报精度要高于洪水过程线的预报精度;其次依据洪量来预泄,预泄过程中泄量大小可控,可以根据预报洪量的重现期调节泄量,重现期较大,可以先多泄后少泄。重现期较小,可以先少泄后多泄,或者采取均匀泄流。 (3) 汇流时间、洪量等水文要素的预报方法对水库汛期运行水位控制方法有一定的影响,因此研究这些水文要素的预报也是汛期运行水位控制方法研究的一部分。本文分析了这些水文要素的影响因素,并分别应用RBF网络建立计算模型,各模型经实例验证计算效果较好。 (4) 根据降雨开始后一个流域汇流时间才会有洪水入库这一情况,本文制定了基于流域汇流时间的水库汛期运行水位控制方法,并应用金盆水库和冯家山水库实测资料对该方法做检验。经过实例求解,金盆水库汛期运行水位可由591米抬高到593.2米,增加蓄水量387(10~4m~3);冯家山水库汛期运行水位可由707米抬高到707.3米,抬高0.3米,可增加蓄水量450(10~4m~3),且历史洪水调度均安全、可靠,相对于原规则调度,没有增加额外的风险性。 (5) 水情测报系统的建立为防洪调度带来了强大的信息基础,据此本文制定

参考文献:

[1]. 金盆水库优化调度研究[D]. 王学凤. 西安理工大学. 2003

[2]. 陕西黑河金盆水库入库径流分析与水库优化调度[D]. 付永锋. 西安理工大学. 2003

[3]. 基于自适应遗传算法的金盆水库优化调度研究[J]. 付永锋, 沈冰, 李智录, 张西乾. 水电能源科学. 2004

[4]. 基于水资源优化配置的黑河金盆水库调度运行方案研究[J]. 张雯怡. 陕西水利. 2013

[5]. 金盆水库洪水预报调度系统的研究与开发[D]. 王双文. 西安理工大学. 2005

[6]. 黑河金盆水库下游洪水模拟研究[D]. 陈建峰. 西安理工大学. 2007

[7]. 城市供水水源优化调度模型的分解协调算法[J]. 王增发, 黄强, 畅建霞, 梁柱, 田峰巍. 中国农村水利水电. 2000

[8]. 引汉济渭工程水源联合调度应用研究[J]. 朱兴华. 水利规划与设计. 2012

[9]. 区域性联合供水系统水量模拟调度模式研究[J]. 冯国章. 水利水电技术. 2000

[10]. 基于水情自动测报系统的水库汛期运行水位控制方法研究[D]. 王德文. 武汉大学. 2004

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