黃河上游梯級(jí)水庫(kù)群防凌調(diào)度風(fēng)險(xiǎn)分析的理論與實(shí)踐.pdf

1、黃河上游寧蒙河段由于其所處的特殊地理位置和復(fù)雜多變的河道沖淤特點(diǎn)，是中國(guó)目前遭受凌災(zāi)威脅最嚴(yán)重的河段之一。近年來(lái)，依靠黃河上游梯級(jí)水電站聯(lián)合防凌調(diào)度這一主要的工程防凌措施，寧蒙河段凌情得到了改善、災(zāi)情得到了緩解。然而，防凌期嚴(yán)格控制水庫(kù)控泄流量的防凌操作方式，嚴(yán)重阻礙了黃河上游水能效益的發(fā)揮，增加了火電的調(diào)峰負(fù)擔(dān)。隨著近年來(lái)黃河上游拉西瓦、積石峽等電站的投運(yùn)，梯級(jí)水電站聯(lián)合運(yùn)行方式、凌情演變趨勢(shì)及西北電網(wǎng)用電結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等都發(fā)生了深刻變化，

2、防凌調(diào)度出現(xiàn)了一些新形勢(shì)和新特點(diǎn)。可見(jiàn)，在保障寧蒙河段防凌安全的前提下，論證增加劉家峽水庫(kù)防凌期控泄流量、提高黃河上游水能利用效益的可行性和合理性，具有重要的理論和實(shí)踐意義。為此，論文以此為背景，開(kāi)展了寧蒙河段凌情因子演變趨勢(shì)及統(tǒng)計(jì)規(guī)律分析、凌災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估、黃河上游梯級(jí)水電站聯(lián)合防凌優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行方式等內(nèi)容研究。研究成果具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性、科學(xué)性和可操作性，對(duì)保障寧蒙河段防凌安全和發(fā)揮黃河上游水能資源優(yōu)勢(shì)具有重要的科學(xué)決策依據(jù)。論文取得的

3、主要研究成果如下；
　　 (1)針對(duì)黃河防凌安全問(wèn)題，構(gòu)建了寧蒙河段防凌預(yù)案研究的理論框架體系，以“凌情特征分析→凌災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析→水庫(kù)防凌調(diào)度→控泄方案制定”為研究主線，采用統(tǒng)計(jì)學(xué)、水力學(xué)、熱力學(xué)、氣象學(xué)等多學(xué)科交叉的方法，研究了寧蒙河段凌災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)及黃河上游梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行方式，制定并推薦了2011～2012年寧蒙河段防凌預(yù)案。
　　 (2)采用Kendall、Spearman、R/S及極大熵譜法等多元統(tǒng)計(jì)理論，揭

4、示了寧蒙河段歷史年份凌情影響因子(氣溫、控泄流量、槽蓄水增量等)的趨勢(shì)性、持續(xù)性及周期性等演變規(guī)律及相關(guān)關(guān)系，提取了影響凌災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因子，建立了寧蒙河段封開(kāi)河日期及年最大槽蓄水增量的多元回歸預(yù)測(cè)模型，為劉家峽水庫(kù)防凌期不同控泄方案對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)效益分析奠定了基礎(chǔ)。
　　 (3)采用系統(tǒng)科學(xué)、管理科學(xué)及工程科學(xué)等多學(xué)科綜合交叉的研究手段，構(gòu)建了寧蒙河段凌災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，提出了凌災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)的投影尋蹤聚類模型，制定了凌災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)

5、等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，并通過(guò)將模型計(jì)算結(jié)果與歷史實(shí)際凌災(zāi)發(fā)生強(qiáng)度及規(guī)律的對(duì)比分析，論證了所建凌災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估模型和可行性和合理性。
　　 (4)針對(duì)近20年寧蒙河段凌情演變趨勢(shì)和黃河上游梯級(jí)水電站聯(lián)合防凌運(yùn)行方式存在的不足，考慮防凌、發(fā)電及電網(wǎng)運(yùn)行安全等因素，建立了黃河上游梯級(jí)水電站最小時(shí)段出力最大的防凌優(yōu)化調(diào)度模型，提出了一類“分類假設(shè)、逆序循環(huán)”的改進(jìn)加速遺傳算法對(duì)模型進(jìn)行求解，計(jì)算了劉家峽水庫(kù)防凌期不同控泄流量對(duì)應(yīng)的凌災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)及梯級(jí)

6、發(fā)電效益，論證了所建模型的合理性和可行性。
　　 (5)基于現(xiàn)狀年(2010～2011年)黃河上游梯級(jí)水電站防凌期控泄水平，構(gòu)建了2011～2012年劉家峽水庫(kù)防凌期不同等級(jí)控泄方案集，計(jì)算了不同方案對(duì)應(yīng)的凌災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)及梯級(jí)發(fā)電效益，并綜合考慮寧蒙河段關(guān)鍵斷面及危險(xiǎn)河段過(guò)流安全、沿黃引水、灌區(qū)用水及凌災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)敏感性變化等因素，提出2011～2012年防凌期劉家峽水庫(kù)控泄流量可提高50m3/s，相應(yīng)黃河上游六大直調(diào)水電站發(fā)電量可增加約6