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为在梯级水库短期优化调度中更有效地考虑河流水安全需求,建立一种通过调控因子对水安全需求进行表征的短期梯调优化模型。在该模型构建中,应用Vague集对河流水安全进行度量,并引入水安全调控因子,推导得到考虑水安全需求的梯级下泄流量约束计算公式,通过下泄流量约束将调控因子嵌入短期梯调优化模型。通过该模型,可根据河流水安全需求确定调控因子,并求解得到相应的短期梯调优化方案。嘉陵江中游航电三梯级的应用分析表明,该模型能在满足河流水安全需求情况下,实现短期梯调较优的经济效益。在短期梯调优化模型中嵌入水安全调控因子,与未嵌入调控因子情形相比,既能提高梯级发电效益,又能不降低梯级运行相关的河流水安全度。 相似文献
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三峡梯级枢纽多目标生态优化调度模型及其求解方法 总被引：2，自引：0，他引：2
针对三峡梯级枢纽综合效益的充分发挥及其对长江流域典型生态系统修复及持续改善的科学需求,通过分析发电效益与生态效益之间的制约竞争关系,以发电量最大和生态缺水量最小为目标建立了梯级电站多目标生态优化调度模型,对三峡梯级枢纽多目标生态优化调度进行了研究。同时,针对传统优化方法难以同时处理多个调度目标的固有缺陷,提出一种改进多目标差分进化算法对所构建模型进行高效求解。该方法针对差分进化算法在多目标协同优化和全局寻优能力等方面的不足,依据问题的特点重新设计了差分进化算法的进化算子,同时设计了一种多目标混沌搜索策略以加强算法的局部搜索能力。最后,依据多目标生态优化调度问题的特点设计了一种不需要设置惩罚因子的约束处理方法。通过三峡梯级枢纽多目标生态优化调度的实例应用,验证了本文所构建模型的合理性以及所提出算法的有效性和工程实用性。 相似文献
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国家安全是国家生存与发展的基本前提, 是维护国家利益的最根本保障。水安全是国家安全的重要组成部分, 既要保障国家经济社会可持续发展, 又要支撑国家粮食安全、能源安全以及生态安全等。水安全历来是治国安邦的大事, 研究国家水安全问题具有重要意义。本文在分析国家安全需求及水安全研究成果的基础上, 提出在"国家安全学"一级学科框架下设立"国家水安全学"二级学科(或分支学科)的思路, 界定国家水安全学的概念和学科定位; 提出国家水安全学的学科体系框架, 包括研究对象、理论体系、方法论及应用实践; 最后, 考虑学科发展需求, 对国家水安全学的未来发展进行了展望, 可为进一步完善和发展国家水安全学提供借鉴。 相似文献
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分析三峡水库入库流量短期预报结果,采用非参数方法估算预报相对误差的概率密度函数。以防洪为目标,同时兼顾发电、通航等要求,建立了防洪调度模型,采用差分进化算法求解,得到了汛期防洪优化调度图。通过比较不考虑预报、现有预报方案、准确预报3种情况的调度结果,分析了水文预报误差对防洪调度的影响。结果表明,无论考虑预报与否,与现有设计方案相比,汛期防洪优化调度图的发电量都增加,弃水减少,削峰率有所提高;而考虑预报信息有助于调控洪水,提高预报精度有助于增加水库抵御大洪水风险的能力;基于模拟现行作业预报方案,汛期防洪优化调度图比设计调度方案发电量增加5.3%,弃水减少5.9%,削峰率提高1.7个百分点,防御1000年一遇设计洪水的能力大大提高。 相似文献
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全球变化影响下,水危机位列未来10年世界风险之首,以国际河流区的跨境水纠纷及其导致的地缘战略竞争最受关注。科学调控跨境水安全,保障国家水权益,面临诸多科学与技术难题。回顾了国际河流水安全与水权益保障的研究进展,判识了存在的问题及面临的挑战。围绕创建全球变化下跨境水资源利益共享理论与方法体系研究目标,提出了需要解决的关键科学问题、技术瓶颈和创新思路;设置了主要研究目标与内容、总体方案与技术路线。这些研究,将推进国际河流水科学研究发展,提升全球变化下中国管控跨境水安全风险、保障国家水权益的科技支撑能力。 相似文献
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以洋溪河-双河区域为研究对象,按逐月用水特征提出研究区分区需水预测成果,以保障河流生态需水为前提,基于“三条红线”相关指标要求,侧重节水减排、总量控制和综合水效最优构建多区域多目标跨区水量优化分配模型,确定研究区水资源四级区以下的水量分配机制。结果表明：基于多目标的分区河网水量优化分配方案能够有效保障总量红线和生态需水的约束,平衡各子区的配水需求;洋溪河-双河区域平水年（50%）、枯水年（75%）地表可供水量能总体满足近（2025年）、远（2030年）期水平年需水要求,但特枯水年（95%）近远期水平年均存在一定缺水,需从周边河道补充水量;月尺度分析显示,方案充分考虑了月尺度下各子区经济需水及河流生态需水,能较好反映水资源的刚性约束,对保障区域整体供水安全、强化水资源精细化管理,提高水资源调控能力具有重要意义。 相似文献
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Lu Wenxi 《吉林大学学报(地球科学版)》1994,(1)
探讨了具有岩溶大泉的岩溶地下水系统的数值模拟与优化管理问题。首先把泉流量转换成为受控于地下水头的排地强度，然后将它嵌入到地下水系统的数值模型之中。在优化管理模型中，将会人工开采影响而产生的泉流量的改变量作为决策变量处理，并把描述地下水头和泉流量之间数量关系的方程嵌入到管理模型中，作为等式约束。从而为具有岩溶大泉的地下水系统的数值模拟和优化管理问题的解决找到了一条有效可行的途径。 相似文献
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根据长江防御洪水方案对雅砻江梯级水库的防洪库容预留要求,分析了预留防洪库容对梯级电站蓄水发电的影响。结合雅砻江水电开发的特点,提出了梯级水库防洪库容总量控制的解决思路,建立了基于防洪库容总量控制的蓄水期发电量最大模型,计算分析了9种不同来水情景的梯级水库优化蓄水方案,并给出了梯级水库总体优化蓄水策略。对该类问题研究具有一定借鉴意义。 相似文献
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科学控制梯级水库蓄泄过程是减少旱灾损失的重要手段。以减少干旱年份流域缺水量和优化缺水时空分布为目标,构建应对干旱的梯级水库群多时空尺度协同优化调度模型。采用交互式与改进粒子群优化方法,外层寻求多年调节水库旱限水位最优控制,内层优化梯级水库群年内蓄泄过程,实现流域水资源年际调控、年内优化、库群协同、空间协调。以2014年的黄河流域重旱为例,通过模型优化提出2012—2014年龙羊峡水库旱限水位及梯级水库群年内蓄泄过程,结果表明:通过龙羊峡水库旱限水位控制实现跨年度补水,控制各年度缺水率在4.9%~5.7%之间,通过水库群出库过程优化控制不同区域各时段缺水均匀分布,将农业缺水率控制在7.0%~11.0%之间,显著减轻了旱灾损失。 相似文献
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科学控制梯级水库蓄泄过程是减少旱灾损失的重要手段。以减少干旱年份流域缺水量和优化缺水时空分布为目标,构建应对干旱的梯级水库群多时空尺度协同优化调度模型。采用交互式与改进粒子群优化方法,外层寻求多年调节水库旱限水位最优控制,内层优化梯级水库群年内蓄泄过程,实现流域水资源年际调控、年内优化、库群协同、空间协调。以2014年的黄河流域重旱为例,通过模型优化提出2012—2014年龙羊峡水库旱限水位及梯级水库群年内蓄泄过程,结果表明:通过龙羊峡水库旱限水位控制实现跨年度补水,控制各年度缺水率在4.9%~5.7%之间,通过水库群出库过程优化控制不同区域各时段缺水均匀分布,将农业缺水率控制在7.0%~11.0%之间,显著减轻了旱灾损失。 相似文献
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水库的修建给防洪、发电、灌溉、供水等带来巨大经济效益的同时,也对环境产生一定的影响,尤其是水库泄流对下游河道水温的改变,扰乱下游动、植物繁殖与生长的自然节律,而梯级水库无疑将这一影响进行了放大。为研究水库梯级修建对水温的极限影响,构建了虚拟水库Alpha,并使Alpha水库首尾相连无限叠加,采用宽度平均的立面二维数学模型CE-QUAL-W2对梯级水库水温进行模拟。结果表明:河流梯级开发带来的水温累积影响存在极限,梯级开发使水温分层现象极大地弱化,但库区分层结构不会消失;经过22个梯级调节,水库下泄水温相对来流水温不再变化,在同一时刻、同一位置无论是表层水温还是库底水温均与上游梯级相同,库区流场也与上游流场相同;水库水温累积影响达到极限表明入流热量、出流热量完全达到平衡。 相似文献
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根据雅砻江下游梯级水库水电站的布置和河道生态环境要求,分别设置了两个流量控制断面:锦屏二级电站引水闸址下减水河段、二滩电站坝址下游河段.针对这两个控制断面河道流量的要求,提出了25组生态流量控泄方案,建立了以梯级水电站群发电量最大为目标的长期优化调度模型,并采用动态规划法进行求解,获得各个方案下梯级水电站群多年平均发电量及水库调度出流过程.比较分析了减水河段生态流量及二滩水库泄流控制方案对发电量的影响,定义并计算了生态需水电能损失指标.对梯级水库调度出流过程进行了初步评价.结果表明:二滩水库出流维持天然径流模式,将限制水库调节能力和减少梯级电站发电效益. 相似文献
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Xianfeng Huang Wanyu Li Guohua Fang Yingqin Chen Lixiang Zhu Jiao Liu Zhanzhi Liu 《Environmental Earth Sciences》2018,77(15):555
Floodwater resources utilization (FRU) can alleviate the shortage of water resources, but there are risks. To safely and efficiently utilize the floodwater resources, it is necessary to study the risk of reservoir FRU. In this paper, the risk rate of exceeding the design flood water level and the risk rate of exceeding safety discharge are estimated. Based on the principle of the minimum risk and the maximum benefit of FRU, a multi-objective risk decision-making model for FRU is constructed. Probability theory and mathematical statistics method is selected to calculate the risk rate; C–D production function method and emergy analysis method is selected to calculate the risk benefit; the risk loss is related to flood inundation area and unit area loss; the multi-objective decision-making problem of the model is solved by the constraint method. Taking the Shilianghe reservoir in Jiangsu province as an example, the optimal equilibrium solution of FRU of the Shilianghe reservoir is found using the risk decision-making model, and the validity and applicability of the model are verified. 相似文献
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基于多目标遗传算法的巨型水库群发电优化调度 总被引：2，自引：0，他引：2
低碳时代,水电作为清洁可再生能源,节能发电调度为梯级水电联合调度运行带来了难得的历史机遇,如何有效地开展梯级水库群优化调度,充分合理利用水能资源,是流域梯级电站管理迫切需要解决的问题。文章在对清江梯级与三峡梯级径流特征分析的基础上,建立了以水库群整体发电量最大和弃能最小为目标的梯级调度模型。根据电力系统对三峡、葛洲坝、水布垭、隔河岩、高坝洲水电站的要求,用1951—2002年的月径流资料和典型年的日径流资料进行长期和短期优化调度,采用多目标遗传算法得到清江3个电站、三峡-葛洲坝2电站单独运行和联合优化调度发电指标,5库联合优化调度系统多年平均发电量增加约21亿kW.h;短期(日)优化调度较长期(月时间尺度)优化调度发电效益有进一步提升,增发电量约9.68亿kW.h。研究表明,充分利用清江和三峡梯级实际运行位置相近、水力联系紧密、互补性强的特点,统一安排电站机组运行模式,合理分配机组出力,可在来水量相同的条件下获得更大的效益。 相似文献
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建立以水库群系统安全度最大、行蓄洪区系统损失最小为目标函数,将河道堤防安全行洪考虑为约束条件的复杂防洪系统多目标递阶优化调度模型(MoHOOM),以行蓄洪区总分洪流量为协调变量,将河道水流连续方程解耦,基于大系统分解协调法建立协调层和基于粒子群算法求解底层子系统优化问题,形成三级递阶分解协调结构和相应求解方法。以淮河中游防洪系统为背景进行了实例研究,给出了水库群泄流和行蓄洪区分洪最优方案,在相同初始计算条件下,优化模型结果比实际调度降低了鲇鱼山和梅山水库0.37和0.01的安全度指标,减小下游蒋家集和润河集河段超过安全泄量以上100 m3/s和720 m3/s的洪峰流量,启用南润段行洪区致损1 256.1万元;比规则调度降低了鲇鱼山和梅山水库0.24和0.21的安全度指标,减小下游蒋家集河段超过安全泄量以上750 m3/s的洪峰流量,避免南润段行洪区损失341.6万元。模型有利于挖掘上游水库群的防洪能力,在保障河道堤防安全行洪条件下,减少下游不必要的行蓄洪区分洪损失,以系统全局寻优方式进行复杂防洪系统联合调度。 相似文献
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针对动态规划在供水库群优化调度中存在"维数灾",且难以获得真正最优解这一缺点,将改进的加速遗传算法应用到供水库群的水资源优化配置之中。在加速遗传算法中,嵌入局部搜索,以加强算法的全局寻优能力。以库群间的水利联系为线索,设计了相应的算法框架,并提出了供水策略区间的概念。为了体现该算法的优越性,以二个串联供水水库的水资源优化配置为例,选用该方法与基于动态规划的轮库迭代法进行比较研究。结果表明该方法合理可行、收敛速度快,有一定的实用性。 相似文献