水库调度范文10篇

时间:2023-03-13 11:07:34

水库调度

水库调度范文篇1

关键词:兴利调度;B/S;

水库调度是水库运行管理的中心环节,是为了合理水库的运行工作,解决和协调由于径流不能准确预知情况下水库工作可靠性与经济性的矛盾,减免因调度不当而造成的损失,充分发挥的工程效益。水库调度的安全性主要体现在防洪调度方面,而水库调度的经济性主要体现在兴利调度方面,根据入库水量信息、水库特性、面临的状态及各类约束条件,尽可能的减少弃水,确定不同时期不同情况下的发电计划和实施方案,使水电站的发电效益最大。随着电子技术、计算机技术的发展和计算机应用的日益普及,水库兴利调度的信息化越来越高,许多为水库兴利调度开发的调度决策支持系统,为水库的兴利调度提供了较好的参考依据,发挥了巨大的经济效益。目前水库兴利调度一般都是采用传统的C/S(Client/Server)结构,但是随着网络技术和分布式数据库技术的迅速发展,基于C/S结构的软件系统就暴露出维护工作量大、升级困难、可移植性差、开发周期长和信息难以共享等自身难以克服的缺点。

以Web技术为核心的B/S(Browser/Server)网络化应用模式的出现及其广泛应用,使得软件系统的网络体系结构跨入了一个新的阶段。导致了很多应用系统的体系结构从C/S结构向更加灵活的B/S多级分布结构的演变。基于web的以B/S为核心的水库兴利调度系统使得许多操作可以在客户端浏览器中实现,既简化了操作、提供了较准确的兴利调度依据,又大大减少了软件升级维护费用。

一、系统结构分析及总体结构

兴利调度系统结构以Web服务器和Oracle数据库服务器为中心,以2003为系统开发平台,采用和c#作为核心编程语言。整个调度系统分为三层:表示层、业务逻辑层、数据库层。表示层为用户提供一个在浏览器里显示的交互界面;业务逻辑层是所有调度功能模块的集合;数据库层负责业务逻辑层中所有数据的持久存储。用户通过浏览器在Web上根据权限可进行兴利调度方面的操作,充分发挥水库的兴利效益;可进行兴利调度成果的管理,实现资源的共享。兴利调度系统总体结构如图1所示。

二、数据库设计

2.1数据库结构。数据库设计是整个系统关键的一步,一个良好的数据库设计是高效率的系统所必须的。应依据需求,获取并分析系统信息,进行数据内部以及外在关系的分析,有效地建立整个系统的数据结构,在此基础上对数据库的数据量、数据流量、及响应速度的估算分析,合理地给数据库分配物理空间,使数据储存合理,没有冗余,保证数据库数据的安全和数据库的性能。目前通用的数据库软件中Oracle数据库以其能够很好地满足标准信息服务系统的要求,因此本系统以Oracle9i作为B/S计算环境数据库服务器的分布式数据库管理系统(DBMS)。依据水库兴利调度工作的需要和用户查询的需要,对不同类型的数据进行分类管理,以满足远程用户的数据库访问的需要,能适应网络环境的需要,确保数据的可靠性、有效性、完整性、安全性和一致性,实现数据的共享。本分布式数据库系统分为用户限管理模块、系统数据管理和维护模块、水库基本信息模块、查询模块、水库兴利调度数据储存模块、图形报表模块。

2.2用户权限管理模块。为有效保证系统的安全性,根据实际需要系统管理员在本模块中为不同的用户授予不同的权限,也可以在本模块中添加、修改、删除用户权限资料。

2.3系统数据管理和维护模块。数据库是系统的核心。数据库的管理和维护是将水库兴利调度的数据进行分类管理,对历史资料和水雨情资料进行更新,对不合理的数据进行修改、删除,是保证数据库中数据的正确性、可靠性的重要手段。

2.4水库基本信息模块。在本模块中给出了水库的基本信息,即水文特性、工程效益、管理状况、水利工程设施等、水库的流域概况以及水库兴利调度系统的设计原理和框图等内容。

2.5查询模块。在本模块中用户可根据自己的权限和需要,对历史水雨情信息、实时水雨情信息、水库兴利调度信息的查询,用户也可根据自己的权限对部分数据信息进行打印,较好的实现了数据的共享,给操作人员和其它用户带来了极大的方便。

2.6水库兴利调度数据储存模块。根据水库兴利调度的特点,本模块中兴利调度数据又分为优化调度成果和常规调度成果。水库兴利调度人员可根据水库的特性和其它因素,通过对优化调度成果和常规调度成果分析比较,拟定合理的兴利调度方案,充分发挥水库的兴利效益。

三、系统功能及采用的关键技术

3.1数据管理功能。对于一个水库兴利调度系统而言,数据量非常大,如何合理地对数据进行管理和处理是一个非常重要的问题。为了更好的对水库兴利调度数据进行管理和更方便实现数据信息的共享,对不同类型的数据进行分类,由管理人员定期清除数据的冗余和对数据进行添加、删除、更新、编辑、导入、导出及备份。给各部门带来了极大的方便,减轻了调度人员的工作强度,提高了工作效率和质量,保证了数据的可靠性、正确性和统一性,实现了水库兴利调度管理的规范化。

3.2兴利调度功能。水库兴利调度是是本系统的核心,是系统设计的主要目的。系统提供了优化兴利调度模块和常规兴利调度模块,通过对优化调度和常规调度结果的分析比较,以及考虑以往的调度律,用于指导实际水库的水利调度。考虑到实际的需要优化调度模块和常规调度模块又分为年兴利调度模块、月兴利调度模块、日兴利调度模块。水库兴利调度的结果以界面友好大方、形象直观的图形和列表的形式输出到用户界面,给决策者来了极大的方便。

3.3信息与成果查询功能。为使水库兴利调度系统的各类实时数据、水库基本信息和历史数据等信息在更大范围内实现共享,不同的用户根据自身不同的权限不同的需要对水库的基本信息如:水文特性、工程效益、管理状况、水利工程设施等信息的查询;对各次兴利调度的结果根据用户输入查询的条件以日调度结果、月调度结果、年调度结果的形式利用直观的报表显示,充分体现了灵活、可靠、高效、易使用且结果显示具有多样性的特点。

3.4图形动态显示功能。图形动态显示是水库兴利调度系统中的重要组成部分,给水库调度人员进行水库兴利调度提供了较好的、形象直观的、科学的计算结果和决策依据。本系统采用微软在.NET平台上集成的实时数据库制表组件—OWC(MicrosoftOfficeWebComponents)。OWC功能强大,在Excel中能够实现的所有图表功能在OWC中几乎都能够实现。在B/S三层结构模式下,在页面中调用OWC,客户端只需安装IE或Netscape等任一款浏览器,无需加载任何组件,能够根据用户的要求快速取得数据库中的数据实时动态地生成各种类型图表。

3.5报表生成及打印功能。报表生成及打印也是水库兴利调度系统中的重要组成部分,水库管理人员可以通过该功能清楚地了解本水库的一些实际情况客户端只需安装IE或Netscape等任一款浏览器,利用其自带的打印功能,每一报表均可以实现打印功能。为解决在B/S模式下报表打印难的问题,本系统采用提供的内嵌CrystalReport(水晶报表)一个简单易用的用于Web应用程序报表打印的设计开发工具,可以方便用户通过浏览器实现报表的打印。

3.6人机交互功能。在水库兴利调度中对决策者的调度经验和偏好的考虑是系统集成中很容易被忽视的问题,因此,系统把后台复杂的数据交换和分析处理用友好的、易于操作的界面表现在前台,为用户创造操作简便、功能强大、可视性强、形象直观的人机交互界面。

3.7用户管理功能。系统管理员可以根据实际工作需要,为系统使用者分配多个角色。不同角色拥有不同权限,系统管理员可以进行角色的修改、增加、删除及角色权限的改变,不同的用户登录之后,只能在各自的权限范围内进行相应的操作。

3.8在线帮助功能。在线帮助提供系统使用的各类功能模块的操作说明、注意事项、常见问题解决方法及联系方式。

四、结语

兴利调度系统在开发过程中注重与用户的直接交流,并随着现代信息技术的快速发展,将不断完善调度系统的功能和内容以进一步符合用户的要求。做到根据水情自动测报系统和洪水预报系统,能够迅速的提出发电调度方案,为决策者提供技术支持,提高水库的运行管理水平,更好地发挥水库的兴利效益,且较好的实现了信息的共享。

参考文献:

[1]雷禄山,瞿富强,杨启龙,梅林,王桂平,周民。安康水电厂水库调度自动化系统[J].水力发电,2000(11):12-16。

[2]李根,姜卉芳,穆振侠,基于的Web洪水调度系统[J]。新疆农业大学学报,2006,29(1):79-82。

水库调度范文篇2

长潭水库位于广东省梅州市蕉岭县石窟河长潭峡谷段中,坝址以上集水面积1990km2。水库百年设计洪水位151.5m,万年校核洪水位156.0m,正常高水位148.0m,汛期控制水位144.0m,发电极限水位134.6m,总库容1.69×108m3,属季调节水库。随着国民经济的飞速发展和国家对水利水电建设的日益重视,流域内近年来先后修建了若干中小水库,600×104m3以上的水库四宗,分别为①东留水库:集水面积为233km2,总库容为2380×104m3,按五十年设计,五百年校核;②石磺峰水库:集水面积为637.4km2,总库容为3220×104m3,按五十年设计;③下坝水库:集水面积为1100km2,总库容为2295×104m3,按五十年设计;④竹岭水库:集水面积为558km2,总库容为620.4×104m3,按五十年设计。以上四个水库,集水总面积为1891km2,占长潭水库集水面积的95%。

中小水库的建设对当地国民经济发展发挥了一定的作用,但这些中小水库设计标准相对较低。当流域内发生较小洪水时,各中小水库将拦蓄部分洪水以满足当地工农业生产和生活用水的需要;当流域内发生大洪水时,各中小水库为了自身安全将开闸放水;当发生超标准洪水时,某中小水库可能发生溃坝。所有这些事件的发生都将对长潭水库的防洪和安全运行产生影响。因此,研究上游中小水库的洪水行为对长潭水库设计洪水调度的影响,对确定长潭水库运行原则有着重要的意义。

2典型洪水频率分析计算

流域内修建中小水库后,使流域的产汇流特征和水力条件发生了很大的变化。中小水库一方面增加了长潭水库防洪能力,但其调度的随意性却在一定程度上增加了长潭水库调度的难度,对长潭水库的防洪与水资源的综合开发利用具有一定的影响。为了提高水库的综合效益,针对长潭水库的实际情况,对重现期T=20~30(P=5%~3.33%)年间的洪水进行了系统研究。由于各中小水库所在断面无P=5%~3.33%的洪水流量过程,故由暴雨过程经流域水文模型产汇流计算推求出其洪水过程;用典型地区组合同倍比放大组成地区洪水;然后分别对各部分洪水进行河道演算,逐级演算至长潭水库后将其线性叠加,推求出长潭水库的入库洪水过程;对长潭水库入库洪水过程进行调洪演算,推求出该重现期考虑上游中小水库影响下的长潭水库设计洪水调度成果[1]。长潭水库不同频率的设计洪水过程直接采用广东省水利电力勘测设计研究院1995年11月研究的(《广东省长潭水电站水库洪水复查报告》中成果,见图1。

2.1典型洪水选取

选取典型洪水的原则是既能满足设计洪水对典型洪水的要求,同时还能代表流域内洪水地区组成的特点。由历史资料分析后认为,1983年6月发生过的一场洪水(洪峰流量Qm=3281m3/s)大体上能满足上述条件。故选取该场洪水作为典型洪水。

2.2典型洪水暴雨资料

按照天然流域划分方法将长潭水库坝址以上流域分为东留、东留~石磺峰、石磺峰~下坝、竹岭和长潭区间5块单元面积。每块单元面积上选取3个雨量站,用加权平均法推求出每块单元面积上的面雨量。

2.3由暴雨资料推求洪水过程

长潭水库坝址以上流域地处南方湿润地区,气候温和,雨量丰沛,由暴雨资料推求洪水过程选用在湿润和半湿润地区广泛应用且行之有效的三水源新安江模型。模型的结构及计算方法大家都熟知,在此不再赘述[2]。根据1983年6月14日8时~6月18日8时暴雨资料经流域水文模型产汇流计算推求出其进入长潭水库的洪水过程,见图2。

3水库调洪演算

根据长潭水库水量平衡方程、水库调度原则和入库洪水过程经调洪演算,推求出水库下泄过程和各特征水位。

3.1不考虑上游中小水库影响

不考虑上游中小水库的影响(天然情况,下同),分别对不同频率的设计洪水进行调洪演算,成果见表1。

3.2考虑上游中小水库影响

当流域内发生P=5%~3.33%洪水时,上游中小水库将拦蓄部分洪水,具有一定的调蓄作用。为了考虑其调蓄作用对长潭水库调洪演算的影响,将1983年6月发生的洪水进行同倍比放大后得到P=5%~3.33%长潭水库洪水过程。分别按汛限水位144.0m保持不变和将汛限水位分别提高到144.5m、145.0m进行调洪演算,成果见表2。

3.3上游中小水库发生溃坝

当流域内发生P=0.1%洪水时,根据上游中小水库的设计标准,认为下坝、竹岭、石磺峰和东留四个中小水库全部发生溃坝;当流域内发生P=0.5%洪水时,认为下坝、竹岭和石磺峰三个中小水库发生溃坝,东留不发生溃坝。将长潭水库设计洪过程水和各水库溃坝进入长潭水库的洪水过程叠加后进行调洪演算,成果表3,有关溃坝洪水的分析计算将另文讨论,不再赘述[3]。各水库计算的溃坝洪水过程见图3。

4成果对比分析

4.1不考虑上游中小水库影响

不考虑上游中小水库影响的长潭水库调洪演算成果对比见表4。从表中可见,P=0.1%最高库水位计算值比修改初设低了1.36m;P=0.5%最高库水位计算值比修改初设低了0.13m;P=1%最高库水位计算值比修改初设高了0.56m;P=3.33%最高库水位计算值比修改初设低了0.02m;P=5%最高库水位计算值比修改初设高了0.25m。P=0.1%最高库水位计算值比1995年复查低了0.14m;P=0.5%最高库水位计算值比1995年复查高了0.68m;P=1%最高库水位计算值比1995年复查高了0.22m;P=3.33%最高库水位计算值比1995年复查高了0.28m;P=5%最高库水位计算值与1995年复查相同。由此可见,不考虑上游中小水库影响的长潭水库调洪演算成果总体上与1995年复查成果相比差别不大。

4.2考虑上游中小水库影响

考虑上游中小水库影响的调洪演算成果对比见表5。从表中可见,当长潭水库汛限水位为144.0m,P=3.33%和P=5%时,考虑上游中小水库影响的最高库水位比不考虑上游中小水库影响的最高库水位分别低了0.20m和1.19m;当长潭水库汛限水位为144.5m,P=3.33%和和P=5%时,,考虑上游中小水库影响的最高库水位比不考虑上游中小水库影响的最高库水位分别低了0.07m和0.71m;当长潭水库汛限水位为145.0m,P=3.33%和P=5%时,考虑上游中小水库影响的最高库水位比不考虑上游中小水库影响的最高库水位分别低了0.02m和0.26m;当长潭水库汛限水位高于145.0m时,P=3.33%时的洪水位将超过水库相应标准的设计水位。

4.3上游中小水库发生溃坝

上游中小水库发生溃坝的调洪演算成果对比见表6。从表中可见,P=0.1%上游中小水库发生溃坝的最高库水位比修改初设、1995年复查和本次计算的最高库水位分别提高了4.20m、5.45m和5.59m(水位157.73m是按水库调度原则进行调洪演算至25个时段时的值,实际上调洪演算至23个时段时,水库水位已达156.68m,超过千年一遇的校核水位0.68m);P=0.5%考虑上游中小水库发生溃坝的最高库水位比修改初设、1995年复查和本次计算的最高库水位分别高了3.58m、4.39m和3.71m。

5结论与建议

根据计算成果和上面的对比分析知,流域上游中小水库的建设对长潭水库的防洪和安全运行将产生一定的影响,影响程度视洪水发生大小各异。

水库调度范文篇3

金盆水库是西安黑河引水工程的主要水源工程,是一项以西安市供水为主,兼顾周至、户县37万亩农田灌溉,还有发电、防洪和养鱼等多种功能的大型综合利用水利工程。如何合理的调度金盆水库,发挥其最大效益,对缓解西安市供水紧张的局面以及实现社会经济的可持续发展和人民生活稳步提高都具有极其重要的意义和价值。

水库优化调度是一典型的多维非线性函数优化问题,目前常用的方法有模拟法、动态规划及其系列算法、非线性规划等等。这些方法各具特色,但应用中也常有一些问题,模拟法不能对问题直接寻优,动态规划(DP)随着状态数目的增加会出现所谓“维数灾”问题,增量动态规划(IDP)可能收敛到非最优解,逐步优化算法(POA)需要一个好的初始轨迹才能收敛到最优解[1]。因此,这些方法还有待进一步的完善。

遗传算法(GA)作为一种借鉴生物界自然选择思想和自然基因机制的全局随机搜索算法,可模拟自然界中生物从低级向高级的进化过程,GA在优化计算时从多个初始点开始寻优,对所求问题没有太多的数学约束,而且优化求解过程与梯度信息无关[2],因此在多个不同领域得到了广泛应用。而GA在水库优化调度方面GA应用相对较少[3],马光文等[4]使用基于二进制编码的遗传算法对水库优化调度进行了研究。由于二进制编码存在的编码过长、效率低及需要反复的数据转换等问题,畅建霞、王大刚分别提出了基于整数编码的遗传算法[5-6],并将GA与动态规划的计算结果进行了比较。

自适应遗传算法(AdaptiveGA,AGA)使得交叉概率Pc和变异概率Pm能够随个体适应度的大小以及群体适应度的分散程度进行自适应的调整,因而AGA能够在保持群体多样性的同时,保证遗传算法的收敛性。本文根据黑河金盆水库的具体情况,建立了水库长期优化调度的自适应遗传算法模型,并将其与动态规划的计算结果进行了比较。

2.水库优化调度数学模型的建立

金盆水库为多功能水库,其优化调度应使其达到城市供水量最大、灌溉缺水量最小、年发电量最大和弃水量最小等目标要求。但此多目标优化模型如果直接采用多维多目标动态规划或其它方法求解,则可能因为目标、状态、和决策变量较多的占用计算机内存和时间,因而有必要先做适当处理,将多目标问题转化为单目标,再进行求解。考虑到城市供水和灌溉用水要求保证率高,因此将水库优化调度目标定为年发电量最大,而将城市与灌溉供水当作约束条件进行处理。

这样,金盆水库优化调度的目标函数就可以描述为:在满足水库城市供水、灌溉用水和蓄水要求条件下,使水库年发电量最大。

目标函数:F=max(1)

上式中,N(k)为各时段的发电量。

约束条件:

①水量平衡约束:(2)

②水库蓄水量约束:(3)

③电站水头约束:(4)

④水轮机最大过流量约束:(5)

⑤电站出力约束;(6)

⑥城市供水约束:(7)

⑦灌溉供水约束:(8)

⑧非负约束。

其中,Nmin与Nmax分别为电站允许的最小及最大机组出力,Hmin与Hmax分别为电站最小及最大工作水头,qmax为机组过水能力,WCt、WIt分别为第t时段城市和灌溉供水量。DIt为第t时段灌溉需水量,DCt,max与DCt,min分别为第t时段城市需水上下限。

3.自适应遗传算法的实现

在水库优化调度中,水库的运行策列一般用发电引用流量序列来表示,而该序列又可以转换为水库水位或库容变化序列。对于水库优化调度的遗传算法可以理解为:在水位的可行变化范围内,随机生成m组水位变化序列,,…,,其中,m为群体规模,n为时段数,再通过一定的编码形式分别将其表示为称作染色体(个体)的数字串,在满足一定的约束条件下,按预定的目标函数评价其优劣,通过一定的遗传操作(选择、交叉和变异),适应度低的个体将被淘汰,只有适应度高的个体才有机会被遗传至下一代,如此反复,直至满足一定的收敛准则。

3.1个体编码

为简化计算,本文采用实数编码。个体的每一向量(基因)即为水库水位的真值。表示

为:(9)

式中,分别为时段t水库水位的最大值和最小值。m为控制精度的整数,Nrand为小于m的随机数。

3.2适应度函数

在遗传算法中,用适应度函数来标识个体的优劣。通过实践,采用如下适应度函数,效果更好。

(10)

式中为目标函数值,c为目标函数界值的保守估计,并且≥0,≥0。水库优化调度为约束优化问题,关于约束条件的处理,本文采用罚函数法,

(11)

式中,为原优化问题的目标函数值,M为罚因子,Wi为与第i个约束有关的违约值,p为违约数目。

3.3遗传操作

交叉运算交叉的目的是寻找父代双亲已有的但未能合理利用的基因信息。设x和y是两父代个体,则交叉产生的后代为=ax+(1-a)y和=ay+(1-a)x,这里,a为[0,1]内均匀分布的一个随机数。

变异运算通过变异可引入新的基因以保持种群的多样性,它在一定程度上可以防成熟前收敛的发生。具体方法为:个体Z的每一个分量Zi,i=0,1…,n以概率1/n被选择进行变异。设对分量ZK进行变异,其定义区间为(ZK,min,ZK,max),则

=(12)

式中,Rand为0到1之间的随机数,rand(u)函数产生最大值为u的正整数。

3.3参数的自适应调整

遗传算法的参数中交叉概率Pc和变异概率Pm的选择是影响遗传算法行为和性能的关键所在,直接影响算法的收敛性,Pc越大,新个体产生的速度就越快。然而,Pc过大,遗传模式被破坏的可能性越大。对于变异概率Pm,如果Pm过小,不易形成新的个体;如果Pm过大,则遗传算法就成了纯粹的随机搜索算法。自适应遗传算法(AGA)使得Pc和Pm能够随适应度按如下公式自动调整:

Pc=(13)

Pm=(14)

式中,为群体中最大的适应度值;为每代群体的平均适应度值;为要交叉的两个个体中较大的适应度值;为要变异的的个体的适应度值。,,,为自适应控制参数,其变化区间为(0,1)。

综上所述,算法的运算步骤为:

(1)初始化,设置控制参数,产生初始群体;

(2)计算各个体的目标函数,应用(5)式进行适应度变换;

(3)按随机余数选择法对母体进行选择;

(4)对群体进行交叉和变异操作pc和pm分别按式(2)与(3)计算,得到新一代群体;

(5)检验新一代群体是否满足收敛准则,若满足,输出最优解,否则转向步骤2。

4.模型求解及成果分析

金盆水库坝高130米,总库容2亿方。该水库是以给西安供水为主(按照设计年均向西安供水3.05亿方),兼顾周至、户县共37万亩农田灌溉(年均灌溉供水1.23亿方),还有发电、防洪等多功能的大型综合利用水利工程。水库的特征参数为:正常蓄水位594m,死水位520m,电站出力系数8.0,装机容量2万KW,保证出力4611KW,水轮机过流能力32.6m3/s,汛限水位591米,汛期7-9月,以某中水年为例,入库径流已知,用上述算法按年发电量最大求解水库优化调度,结果见表一。

表一自适应遗传算法计算结果

Table1.Resultsbyadaptivegeneticalgorithm

月份

入库水量(108m3)

月末水位(m)

城市需水(108m3)

城市供水(108m3)

灌溉需水(108m3)

灌溉供水(108m3)

弃水(m3/s)

发电流量(m3/s)

水头(m)

出力

(KW)

7

1.5160

572.63

0.3050

0.3050

0.2301

0.2301

20.10

40.04

6437.88

8

1.3178

591.00

0.2898

0.2898

0.2196

0.2196

24.75

68.87

13637.35

9

0.6973

591.00

0.2593

0.2593

0.1342

0.1342

26.90

77.50

16679.24

10

0.8464

594.00

0.2410

0.2410

0.0000

0.0000

30.05

78.69

18918.95

11

0.2063

589.33

0.2349

0.2349

0.0879

0.0879

12.47

76.88

7667.76

12

0.1963

587.96

0.2257

0.2257

0.0440

0.0440

10.08

75.26

6069.95

1

0.1513

585.61

0.2257

0.2257

0.0000

0.0000

8.43

73.38

4947.77

2

0.1260

582.23

0.2349

0.2349

0.0000

0.0000

9.72

70.31

5467.50

3

0.3000

581.54

0.2410

0.2410

0.0810

0.0810

12.20

68.38

6673.10

4

0.3732

581.75

0.2440

0.2440

0.1206

0.1206

14.07

68.14

7671.54

5

0.2373

561.68

0.2593

0.2593

0.0226

0.0226

31.83

59.00

15023.79

6

0.1776

520.00

0.2898

0.2898

0.2900

0.2900

32.56

32.06

8350.21

注:年发电量E=8608.3万KW·h;POP=100;Gen=200;==0.85;==0.01。

作为比较,本文又使用了基本遗传算法(SGA)、动态规划法(DP)进行计算,其目标函数、约束条件完全相同。对应的计算结果见表二,其中,DP的离散点为300。

表二动态规划及基本遗传算法计算结果比较

parisonofResultsofDPandSGA

月份

动态规划(DP)计算结果

基本遗传算法(SGA)计算结果

月末水位(m)

弃水(m3/s)

发电流量(m3/s)

水头(m)

出力

(KW)

月末水位(m)

弃水(m3/s)

发电流量(m3/s)

水头

(m)

出力

(KW)

7

572.5

20.23

39.95

6466.38

572.65

20.08

40.05

6433.56

8

591

24.62

68.82

13553.20

591.00

24.77

68.88

13650.11

9

591

26.90

77.50

16679.20

591.00

26.90

77.50

16679.24

10

593.5

30.02

78.72

18905.40

594.00

30.05

78.69

18918.97

11

588.5

13.10

76.68

8037.72

589.33

12.46

76.88

7663.79

12

586.5

10.53

74.83

6303.83

587.96

10.09

75.26

6075.39

1

584.5

8.79

72.28

5084.92

585.21

8.85

73.20

5180.34

2

581.5

9.82

69.17

5434.83

581.83

9.88

69.90

5524.98

3

580.5

12.46

67.30

6706.82

581.04

12.39

67.93

6733.84

4

580.5

14.40

66.90

7705.63

580.87

14.66

67.46

7911.34

5

562

29.42

58.24

13706.00

561.62

30.56

58.38

14273.88

6

520

0.32

32.60

32.31

8426.54

520.00

32.50

32.02

8323.96

注:DP年发电量8568.9万KW·h;SGA年发电量8581.3万KW·h,POP=100,Gen=200。

比较表一和表二可见,动态规划在控制精度为0.5m时,优化结果为8568.9万KW·h,低于SGA的8581.3万KW·h和改进本文算法的8608.3万KW·h,主要是因为DP的离散点数较后两类算法少。为了说明本文算法的优越性,将其与SGA在不同的进化代数时分别进行10次计算,结果列于表三。

表三不同进化代数的两类算法年发电量比较比较

parisonofResultsoftheTwoAlgorithmsinDifferentGeneration

编号

本文算法(AGA)

基本遗传算法(SGA)

Gen=200

Gen=500

Gen=200

Gen=500

1

8607.1

8596.8

8374.1

8594.2

2

8597.5

8607.2

8581.6

8571.9

3

8604.7

8612.7

7957.2

8433.1

4

8601.2

8603.5

8593.4

8475.3

5

8596.6

8595.4

8599.1

8596.2

6

8606.8

8607.2

7837.2

8608.4

7

8608.3

8608.4

8365.9

7892.1

8

8525.4

8611.3

8521.5

8592.6

9

8605.9

8551.6

8575.3

8610.3

10

8603.4

8603.7

8121.6

8441.2

注:表中年发电量单位为万KW·h。

从上表可以看出,随着进化代数的增加,两算法计算结果都越接近最优解;无论是自适应遗传算法还是基本遗传算法,其计算结果明显优于动态规划;在进化代数相同时,AGA的计算结果优于SGA,并且未收敛次数也有明显减少,表明AGA能够有效加快收敛速度。

5.结论

本文建立了水库优化调度的自适应遗传算法模型,并将其用于黑河金盆水库优化调度。与动态规划相比,遗传算法能够从多个初始点开始寻优,能有效的探测整个解空间,通过个体间的优胜劣汰,因而能更有把握达到全局最优或准全局最优;自适应遗传算法通过参数的自适应调整,能更有效的反映群体的分散程度以及个体的优劣性,从而能够在保持群体多样性的同时,加快算法的收敛速度。

ApplicationofAdaptiveGeneticAlgorithmstotheoptimaldispatchingofJinpenreservoir

FuYongfeng1ShenBing1LiZhilu1ZhangXiqian1

(1Xi’anUniversityofTechnology,Xi’an710048,

2HeadquartersofHeiheWaterDiversionProject,Xi’an,710061)

AbstractBasedontheanalysisofthecharacteristicsituationofJinpenreservoir,acomprehensiveoptimaloperationmodelisdevelopedwithconsiderationofitsmulti-objectiveandnonlinearfeatures.Themodelissolvedbythethreemethodsofdynamicprogram,thesimplegeneticalgorithmandtheadaptivegeneticalgorithm.Itisshowedthattheadaptivegeneticalgorithm,withthecharacterofitsparametercanbeadjustedadaptivelyaccordingtothedispersiondegreeofpopulationandthefitnessvalueofindividuals,hasthefastestconvergencevelocityandthebestresultcomparedtoothertwoalgorithms.

Keywords:optimaloperation;geneticalgorithms;dynamicprogram

参考文献

[1]方红远,王浩,程吉林.初始轨迹对逐步优化算法收敛性的影响[J].水利学报,2002,11:27-30.

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[3]RobinWardlawandmohdSharif.Evaluationofgeneticalgorithmsforoptimalreservoirsystemoperation[J].WaterResour.Plng.andMgmt.,1999,125(1):25-33.

[4]马光文,王黎.遗传算法在水电站优化调度中的应用[J].水科学进展,1997,8(3):275-280.

水库调度范文篇4

目前,我国的水库调度主要是围绕防洪、发电、灌溉、供水、航运等综合利用效益所进行的。依据水库既定的水利任务和要求而制定的蓄泄规则,就是我们通常所说的水库调度方式。长江流域现行水库调度方式主要分为两大类,即防洪调度与兴利调度。防洪调度的主要任务是确保水库大坝安全和处理防洪与兴利的矛盾。对不承担下游防洪任务的水库而言,防洪调度的主要任务是在确保水库大坝安全的前提下,充分发挥水库兴利效益;对承担有下游防洪任务的水库,防洪调度的主要任务,是在确保水库大坝安全的前提下,处理好防洪与兴利之间的矛盾,通常采用的调度方式有:固定下泄(一级或多级)、补偿调节、预报预泄等,汛限水位是处理防洪与兴利矛盾的基本特征水位。兴利调度一般是在非汛期,按照水库所承担兴利任务的重要程度,合理分配水资源,谋求经济效益最大化的调度方式,按照工程任务一般分为:发电调度、灌溉调度、供水调度等类型。

以丹江口水利枢纽为例,其初期规模的综合利用任务为:防洪、发电、灌溉、航运及养殖。大坝加高后水库调节能力及承担各项水利任务的能力将有较大的改善和提高,其水利任务将调整为:防洪、供水、发电、航运。丹江口水库现状及大坝加高后,洪水调度方式均为预报预泄、补偿调节、分级控泄;兴利调度现状按水利任务主次,依据水库调度图进行控制运行。大坝加高后,丹江口水库按发电服从调水、调水服从生态的原则拟定控制水位和调度规则,在满足水源区用水发展要求的前提下,尽可能多调水,并按库水位高低和来水情况,分区进行调度,大水多调,小水少调。

现行水库的管理制度和调度运行模式的主要任务是,处理、协调防洪和兴利的矛盾以及兴利任务之间的利益。从河流生态系统保护的角度看,现行调度方式存在的主要问题:一是大多数的水库调度方案没有考虑坝下游生态保护和库区水环境保护的要求。目前一些大型水电站在进行调峰调度运行时以及支流中开发的引水式水电站,往往只重视发电效益,忽视了坝下游生态保护的要求,如电站在调峰运行和引水发电时,导致坝下游出现减水河段,甚至脱水河段,使坝下游水生物(尤其是鱼类)的生存环境遭受极大破坏,一些减水和脱水河段的生物多样性遭受严重破坏,直接威胁坝下游水生态的安全;由于水库对下泄流量的调节作用,也可能引起水库下游局部河段出现水体富营养化。二是受水库调度运行的影响,也会引发库区局部缓流区域或支流回水区出现水体富营养化,甚至“水华”现象的发生;水库消落带的利用与水库的调度运行不协调,可能造成消落带利用而污染水库水质。三是缺乏对水资源的统一调度与管理。目前长江上游干支流水电开发基本进入全面开发的状态,一些工程规模大、调节性能好、综合利用效益大的控制性水利枢纽工程正在加快建设。这些枢纽工程建成后,如果仍采用目前的调度与管理模式,各发电公司仅按枢纽各自的任务进行调度运用,势必会造成对水资源统一调度的不利,不仅会影响流域梯级水库整体的综合利用效益,而且还会导致生态与环境等一系列影响。例如,如果长江上游干支流水库同步蓄水、放水,下游河道水量大幅减少或增加,将对长江中下游的生态与环境产生较严重的影响。

从三峡水库调度运行面临的问题和沱、岷江流域梯级开发及水库调度存在的主要问题,可以更加清楚地看到现有水库调度方式存在的问题。

(一)三峡水库调度运行面临的问题

三峡水库首先考虑的是防洪,其次考虑发电和航运,坝下游生态保护和库区水环境保护将面临许多新的问题。一方面,在三峡水库泄水运行过程中,每年4月底至5月初,由于三峡水库坝前存在水温分层,水库升温期下泄水较天然情况的水温低,将会使坝下游“四大家鱼”的产卵时间推迟约20天;同时,三峡水库的削峰作用,也直接影响“四大家鱼”的产卵量,可能导致中下游“四大家鱼”的产量下降;水库泄洪时,可能使下泄水流中造成氮气过饱和,可能使坝下游鱼类(尤其是鱼苗)发生“气泡病”;水库的清水下泄,影响和改变了中下游的江湖关系,也相应的影响了中下游的水生态环境。另一方面,在三峡水库蓄水运行过程中,支流回水区受水库回水顶托的影响,在局部缓流区域可能会出现水体富营养化,甚至“水华”(如135m蓄水过程中香溪河发生的“水华”);随着水库蓄水位抬高,水库消落带的利用,也可能影响水库水体的水质。

(二)沱江流域水库调度存在的问题严峻

沱江干流总长达600多km,经成都、资阳、内江、泸州后注入长江,流域面积约2.7万km2。两岸人口密集、工业企业众多。由于缺乏有效环境管理,沱江接连出现了两次严重污染事件,污染事件发生后紧急实施跨流域调水——通过都江堰和三岔水库分别调水5000万m3和500万m3为沱江冲污,调水流量甚至大于沱江上游来水。但在调水冲污过程中,由于对沱江干流的石桥、沱江、南津绎等梯级水电站缺乏统一调度与管理,污水团下泄缓慢,调水冲污效果并不理想。这一事件充分暴露了电调与水调的矛盾,暴露了企业在处理经济利益与生态保护中的局限性,也暴露出管理制度的薄弱。

(三)岷江流域水库调度存在的问题

岷江干流除在建电站紫坪铺和支流在建狮子坪电站外,目前干、支流上已建的其他水电站均采用引水式开发,各水电站为了获取最大的发电效益,尽量引水发电,基本不考虑河道内生态用水,导致干流约80km、支流约60km的河段出现时段性脱水。铜钟电站以上的茂县境内,断流现象十分突出,河道干涸,在40km的河段内,干涸河段长17km,占河段长度的42%。岷江上游干流和主要支流原生的近40种鱼类,包括国家二级保护鱼类虎嘉鱼,由于河流减水或断流,河床萎缩或干涸,直接影响鱼类的繁衍和生存,鱼类数量和种群急剧下降,许多河段生物多样性丧失殆尽。20世纪80年代以后,茂县以下河段虎嘉鱼已绝迹,曾是杂古脑河和岷江上游主要经济鱼类的重口裂腹鱼,也很少发现。此外,在脱水、断流河段,河床大部分甚至全部裸露,乱石堆积,两岸植被萎缩,河床出现沙化,在汛期大水时,易形成含沙高的洪水,加剧下游河道的淤积。

此外,岷江上游地区比较好的土地多集中于河道两岸,农田灌溉主要依靠抽、引岷江水灌溉。由于部分河段出现脱流或减水,使河流两岸农田的灌溉水源无法保证。

综上所述,一方面长江流域水资源和水力资源丰富,目前总体开发利用程度不高,开发利用潜力巨大,随着我国社会经济发展对水资源和能源要求的提高,长江流域的水资源和水力资源的开发利用,必将进入一个快速发展阶段。另一方面,现行的水库调度方式主要是处理、协调防洪和兴利的矛盾以及兴利任务之间的利益,对水库下游生态保护和库区水环境保护重视不够,对生态与环境造成一定的负面影响。这就要求我们把生态调度纳入水库调度统一考虑,努力提高防洪、兴利与生态协调统一的水库综合调度方式。

二、完善水库调度方式的基本思路和对策措施

完善水库调度方式的基本思路是:牢固树立和认真落实以人为本,全面、协调、可持续的科学发展观,以维护健康长江、促进人水和谐为基本宗旨,统筹防洪、兴利与生态,运用先进的调度技术和手段,在满足坝下游生态保护和库区水环境保护要求的基础上,充分发挥水库的防洪、发电、灌溉、供水、航运、旅游等各项功能,使水库对坝下游生态和库区水环境造成的负面影响控制在可承受的范围内,并逐步修复生态与环境系统。

(一)充分考虑下游水生态及库区水环境保护

水库的调度运用对生态与环境造成的不利影响不可忽视。根据目前长江流域水库的管理和调度现状,研究认为,在现有的调度方式中,根据各水库的实际情况可以通过下泄合理的生态基流(最小或适宜生态需水量),运用适当的调度方式控制水体富营养化、控制水体理化性状与水华爆发、控制河口咸潮入侵等,以达到减少或消除对水库下游生态和库区水环境不利影响的目的。

1.确定合理的生态基流

生态基流要根据坝下游河道的生态需水确定。生态需水是指维系一定环境功能状况或目标(现状、恢复或发展)下客观需求的水资源量。确定河流生态需水量,是保护河流生态系统功能的有效措施。河流生态需水量的确定,应根据河流所在区域的生态功能要求,即生物体自身的需水量和生物体赖以生存的环境需水量来确定。河流生态需水量,不但与河流生态系统中生物群体结构有关,而且还应与区域气候、土壤、地质和其它环境条件有关。

水资源开发利用程度的不断提高,使得水资源利用与生态用水的矛盾在全球范围都很突出,但生态流量大小的选取论证,目前尚缺乏比较完善、成熟的方法。美国、法国、澳大利亚等国家都先后开展了许多关于鱼类生长繁殖与河流流量关系的研究,提出了河流最小生态(或生物)流量的概念和计算方法,如湿周法、河道内流量增加法、Montana法等。对于最小河流生态用水,有些国家干脆做出强制性规定,例如,法国规定最小河流生态用水流量不应小于多年平均流量的1/10,对多年平均流量大于80m3/s的河流,最低流量的下限也不得低于多年平均流量的1/20。我国根据河流所处的地区,也提出了确定河流生态流量的不同方法。根据长江流域水资源综合规划的要求,长江流域河道生态基流可根据多年径流量资料,一般采用90%或95%保证率的最枯月河流平均流量。

根据生态基流控制水库下泄流量的措施多种多样,最经济的方法是设定在一定的发电水头下的电站最低出力值。通过电站引水闸的调节,使发电最低下泄流量不小于所需的河道生态基流,以维持坝下游生态用水。

2.控制水体富营养化

水库局部缓流区域水体富营养化的控制,可通过改变水库调度运行方式,在一定的时段内降低坝前蓄水位,使缓流区域水体的流速加大,破坏水体富营养化的形成条件;或通过在一定的时段内增加水库下泄流量,带动水库水体的流速加大,达到消除水库局部水体富营养化的目的。另外,对水库下游河段也可通过在一定的时段内加大水库下泄量,破坏河流水体富营养化的形成条件;或采取引水方式(如汉江下游的“引江济汉”工程),增加河流的流量,消除河流水体的富营养化。

3.控制“水华”爆发

可通过不同的调度方式,充分运用水动力学原理,改变污染物在水库中的输移和扩散规律以及营养物浓度场的分布,从而影响生物群落的演替和生物自净作用的变化。可利用水库调度对水资源配置的功能,蓄丰泄枯,增加枯水期水库泄放量,从而显著提高下游河道环境容量,改善水质。目前,汉江下游枯水期2月份前后频繁爆发水华,随着丹江口水库大坝加高,调蓄能力增强,以及引江济汉联合调度,可增加汉江下游2月份前后的河道流量,从而有效缓解汉江下游水体富营养化现象,控制蓝藻“水华”的爆发。

4.控制咸潮入侵

长江口属于受上游来水和口外咸潮入侵双重影响的敏感水域,上游来水和咸潮入侵直接关系到这一水域的生态安全。长江口盐水入侵是因潮汐活动所致的、长期存在的自然现象,一般发生在枯季11月至次年4月,其距离因各汊道断面形态、径流分流量和潮汐特性不同而存在较大差异。南支河段有两个盐水入侵源,即外海盐水经南北港直接入侵和北支向南支倒灌,北支倒灌是南支上段水域盐水入侵的主要来源。

三峡工程是长江干流上骨干水利枢纽工程,水库具有较大的调节库容,按设计的调度运用方式,可增加长江中下游干流枯季流量1000~2000m3/s,对改善长江口枯季咸潮入侵的作用明显。但在三峡水库蓄水期,有一定的不利影响。水库调度在满足原定防洪、发电、航运等基本要求的前提下,可适当改变调度运行方式,以减少在10月份三峡工程蓄水期对咸潮入侵的不利影响。通过初步研究,可以考虑在不影响重庆河段输沙的条件下,适当延长三峡水库蓄水期,则可减少10月份的蓄水量,对长江口的影响便可明显减轻。在此基础上,还可以研究应急调度运用方式,如果长江出现了特枯水,长江口咸潮入侵形势特别严峻时,可视必要加大发电流量,以缓解这一关系到长江口地区可持续发展的重大问题。

(二)充分考虑水生生物及鱼类资源保护

水库形成后,一方面产生了一些有利于部分水生生物繁衍生息的条件,其种类和数量会大幅度增加,生产力将提高。另一方面,水库对径流的调节作用,使库区及坝下河流水文情势和水体物理特性发生变化,对水生生物的繁衍和鱼类的生长、发育、繁殖、索饵、越冬等均会产生不同程度的影响,如:库区原有的急流生境萎缩或消失,一些适宜流水性环境生存和繁殖的鱼类,因条件恶化或丧失,种群数量下降,个别分布区域狭窄、对环境条件要求苛刻的种类甚至消失;大坝阻隔作用使生境片段化,影响水生生物迁移交流,导致种群遗传多样性下降;水库低温水的下泄,对坝下游水生动物的产卵、繁殖具有不利影响;由于水库泄洪水流中进入了大量的氮气,使下泄水体中氮气过饱和,可能导致坝下游鱼类(尤其是鱼苗)发生“气泡病”。对这些不利影响,可采用以下调度措施减小或消除。

1.采取人造洪峰调度方式

水库的径流调节使坝下河流自然涨落过程弱化,一些对水位涨落过程要求较高的漂流性产卵鱼类繁殖受到影响。根据鱼类繁殖生物学习性,结合坝下游水文情势的变化,通过合理控制水库下泄流量和时间,人为制造洪峰过程,可为这些鱼类创造产卵繁殖的适宜生态条件。鉴于三峡工程对长江荆江段“四大家鱼”产卵场的不利影响,目前正着手进行“人造洪峰”诱导鱼类繁殖技术的研究与实践。

2.根据水生生物的生活繁衍习性灵活调度

水库及坝下江段水位涨落频繁,对沿岸带水生维管束植物、底栖动物和着生藻类等繁衍不利。特别是产粘性卵鱼类繁殖季节,水位的频繁涨落会导致鱼类卵苗搁浅死亡。因此,水库调度时,应充分考虑这些影响,尤其是产粘性卵鱼类繁殖季节,应尽量保持水位的稳定。我国很多渔业生产水平比较高的水库,在水库调度中都采取了兼顾渔业生产的生态调度措施。如黑龙江省龙凤山水库在调度上采取春汛多蓄,提前加大供水量的方式,然后在鱼类产卵期内按供水下限供水,使水库水位尽可能平稳,取得了较好的效果。

3.控制低温水下泄

水库低温水的下泄严重影响坝下游水生动物的产卵、繁殖和生长。可根据水库水温垂直分布结构,结合取水用途和下游河段水生生物生物学特性,利用分层取水设施,通过下泄方式的调整,如增加表孔泄流等措施,以提高下泄水的水温,满足坝下游水生动物产卵、繁殖的需求。

4.控制下泄水体气体过饱和

高坝水库泄水,尤其是表孔和中孔泄洪,需考虑消能易导致气体过饱和,对水生生物、鱼类产生不利影响,特别是鱼类繁殖期,对仔幼鱼危害较大,仔幼鱼死亡率高。水库调度可考虑在保证防洪安全的前提下,适当延长溢流时间,降低下泄的最大流量;如有多层泄洪设备,可研究各种泄流量所应采用的合理的泄洪设备组合,做到消能与防止气体过饱和的平衡,尽量减轻气体过饱和现象的发生。此外,气体过饱和在河道内自然消减较为缓慢,需要水流汇入以快速缓解,可以通过流域干支流的联合调度,降低下泄气体中过饱和水体流量的比重,减轻气体过饱和对下游河段水生生物的影响。

(三)充分考虑泥沙调控问题

长江是一条泥沙总量大的河流,在长江上修建水库,库区泥沙淤积与坝下游河床冲刷的调整,以及由此带来一系列的问题,是建库后的自然现象,无法避免。泥沙冲淤对防洪、发电、航运、生态等影响,是检验水利枢纽工程泥沙问题处理得成功与否的一个重要标志。水库的泥沙调度,须结合水库的综合利用、目的和水库本身的具体情况,全面考虑,慎重对待。

长江流域的河流一般水大沙多,且来水来沙量多集中在汛期,为减小库区泥沙淤积,长期保留水库大部分的有效库容,充分发挥工程的综合效益,一般采用汛期结合防洪降低库水位以排沙,非汛期蓄水抬高水位以兴利的“蓄清排浑”的水库调度方式运用,通过这种调度措施可在很大程度上减少泥沙冲淤带来的不利影响。

水库泥沙淤积将直接造成库容的损失、库尾段的淤积,会引起库尾水位的明显抬高、变动回水区航道与港口的运行安全等问题。通过采用“蓄清排浑”、调整运行水位以及底孔排沙等调度方式,可有效减少泥沙淤积和改善变动回水区的航运条件。如长江三峡水库属于河道型水库,滩库容相对较小,来水来沙量集中在汛期,大量水量需要下泄,水库正常调度采用175m-145m-155m方案,在水库运行100年后,库区泥沙淤积基本平衡,但可仍保留防洪库容约86%,保留兴利调节库容约92%。而采用“蓄清排浑”的调度方式运用,可有效的减少泥沙在库尾段的淤积,水库运用100年后,长寿以上的淤积量只约占总淤积量的3.6%左右。

水库的调蓄改变了天然河流的年径流分配和泥沙的时空分布,汛期洪峰削减,枯季流量增大,大量泥沙在库区淤积。坝下游河道将发生沿程冲刷,同时因流量过程调整,下泄沙量减少,河势将发生不同程度的调整。河床冲刷及河势调整对防洪与航运带来一定程度的影响。河床冲深,降低洪水位,增加河槽的泄洪能力;年内径流分配的调整,有利于浅滩航槽的改善。但在河势调整过程中,可能危及防洪大堤与护岸工程的安全,也可能出现局部浅滩恶化。水库可按“蓄清排浑”、调整泄流方式以及控制下泄流量等方式,通过调整出库水流的含沙量和流量过程,尽量降低下游河道冲刷强度,减少常规调度情况出库水流对下游河道冲刷范围并延缓其进程,以减小不利影响。

(四)充分考虑湿地保护需要

水库调度范文篇5

可靠性与风险是两个互补概念,前者的研究始于本世纪30~40年代,用概率论研究机器设备的维修问题;后者的研究始于50年代,最早是由军工生产部门提出。到80年代初,可靠性和风险分析理论逐步形成一门内容丰富、方法多样、理论体系较完整的边缘科学。

在水资源工程中可靠性概念应用早于风险,例如在水库调度中,人们早就用发电保证率、灌溉保证率等概念方法评价水库运行策略的优劣。风险分析在70年代后期才渗透到水资源研究领域,并最早在美国水资源开发中得以应用。1984年北大西洋公约组织成立了ASI高级研究所,专门从事水资源工程的可靠性与风险研究,并提出了水资源工程可靠性与风险的研究框架和系统理论、方法及评价指标。目前世界各国对水资源工程中的风险决策以及水资源系统运行的风险分析都高度重视,并开展了广泛的研究〔2,3〕。但作为水资源系统研究的一个重要分支——水库调度,其风险概念和分析方法80年代才提出,研究刚刚起步。

近年来国内的许多学者对此进行了研究〔4〕。傅湘等用概率组合方法估算了水库下游防洪区的洪灾风险率,用系统分析方法建立了大型水库汛限水位风险分析模型;冯平等研究了汛限水位对防洪和发电的影响,通过风险效益比较定量给出了合理的汛限水位;谢崇宝等分析了水库防洪风险计算中水文、水流及水位库容关系的不确定性,研究了水库防洪全面风险率模型应用问题;梁川以极差分析法进行防洪调度风险评估;王本德等〔5〕建立了水库防洪实时风险调度模型,该模型考虑了水库下游防洪效益与水库风险两个目标,又在论述水库预蓄效益与风险分析的必要性和主要困难的基础上,首先提出了一种风险率的计算方法,然后提出一种以经济效益与风险率为目标的水库预蓄水位模糊控制模型及求解方法;田峰巍等提出了依据典型联合概率分布函数的风险决策方法。李国芳和覃爱基采用频率分析方法,对水利工程经济风险分析方面进行探讨,得出一些有益的结论。随着矩分析方法和熵理论的日臻完善,可将信息熵、概率论和风险估计结合起来,建立最大熵风险估计模型。李继清等〔6〕采用层次分析方法,将水利工程经济效益系统划分为防洪、发电、灌溉(供水)效益子系统,辩识出风险因子,通过两种风险组合方式,建立最大熵模型,得到系统经济效益的风险特性。

2风险分析的一般方法〔5~10〕<>

2.1静态与动态相结合的调查方法

调查方法是通过对风险主体进行实际调查并掌握风险的有关信息。动态与静态结合是指调查既要了解主体的现状,又要了解过去,又要归纳总结,预测它的未来。就水资源系统而言采用调查法对有些问题并不适宜,如水库调度风险问题。

2.2微观与宏观相结合的系统方法

系统方法是现代科学研究的重要方法。它是从系统整体性出发,通过研究风险主体内部各方面的关系、风险环境诸要素之间的关系、风险主体同风险环境的关系等,确定风险系统的目标,建立系统整体数学模型,求解最优风险决策,建立风险利益机制,进行风险控制和风险处理。该方法适用广泛,从理论上讲是较科学、理想,但应用难度大。

2.3定性和定量相结合的分析方法

2.3.1定性风险分析方法定性风险分析方法主要用于风险可测度很小的风险主体。常用的方法有调查法、矩阵分析法和德尔菲法。德尔菲法是美国咨询机构兰德公司首先提出,主要是借助于有关专家的知识、经验和判断来对风险加以估计和分析。在水资源系统中有些不确定性因素难以分析、计算,因此该法在水库调度风险决策中具有实用价值。

2.3.2定量风险分析方法定量风险分析方法是借助数学工具研究风险主体中的数量特征关系和变化,确定其风险率(或度)。

(1)基于概率论与数理统计的风险分析方法

概率论与数理统计是研究水库调度中可靠性与风险率的最为有力的工具,如过去对水库运行的发电保证率和灌溉保证率等的计算均是建立在该基础上的。该基础理论和方法也适宜于解决风险率的计算。

根据水库调度中风险的特点,以下介绍4种方法:

①采用典型概率分布函数计算风险率

在水库调度中,影响风险主体的不确定性风险变量(或随机变量)大都服从一些典型的概率分布,如三角形分布、威布尔分布、正态分布、高斯分布、伽玛分布、皮尔逊Ⅲ型分布等。因此用概率分布密度函数的积分便可分析计算决策指标获取的可靠率或风险率指标,该法计算简单且精度也可基本满足要求。

②依据贝叶斯原理计算风险率

设B1、B2、…、Bn是一组互斥的完备事件集,即Bi互不相容,则有∑Bi=Ω,又设P(Bi)>0,则对任一事件A,设P(A)>0,则有:

P

式中,P(Bi)为先验概率(已知)或事前概率;P(A/Bi)是与先验概率相关的条件概率(已知);P(Bi/A)是事件A发生的条件下,引起Bi发生的概率,为后验概率(未知)。

在水库调度中当Bi为水库放水,A为影响水库放水的入库水量和库水位,则P(Bi/A)为水库在已知入库水量和库水位的条件下,水库放水的概率。同理,可对水库放水的风险率进行计算。

③风险度分析法

用概率分布的数学特征如标准差σ或σ-半标准差,可说明风险的大小。σ或σ-越大则风险越大,反之越小。因为概率分布越分散,实际结果远离期望值的概率就越大。

σ=(DX)1/2=((Xi-MX)2/(n-1))1/2或σ-=(DX)1/2=((Xi-MX)2P(Xi))1/2

σ是仅统计Xi<MX或Xi>MX。用σ、σ-比较风险大小虽然简单,概念明确,但σ-为某一物理量的绝对量,当两个比较方案的期望值相差很大时可比性差,同时比较结果可能不准确。为了克服用σ-可比性差的不足,可用其相对量作为比较参数,该相对量定义为风险度FDi,即标准差与期望值的比值(方差系数):

FDi=σi/MX=σi/μi

风险度FDi越大,风险越大,反之亦然。风险度不同于风险率,前者的值可大于1,而后者只能小于等于1。

④离散状态组合法

此法的基本原理是,首先给出各风险变量的离散型估计值;然后按照概率组合原理由这些离散的估计值来推求结果出现的大小及其可能性。该法属穷举的范畴,当风险变量较多,且每个风险变量的离散状态个数较多时,就存在“维数灾”。但在风险变量个数较少,每个风险变量内有发生或不发生两种状态即三项分布的情况下,用这种方法分析风险十分有效。

(2)基于马尔柯夫过程的风险分析法

水库调度中的入库径流过程一般服从于马尔柯夫过程(马氏过程)。马氏过程是一类变量之间和相互关联影响的非平稳随机过程,其基本特性是无后效性。因此可用马氏过程状态转移概率来推求水库调度中风险变量相互影响的风险率计算问题。用马氏过程已成功地推求了水库调度方案的发电可靠率(保证率)。

(3)蒙特卡洛模拟法(MC法)

此法是目前西方国家广泛应用的投资风险分析方法,其基本思路是将影响工程经济效果的风险变量依各自的分析分别进行随机取样,然后用各变量的随机值来计算经济评价指标值,这样对每个变量随机地取一次样就可以计算出经济评价指标的一个随机值,要作出经济效果评价指标与其实现的累积概率的关系曲线,需要多次的重复试验,且随随机风险变量的增多,其重复模拟计算的次数也要增多,需借助计算机进行计算。另外,这种方法难以解决各个风险变量之间的相互影响,且要求给出各个风险变量的概率分布曲线,在统计数据不足时难以实现。MC法可以考虑随机变量各影响因素,但计算量大且结果未必一定精确。所以,在有其它简单方法时,一般都避免使用MC法,或以此法作为一种对照。

(4)模糊数学风险分析法

水库调度中的不确定性因素很多,如径流、用水、库水位变化等,常模糊不清,具有明显的模糊现象和特征,因而用模糊数学进行风险分析是非常适宜的。

(5)一阶二次矩法

此法的步骤是先选择一理论分布族g(y)=g(y,θ)来逼近Z=f(X1,X2,…,Xn)的概率分布,然后用泰勒公式将Z在(X1,X2,…,Xn)的均值(μ1,μ2,…,μn)处展开,舍去二次以上的高阶项,这样近似求得的二阶矩,进而估计参数。

一阶二次矩法未考虑有关基本变量分布类型的信息,因此不能用概率指标合理反映结构的可靠度,实际上变量的分布类型对可靠度是有影响的。本法只适用于线性方程,当状态方程为非线性时,在中心点处取线性近似,因此可靠度指标是近似的。由于状态方程在描述一个问题时,因方程形式不同,其可靠度指标的近似值也不同,无法保持不变性是该方法的最大弱点。

(6)极限状态法(JC法)

JC法是一阶二次矩法的改进,该法适用于随机变量为任意分布的情况。其基本原理是:先将随机变量的非正态分布用正态分布代替,对于此正态分布函数要求在验算点处的累计概率分布函数(CDF)值和概率密度函数(PDF)值与原来分布函数的CDF值和PDF值相同。然后根据这两个条件求得等效正态分布的均值和标准差,最后用一阶二次矩法求出风险值。

(7)最大熵法

最大熵法的基础是信息熵,此熵定义为信息的均值,它是对整个范围内随机变量不确定性的量度。信息论中信息量的出发点是把获得的信息作为消除不确定性的测度,而不确定性可用概率分布函数描述,这就将信息熵和广泛应用的概率论方法相联系;又因风险估计实质上就是求风险因素的概率分布,因而可以将信息熵、风险估计和概率论方法有机地联系起来,建立最大熵风险估计模型:先验信息(已知数据)构成求极值问题的约束条件,最大熵准则得到随机变量的概率分布。

应用最大熵准则构造先验概率分布有如下优点:①最大熵的解是最超然的,即在数据不充分的情况下求解,解必须和已知的数据相吻合,而又必须对未来的部分做最少的假定;②根据熵的集中原理,绝大部分可能状态都集中在最大熵状态附近,其预测是相当准确的;③用最大熵求得的解满足一致性要求,不确定性的测度(熵)与试验步骤无关。

最大熵法的计算量小于蒙特卡洛法,需要进行许多数学推导,计算较复杂,所以通常只应用在大型工程项目的风险分析中。

3结语

目前,风险分析的方法已有多种,它们在考虑因素、输入信息、计算量以及适用对象上各有不同,进行汛期水库调度风险分析时,应结合本领域本地区的具体情况、特点,比较和改进现有的方法。洪水调度系统是一个开放的系统,本身具有复杂性,因而还要积极拓展其他新理论新方法的研究。

参考文献

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〔4〕王栋,朱元生生.风险分析在水系统中的应用研究进展及展望〔J〕.河海大学学报,2002,30(2):71~77.

〔5〕王本德,等.水库预蓄效益与风险模型〔J〕.水文2000,20(1):14~18.

〔6〕李继清,等.应用最大熵原理分析水利工程经济效益的风险〔J〕.水科学进展.2002,14(5):626~630.

〔7〕王栋,朱元生生..防洪系统风险分析的研究评述〔J〕.水文2003,23(2):15~20.

〔8〕黄强,苗隆德,王增发.水库调度中的风险分析及决策方法〔J〕.西安理工大学学报,1999,15(4):6~10.

水库调度范文篇6

我是XXX水电站一名普通的新员工。我的岗位是水库调度。初出大学校门,满怀着憧憬步入社会,面对水库调度这一平凡、乏味的工作,心中不免有些失望,然而当我真正的接触这一岗位,真正融入调度这个大家庭,我才真正明白,越平凡的岗位,越意味着需要做出不平凡的事,需要不平凡的人。通过这段时间的工作,使我知道了水库调度班的每一位同事都是最可亲的人,都是最值得尊敬的人。今天我演讲的题目是《笃行诚信无违章,爱岗敬业促发展》。

所谓诚信,就是指诚实守信,表里如一,言行一致。“无诚则无德,无信事难成”。在社会主义文明高度发展、人与人相处难见真情的今天,诚信品质尤为重要。往大的方向说它是一个国家,一个社会,一个民族生存的必备条件;具体到企业,一个讲求诚信的企业是一个受百姓信任的企业,是一个有长足发展前途的企业;微小到人,一个讲求诚信的人是一个,是一个胸怀坦荡的人,是一个有高尚品德的人。我们电力系统同样需要“诚信”二字,它是我们整个企业为社会认可,为群众拥护的根本,它是企业员工能和谐相处的力量源泉。

所谓“无违章”,用最通俗的话来说也就是“高高兴兴上班去,安安全全回家来”。哪一个人不愿笑语长在,哪一个家庭不愿幸福美满,哪一个企业不愿兴旺发达,哪一个国家不愿繁荣昌盛。安全就如一根七彩的丝线把我们这一个个美好的愿望连接起来,构成一个稳定、祥和、五彩缤纷的美好世界。“无违章”他不仅是对自身安全负责,更是对别人的生命财产安全负责。作为一名水库调度员,别人这样形容我们

你是唯一不带“长”的指挥员

千军万马在你的指间滚滚向前

你不是官员胜似官员

掌控着千家万户安危大权

你绝对不是首长

却绝对运筹帷幄

你确实身经百战

却丝毫不见硝烟

你不是法官

“三公”却牢记心间

你不是夸父

却一头挑着温暖

一头挑着光明

日夜不停地追赶

由此可见我们肩负着何等的重任,在2008年电力系统开展的“反违章青年”,今年开展的“无违章青年”活动中,我们水库调度班的同志们的先进事迹广为流传,在各项综合排名中名列前谋。

“爱岗敬业”是对每一个干部职工最基本的要求,但是能真正做到的并不多。随着十七大的召开,科学发展观重要思想的提出,尤其在我们电力系统提出“电网坚强、资产优良、服务优质、业绩优秀。”这十六字方针以后,广大党员干部职工像上了弦的指针一样,从心底认识到了科学发展的重要,认识到个人的重要,从而真正找到了自身存在的价值,爱岗敬业巍然成风。我们水库调度班当然也不甘示弱,涌现出了这样那样的爱岗敬业的标兵。

我是水库调度班一名普通调度员,一进入汛期,实时掌握雨情、水情变化是确保水库的优化调度的关键,水调班的XXX和她的几个同事就进入24小时值班状态,全力备战迎峰度夏和防洪度汛,为防洪渡汛、排沙保库和增发电量提供最及时、最准确的第一手数据。身处中心站的水调值班员要对XXX个遥测站的所有信息进行采集、分析,并根据掌握的实时信息对水库进行优化调度,向调度中心提供发电建议。对于当班调度员来说,何时开闸泄洪、何时拦截洪尾,如何处理好防洪度汛、排沙保库和增发电量三者的关系,容不得半点疏忽大意,也绝不允许在汇报中出现“也许、可能、大概”这样的字眼。每一个数据必须准确、每一个信息必须及时,这是对水情调度员的最基本要求。每天早晨8点,厂领导会准时收到一个水情信息:昨日流域平均降雨××mm,乃格降雨××mm,大坝降雨××mm,今日8时入库×m3/s……这是白班水情调度员向运行值班员汇报水情后发出的第一个水情信息。由于水情信息对于各级调度、防汛办公室及生产技术部门具有重要的安全指导意义,这对水情调度员制作各类报表的及时性和准确性提出了严格的要求,也正是这样的要求锻炼出了他们严谨细实的工作作风,也让他们在工作中体会到“第一次就把事情做对”的深刻内涵,身体力行,把“第一次就把事情做对”的行为理念践行在每一天的工作之中。

水库调度范文篇7

关键词:水库生态;生态调度:生态系统

一、引言

大型水利工程譬如水库的建设,使人们能够对水资源进行更加有效的管理和利用,兴利除弊,造福人类,同时水库建设对生物群落和生态系统造成了不可避免的影响。并由此引出了水库的“生态调度”概念。

二、水库建设和现行调度方式对河流生态的影响

水库建设影响千万人的生命和财产,具有防洪、航运、供水、发电、控制水质和改善水景观等综合用途,带来了巨大的社会经济效益;另一方面,密集的水库建设会对河流生态环境产生一系列的影响。众多研究认为,水库建设运行改变河流天然情势,影响河流泥沙、水质,造成河流生态系统多样性的下降。

现行的水库调度方式主要有两大类,即防洪调度和兴利调度。现行水库调度方式的主要缺陷是,只注重发挥水库的社会经济功能,力求经济利益的最大化,但是忽视对于水库下游及库区的生态系统需求。主要表现在以下方面。

(一)水库下泄流量

以发电为主要功能的水库,在进行发电和担负调峰调度运行时,发电效益优先,往往忽视下游河流廊道的生态需求,下泄流量无法满足最低生态需水量要求。另外,在我国北方,水库的兴建为发展灌溉事业和供水提供了巨大机会。但是,通过水库和闸坝大量引水,导致下游河道断流、干涸。河流生态系统受到严重破坏。

(二)水文情势变化对于生物的影响

水文情势指水文周期过程和来水时间。在数以几十万年甚至数百万年的河流生态系统演变过程中,河流年内径流的水文过程是河流水生动植物的生长繁殖的基本条件之一。

河流建设大坝以后,水库按照社会经济效益原则和既定的调度方案实施调度,改变河流水量的时空分布。无论是发电、供水还是灌溉等用途,都趋于使水文过程均一化。改变了自然水文情势的年内丰枯周期变化规律,这些变化严重影响了生态过程。

(三)水库水温分层影响

多数水库都有垂向水温分层现象。水库水体的水温分层现象对于鱼类和其他水生生物都有不同程度的影响。以三峡工程为例,据测算,三峡蓄水后水体出现温度分层现象。由于下泄水量的水温低于建坝前的状况,使坝下游的“四大家鱼”的产卵期推迟20d。

(四)泥沙分配问题

水库的调蓄作用改变了天然河流的年径流分配和泥沙的时空分布,汛期洪峰削减,枯季流量增大,大量泥沙在库区淤积,严重影响水库寿命和工程效益的发挥,同时还引起库区生态与环境的复杂问题。

另外,由于水库的拦沙作用,泥沙在水库中淤积,造成水库下泄水流含沙量降低,可能使海岸线向陆地蚀退,造成河口萎缩。

(五)库区及下游水质

水库建成蓄水后,原来河流的水域面积扩大,形成淹没后的库区,河流的边界条件改变,原来对河流水环境造成威胁的污染源成份发生明显变化。随着库水位的升高,库区流速迅速下降。其结果是减少了对污染物的扩散输移能力和生化降解速率,导致污染物浓度增大。另外,下游河道水量减少,会使水体污染加重。

三、水库生态调度

生态调度是伴随水利工程队河流生态系统健康如何补偿而出现的一个新概念。它的提出有助于改变人类对强加于河流的影响,是对筑坝河流的一种生态补偿。生态调度的核心内容是指将生态因素纳入到现行的水利工程调度中去,并将其提到应有的高度,根据具体的工程特点制定相应的生态调度方案。生态调度是水库调度发展的最新阶段,并自始至终贯穿着生态与环境问题,以满足流域水资源优化调度和河流生态健康为目标。

四、水库生态调度的内容

(一)水量调度

水库通过其调蓄作用改变了河流的水量时空分布,影响了河流的天然径流模式,使下游河道短期的和长期的流量减少,甚至断流,严重威胁河流的生态健康。另外,水库的调洪作用使自然洪水脉冲式周期被人为平均化,使得物质循环的减弱甚至中断,影响水生生物的产卵和生长。

因此以尽量维持河流的自然水文特征为目的的水量生态调度要达到以下2个目标,一是保证最小生态径流量,二是营造接近自然态的水文情势(洪水过程)。前者在汛期与非汛期都应保证,后者应该在防洪和维持河流生态系统健康之间寻求一平衡点。

1、保证最低生态需水量

最低生态需水量是指在受人类活动影响的情况下,河流为保证生态稳定所需要的水量。生态调度要满足河流一定的生态需水要求,维持河流生态平衡,不允许时段下泄的径流量小雨最低生态需水量。

河流生态需水量的确定应根据河流所在区域的生态功能要求,即生物体自身的需水量和生物体赖以生存的环境需水量确定。河流生态需水量不但与河流生态系统中生物群体结构有关,而且还应与区域气候、土壤、地质和其他环境条件有关。

2、营造接近自然态的水文情势

通过营造自然洪水过程,改变现行水库调度中水文过程均一化的倾向,模拟自然水文情势的水库泄流方式,为河流重要生物繁殖、产卵和生长创造适宜的水文学和水力学条件,促进生态系统的恢复。

(二)泥沙调度

为缓解水库淤积,水库可按“蓄清排浑”、调整泄流方式以及控制下泄水量等方式。通过调整出库水流的含沙量和流量过程,尽量降低下游河道冲刷强度。减少常规调度情况出库水流对下游河道冲刷并延缓其进程,以减小不利影响。如三峡水库通过采取“蓄清排浑”的调度运行,降低泥沙淤积,延长水库寿命。

(三)水质调度

水质良好是河流生态健康的重要标志。为防止水库水体的富营养化,可通过改变水库的调度运行方式,在一定的时段降低坝前蓄水位,缓和对于库岔、库湾水位顶托的压力,使缓流区的水体流速加大,破坏水体富营养化的条件。也可以考虑在一定时段内加大水库下泄量,带动库区内水体的流动,达到防止水体富营养化的目的。可利用水库调度对水资源配置功能,蓄丰泄枯。增加枯水期水库泄水量,从而显著提高下游河道环境容量,改善水质。从而有效缓解河流水体富营养化现象,控制蓝藻和“水华”的暴发。

(四)控制生态因子调度

如单项的水温、流速、流量等生态因子调度。以水温为例,根据水库水温垂直分层结构,结合下游河段水生生物的生物学特性,调整利用大坝不同高程的泄水孔口的运行规则。公务员之家

高坝水库泄水,因水流消能导致气体过饱和,对于水生生物产生不利影响。针对这个问题,可以在保证防洪安全的前提下,延长泄洪时间,适当减少下泄最大流量。研究优化开启不同高程的泄流设施,使不同掺气量的水流掺混。

水库调度范文篇8

可靠性与风险是两个互补概念,前者的研究始于本世纪30~40年代,用概率论研究机器设备的维修问题;后者的研究始于50年代,最早是由军工生产部门提出。到80年代初,可靠性和风险分析理论逐步形成一门内容丰富、方法多样、理论体系较完整的边缘科学。

在水资源工程中可靠性概念应用早于风险,例如在水库调度中,人们早就用发电保证率、灌溉保证率等概念方法评价水库运行策略的优劣。风险分析在70年代后期才渗透到水资源研究领域,并最早在美国水资源开发中得以应用。1984年北大西洋公约组织成立了ASI高级研究所,专门从事水资源工程的可靠性与风险研究,并提出了水资源工程可靠性与风险的研究框架和系统理论、方法及评价指标。目前世界各国对水资源工程中的风险决策以及水资源系统运行的风险分析都高度重视,并开展了广泛的研究〔2,3〕。但作为水资源系统研究的一个重要分支——水库调度,其风险概念和分析方法80年代才提出,研究刚刚起步。

近年来国内的许多学者对此进行了研究〔4〕。傅湘等用概率组合方法估算了水库下游防洪区的洪灾风险率,用系统分析方法建立了大型水库汛限水位风险分析模型;冯平等研究了汛限水位对防洪和发电的影响,通过风险效益比较定量给出了合理的汛限水位;谢崇宝等分析了水库防洪风险计算中水文、水流及水位库容关系的不确定性,研究了水库防洪全面风险率模型应用问题;梁川以极差分析法进行防洪调度风险评估;王本德等〔5〕建立了水库防洪实时风险调度模型,该模型考虑了水库下游防洪效益与水库风险两个目标,又在论述水库预蓄效益与风险分析的必要性和主要困难的基础上,首先提出了一种风险率的计算方法,然后提出一种以经济效益与风险率为目标的水库预蓄水位模糊控制模型及求解方法;田峰巍等提出了依据典型联合概率分布函数的风险决策方法。李国芳和覃爱基采用频率分析方法,对水利工程经济风险分析方面进行探讨,得出一些有益的结论。随着矩分析方法和熵理论的日臻完善,可将信息熵、概率论和风险估计结合起来,建立最大熵风险估计模型。李继清等〔6〕采用层次分析方法,将水利工程经济效益系统划分为防洪、发电、灌溉(供水)效益子系统,辩识出风险因子,通过两种风险组合方式,建立最大熵模型,得到系统经济效益的风险特性。

2风险分析的一般方法〔5~10〕<>

2.1静态与动态相结合的调查方法

调查方法是通过对风险主体进行实际调查并掌握风险的有关信息。动态与静态结合是指调查既要了解主体的现状,又要了解过去,又要归纳总结,预测它的未来。就水资源系统而言采用调查法对有些问题并不适宜,如水库调度风险问题。

2.2微观与宏观相结合的系统方法

系统方法是现代科学研究的重要方法。它是从系统整体性出发,通过研究风险主体内部各方面的关系、风险环境诸要素之间的关系、风险主体同风险环境的关系等,确定风险系统的目标,建立系统整体数学模型,求解最优风险决策,建立风险利益机制,进行风险控制和风险处理。该方法适用广泛,从理论上讲是较科学、理想,但应用难度大。

2.3定性和定量相结合的分析方法

2.3.1定性风险分析方法定性风险分析方法主要用于风险可测度很小的风险主体。常用的方法有调查法、矩阵分析法和德尔菲法。德尔菲法是美国咨询机构兰德公司首先提出,主要是借助于有关专家的知识、经验和判断来对风险加以估计和分析。在水资源系统中有些不确定性因素难以分析、计算,因此该法在水库调度风险决策中具有实用价值。

2.3.2定量风险分析方法定量风险分析方法是借助数学工具研究风险主体中的数量特征关系和变化,确定其风险率(或度)。

(1)基于概率论与数理统计的风险分析方法

概率论与数理统计是研究水库调度中可靠性与风险率的最为有力的工具,如过去对水库运行的发电保证率和灌溉保证率等的计算均是建立在该基础上的。该基础理论和方法也适宜于解决风险率的计算。

根据水库调度中风险的特点,以下介绍4种方法:

①采用典型概率分布函数计算风险率

在水库调度中,影响风险主体的不确定性风险变量(或随机变量)大都服从一些典型的概率分布,如三角形分布、威布尔分布、正态分布、高斯分布、伽玛分布、皮尔逊Ⅲ型分布等。因此用概率分布密度函数的积分便可分析计算决策指标获取的可靠率或风险率指标,该法计算简单且精度也可基本满足要求。

②依据贝叶斯原理计算风险率

设B1、B2、…、Bn是一组互斥的完备事件集,即Bi互不相容,则有∑Bi=Ω,又设P(Bi)>0,则对任一事件A,设P(A)>0,则有:

P

式中,P(Bi)为先验概率(已知)或事前概率;P(A/Bi)是与先验概率相关的条件概率(已知);P(Bi/A)是事件A发生的条件下,引起Bi发生的概率,为后验概率(未知)。

在水库调度中当Bi为水库放水,A为影响水库放水的入库水量和库水位,则P(Bi/A)为水库在已知入库水量和库水位的条件下,水库放水的概率。同理,可对水库放水的风险率进行计算。

③风险度分析法

用概率分布的数学特征如标准差σ或σ-半标准差,可说明风险的大小。σ或σ-越大则风险越大,反之越小。因为概率分布越分散,实际结果远离期望值的概率就越大。

σ=(DX)1/2=((Xi-MX)2/(n-1))1/2或σ-=(DX)1/2=((Xi-MX)2P(Xi))1/2

σ是仅统计Xi<MX或Xi>MX。用σ、σ-比较风险大小虽然简单,概念明确,但σ-为某一物理量的绝对量,当两个比较方案的期望值相差很大时可比性差,同时比较结果可能不准确。为了克服用σ-可比性差的不足,可用其相对量作为比较参数,该相对量定义为风险度FDi,即标准差与期望值的比值(方差系数):

FDi=σi/MX=σi/μi

风险度FDi越大,风险越大,反之亦然。风险度不同于风险率,前者的值可大于1,而后者只能小于等于1。

④离散状态组合法

此法的基本原理是,首先给出各风险变量的离散型估计值;然后按照概率组合原理由这些离散的估计值来推求结果出现的大小及其可能性。该法属穷举的范畴,当风险变量较多,且每个风险变量的离散状态个数较多时,就存在“维数灾”。但在风险变量个数较少,每个风险变量内有发生或不发生两种状态即三项分布的情况下,用这种方法分析风险十分有效。

(2)基于马尔柯夫过程的风险分析法

水库调度中的入库径流过程一般服从于马尔柯夫过程(马氏过程)。马氏过程是一类变量之间和相互关联影响的非平稳随机过程,其基本特性是无后效性。因此可用马氏过程状态转移概率来推求水库调度中风险变量相互影响的风险率计算问题。用马氏过程已成功地推求了水库调度方案的发电可靠率(保证率)。

(3)蒙特卡洛模拟法(MC法)

此法是目前西方国家广泛应用的投资风险分析方法,其基本思路是将影响工程经济效果的风险变量依各自的分析分别进行随机取样,然后用各变量的随机值来计算经济评价指标值,这样对每个变量随机地取一次样就可以计算出经济评价指标的一个随机值,要作出经济效果评价指标与其实现的累积概率的关系曲线,需要多次的重复试验,且随随机风险变量的增多,其重复模拟计算的次数也要增多,需借助计算机进行计算。另外,这种方法难以解决各个风险变量之间的相互影响,且要求给出各个风险变量的概率分布曲线,在统计数据不足时难以实现。MC法可以考虑随机变量各影响因素,但计算量大且结果未必一定精确。所以,在有其它简单方法时,一般都避免使用MC法,或以此法作为一种对照。

(4)模糊数学风险分析法

水库调度中的不确定性因素很多,如径流、用水、库水位变化等,常模糊不清,具有明显的模糊现象和特征,因而用模糊数学进行风险分析是非常适宜的。

(5)一阶二次矩法

此法的步骤是先选择一理论分布族g(y)=g(y,θ)来逼近Z=f(X1,X2,…,Xn)的概率分布,然后用泰勒公式将Z在(X1,X2,…,Xn)的均值(μ1,μ2,…,μn)处展开,舍去二次以上的高阶项,这样近似求得的二阶矩,进而估计参数。

一阶二次矩法未考虑有关基本变量分布类型的信息,因此不能用概率指标合理反映结构的可靠度,实际上变量的分布类型对可靠度是有影响的。本法只适用于线性方程,当状态方程为非线性时,在中心点处取线性近似,因此可靠度指标是近似的。由于状态方程在描述一个问题时,因方程形式不同,其可靠度指标的近似值也不同,无法保持不变性是该方法的最大弱点。

(6)极限状态法(JC法)

JC法是一阶二次矩法的改进,该法适用于随机变量为任意分布的情况。其基本原理是:先将随机变量的非正态分布用正态分布代替,对于此正态分布函数要求在验算点处的累计概率分布函数(CDF)值和概率密度函数(PDF)值与原来分布函数的CDF值和PDF值相同。然后根据这两个条件求得等效正态分布的均值和标准差,最后用一阶二次矩法求出风险值。

(7)最大熵法

最大熵法的基础是信息熵,此熵定义为信息的均值,它是对整个范围内随机变量不确定性的量度。信息论中信息量的出发点是把获得的信息作为消除不确定性的测度,而不确定性可用概率分布函数描述,这就将信息熵和广泛应用的概率论方法相联系;又因风险估计实质上就是求风险因素的概率分布,因而可以将信息熵、风险估计和概率论方法有机地联系起来,建立最大熵风险估计模型:先验信息(已知数据)构成求极值问题的约束条件,最大熵准则得到随机变量的概率分布。

应用最大熵准则构造先验概率分布有如下优点:①最大熵的解是最超然的,即在数据不充分的情况下求解,解必须和已知的数据相吻合,而又必须对未来的部分做最少的假定;②根据熵的集中原理,绝大部分可能状态都集中在最大熵状态附近,其预测是相当准确的;③用最大熵求得的解满足一致性要求,不确定性的测度(熵)与试验步骤无关。

最大熵法的计算量小于蒙特卡洛法,需要进行许多数学推导,计算较复杂,所以通常只应用在大型工程项目的风险分析中。

3结语

目前,风险分析的方法已有多种,它们在考虑因素、输入信息、计算量以及适用对象上各有不同,进行汛期水库调度风险分析时,应结合本领域本地区的具体情况、特点,比较和改进现有的方法。洪水调度系统是一个开放的系统,本身具有复杂性,因而还要积极拓展其他新理论新方法的研究。

参考文献

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水库调度范文篇9

关键词:水库生态;生态调度:生态系统

一、引言

大型水利工程譬如水库的建设,使人们能够对水资源进行更加有效的管理和利用,兴利除弊,造福人类,同时水库建设对生物群落和生态系统造成了不可避免的影响。并由此引出了水库的“生态调度”概念。

二、水库建设和现行调度方式对河流生态的影响

水库建设影响千万人的生命和财产,具有防洪、航运、供水、发电、控制水质和改善水景观等综合用途,带来了巨大的社会经济效益;另一方面,密集的水库建设会对河流生态环境产生一系列的影响。众多研究认为,水库建设运行改变河流天然情势,影响河流泥沙、水质,造成河流生态系统多样性的下降。

现行的水库调度方式主要有两大类,即防洪调度和兴利调度。现行水库调度方式的主要缺陷是,只注重发挥水库的社会经济功能,力求经济利益的最大化,但是忽视对于水库下游及库区的生态系统需求。主要表现在以下方面。

(一)水库下泄流量

以发电为主要功能的水库,在进行发电和担负调峰调度运行时,发电效益优先,往往忽视下游河流廊道的生态需求,下泄流量无法满足最低生态需水量要求。另外,在我国北方,水库的兴建为发展灌溉事业和供水提供了巨大机会。但是,通过水库和闸坝大量引水,导致下游河道断流、干涸。河流生态系统受到严重破坏。

(二)水文情势变化对于生物的影响

水文情势指水文周期过程和来水时间。在数以几十万年甚至数百万年的河流生态系统演变过程中,河流年内径流的水文过程是河流水生动植物的生长繁殖的基本条件之一。

河流建设大坝以后,水库按照社会经济效益原则和既定的调度方案实施调度,改变河流水量的时空分布。无论是发电、供水还是灌溉等用途,都趋于使水文过程均一化。改变了自然水文情势的年内丰枯周期变化规律,这些变化严重影响了生态过程。

(三)水库水温分层影响

多数水库都有垂向水温分层现象。水库水体的水温分层现象对于鱼类和其他水生生物都有不同程度的影响。以三峡工程为例,据测算,三峡蓄水后水体出现温度分层现象。由于下泄水量的水温低于建坝前的状况,使坝下游的“四大家鱼”的产卵期推迟20d。

(四)泥沙分配问题

水库的调蓄作用改变了天然河流的年径流分配和泥沙的时空分布,汛期洪峰削减,枯季流量增大,大量泥沙在库区淤积,严重影响水库寿命和工程效益的发挥,同时还引起库区生态与环境的复杂问题。

另外,由于水库的拦沙作用,泥沙在水库中淤积,造成水库下泄水流含沙量降低,可能使海岸线向陆地蚀退,造成河口萎缩。

(五)库区及下游水质

水库建成蓄水后,原来河流的水域面积扩大,形成淹没后的库区,河流的边界条件改变,原来对河流水环境造成威胁的污染源成份发生明显变化。随着库水位的升高,库区流速迅速下降。其结果是减少了对污染物的扩散输移能力和生化降解速率,导致污染物浓度增大。另外,下游河道水量减少,会使水体污染加重。

三、水库生态调度

生态调度是伴随水利工程队河流生态系统健康如何补偿而出现的一个新概念。它的提出有助于改变人类对强加于河流的影响,是对筑坝河流的一种生态补偿。生态调度的核心内容是指将生态因素纳入到现行的水利工程调度中去,并将其提到应有的高度,根据具体的工程特点制定相应的生态调度方案。生态调度是水库调度发展的最新阶段,并自始至终贯穿着生态与环境问题,以满足流域水资源优化调度和河流生态健康为目标。

四、水库生态调度的内容

(一)水量调度

水库通过其调蓄作用改变了河流的水量时空分布,影响了河流的天然径流模式,使下游河道短期的和长期的流量减少,甚至断流,严重威胁河流的生态健康。另外,水库的调洪作用使自然洪水脉冲式周期被人为平均化,使得物质循环的减弱甚至中断,影响水生生物的产卵和生长。

因此以尽量维持河流的自然水文特征为目的的水量生态调度要达到以下2个目标,一是保证最小生态径流量,二是营造接近自然态的水文情势(洪水过程)。前者在汛期与非汛期都应保证,后者应该在防洪和维持河流生态系统健康之间寻求一平衡点。

1、保证最低生态需水量

最低生态需水量是指在受人类活动影响的情况下,河流为保证生态稳定所需要的水量。生态调度要满足河流一定的生态需水要求,维持河流生态平衡,不允许时段下泄的径流量小雨最低生态需水量。

河流生态需水量的确定应根据河流所在区域的生态功能要求,即生物体自身的需水量和生物体赖以生存的环境需水量确定。河流生态需水量不但与河流生态系统中生物群体结构有关,而且还应与区域气候、土壤、地质和其他环境条件有关。

2、营造接近自然态的水文情势

通过营造自然洪水过程,改变现行水库调度中水文过程均一化的倾向,模拟自然水文情势的水库泄流方式,为河流重要生物繁殖、产卵和生长创造适宜的水文学和水力学条件,促进生态系统的恢复。

(二)泥沙调度

为缓解水库淤积,水库可按“蓄清排浑”、调整泄流方式以及控制下泄水量等方式。通过调整出库水流的含沙量和流量过程,尽量降低下游河道冲刷强度。减少常规调度情况出库水流对下游河道冲刷并延缓其进程,以减小不利影响。如三峡水库通过采取“蓄清排浑”的调度运行,降低泥沙淤积,延长水库寿命。

(三)水质调度

水质良好是河流生态健康的重要标志。为防止水库水体的富营养化,可通过改变水库的调度运行方式,在一定的时段降低坝前蓄水位,缓和对于库岔、库湾水位顶托的压力,使缓流区的水体流速加大,破坏水体富营养化的条件。也可以考虑在一定时段内加大水库下泄量,带动库区内水体的流动,达到防止水体富营养化的目的。可利用水库调度对水资源配置功能,蓄丰泄枯。增加枯水期水库泄水量,从而显著提高下游河道环境容量,改善水质。从而有效缓解河流水体富营养化现象,控制蓝藻和“水华”的暴发。公务员之家

(四)控制生态因子调度

如单项的水温、流速、流量等生态因子调度。以水温为例,根据水库水温垂直分层结构,结合下游河段水生生物的生物学特性,调整利用大坝不同高程的泄水孔口的运行规则。高坝水库泄水,因水流消能导致气体过饱和,对于水生生物产生不利影响。针对这个问题,可以在保证防洪安全的前提下,延长泄洪时间,适当减少下泄最大流量。研究优化开启不同高程的泄流设施,使不同掺气量的水流掺混。

水库调度范文篇10

当前全国大部分省份已相继进入汛期,部分水库(含水电站)已经拦洪运用。水库度汛安全直接关系到人民群众的生命财产安全和社会经济的稳步发展。*年是我国完成国民经济“十五”计划的关键一年,也是全面推进建设小康社会、加快社会主义现代化建设的重要一年,确保水库度汛安全意义重大。这次全国水库安全度汛工作电视电话会议主要是总结近年来全国水库防汛保安工作经验,分析面临的形势,认真贯彻国家防总今年第一次会议精神,进一步明确今年水库安全度汛的任务和要求。刚才,陕西、山东、湖北、广东四省就做好水库度汛安全工作进行了会议交流,下面我讲几点意见:

一、总结经验,增强做好水库安全度汛工作的信心

我国是世界上水旱灾害最严重的国家之一。新中国成立以来,党中央、国务院十分重视防汛抗旱工作,开展了大规模的江河整治和水利工程建设,修建了大量的水库工程。截止*年底,我国已建成各类水库*座,总库容达到*亿立方米,其中大型水库*座、中型水库*座。这些水库在防洪、灌溉、发电、城乡供水、航运和水产养殖等方面发挥了巨大的作用,取得了显著的经济和社会效益。仅从*年水库防洪效益看,全国各类水库拦蓄洪水*亿立方米,减免受灾人口*.*亿人,减免受灾面积*万公顷,减免县级以上城市进水*个,直接减灾效益达*亿元。

在历年水库安全度汛工作实践中,各级政府、防汛抗旱指挥部和水库工程管理单位在确保水库安全运行、最大限度减轻水旱灾害损失、确保人民群众生命财产安全和维护社会安定方面,积累了许多成功的经验,形成了一些行之有效的做法。概括起来,主要有以下几点:

一是建立并落实了水库防汛安全责任制。水库度汛保安涉及面广,是一项十分复杂、责任十分重大的工作。各地认真落实以行政首长负责制为核心的水库防汛安全责任制,通过层层签订责任状,建立责任监督机制和追究制度,把责任落实到防汛行政责任人、具体部门和技术责任人。此外,还在公众媒体上公布水库防汛责任人名单,主动接受社会的监督。水库防汛安全责任制的落实,为水库防洪抗旱减灾提供了强有力的组织保障。

二是加大了病险水库除险加固力度。近年来,国家和地方集中力量,开展了以病险水库除险加固为重点的防洪保安工程建设,取得了巨大的成效。*年大水以后,国家先后分两批将*座病险水库的除险加固工程列入中央补助计划,累计投入*亿元补助了*座水库的除险加固工程。第一批*座病险水库中已开工*座,中央投资到位的有*座,其中*座重点大中型水库已开工*座,中央投资到位的有*座。第二批*座水库除险加固项目于*年底启动,已开工*座,计划在*~*年内全部完成。经过除险加固的水库安全标准显著提高,防汛调度现代化手段大大加强,为安全度汛奠定了较好的物质基础。广东、浙江、福建等省病险水库除险加固工作走在了全国的前列。

三是加强了水库防洪调度非工程措施建设。非工程措施是水库实现防洪和兴利功能的重要手段。*年以来,通过不断建设,全国约三分之二的大型水库、三分之一的中型水库基本建成了防汛通讯、计算机网络、水文信息采集、决策支持等配套的防汛指挥调度系统,有效地延长了洪水预见期,提高了洪水预报精度,为保证水库安全、科学调度洪水,充分发挥水库的防洪和兴利综合效益提供了技术保障。

四是组建了水库抗洪抢险队伍,及时、有效地抢护了各类水库险情。水库险情通常发生在天气条件恶劣、库水位较高之时,其抢护任务艰巨、专业性强,难度往往很大,仅靠水库管理单位是不够的。因此,许多水库管理单位在制定抢险预案、贮备防汛物资的同时,组建了专业抢险队伍,并与当地政府和驻军联系落实了后备抢险队伍。近几年的水库抗洪抢险充分体现了专群结合、军民联防、部门协同作战的特点,及时有效地抢护了滑坡、坍塌、渗漏等许多重大险情,避免了险情的进一步恶化和重大灾害事故的发生。

五是进一步完善了水库安全监测和管理制度。历史一再证明,水库出险往往不分季节、不分时段,非汛期、低水位、晴天垮坝的事故时有发生,因此加强水库的日常安全观测和管理十分重要。为了保障水库的安全运行,全国大型和多数重点中型水库都建设了工程安全观测设施,完善了安全监测和管理制度,并重点加强了对大坝、泄洪设施等主体工程的监测。基于对大坝压力、渗漏、位移等观测数据的及时分析和评估,水库管理单位能够随时掌握工程运行状况,确保了水库险情的早发现、早处理,把险情消灭在萌芽之中。

以上几点,既是我国水库安全度汛工作的宝贵经验,也是进一步做好水库安全度汛工作的基本要求,应当继续坚持,不断完善和提高。

二、剖析问题,认清水库安全度汛面临的严峻形势

正确评估我国水库度汛安全工作面临的形势,对于把握水库安全度汛工作的重点,确保水库安全度汛十分重要。从目前各地水库工程状况、各项度汛准备工作以及所掌握的气象预测情况看,今年水库防汛安全形势不容乐观。

一是水库工程状况令人担忧。目前全国病险水库有约*万座,占水库总数的*%,其中大中型水库的病险率接近*%,小型水库的病险率更高。这些病险水库,尤其是小型水库绝大部分兴建于上世纪*~*年代,受当时社会、经济、技术条件等因素的制约,工程存在着先天不足、后天失修、病险严重等问题。主要表现为:水库大坝防洪能力低;水库抗震标准不够;白蚁危害严重;坝体存在安全隐患;水库泄洪能力不足,溢洪道、泄洪涵闸冲刷严重,闸门与启闭机不配套、设备陈旧、老化锈蚀;水库管理设施简陋陈旧,缺少甚至根本没有观测设备等。长期以来,这些病险水库不但难以发挥防洪减灾效益,工程本身已成为安全度汛的薄弱环节和心腹之患,是造成水库防汛工作任务艰巨的客观原因。

二是仍有部分水库防汛安全行政首长负责制不够落实。经检查,一些地区部分行政领导对水库安全度汛工作重视不够,对水库的工程状况和调节能力盲目乐观,对水库调度失误或水库失事后果的严重性认识不足,甚至认为来点水、出点险水库可以挡得住、顶得起。长期干旱缺水地区,一些干部盼水心切,往往只重视水库蓄水效益,忽视防洪安全问题。一些以发电为主的水库没有明确政府的行政责任人,一旦发生险情或重大汛情,不利于水库与上下游的沟通与联系,不利于及时组织险情抢护和人员转移。还有少数水库的防汛行政责任人从未到所负责的水库检查过,情况不明,责任制流于形式,更谈不上解决实际问题。一旦遇到大水,必然无法履行一个合格的指挥员应当承担的职责,极易贻误战机,错误决策,造成严重后果。

三是不少中小型水库管理机构不健全,人员素质亟待提高。目前一些地方对中小型水库管理重视不够。相当一部分小型水库既无专门管理机构,也无专职管理人员,更没有健全的管理制度。在农村水利产权制度改革过程中,有些小水库承包、租赁给个人时没有明确工程管理维护责任,导致水库工程长期疏于管理、老化失修。近些年来,一些非水利专业和不熟悉水利工作的人员相继走上水库管理岗位,他们缺乏应有的专业知识,难以根据雨水情进行科学调度,不能正确判断大坝安全状况并及时有效处理突发性险情,影响了水库的安全运行和工程效益的充分发挥。

四是一些水库安全度汛准备工作不到位。目前水库通讯设施差、预警预报手段落后、防汛预案可操作性差、抢险物资缺乏、值班纪律涣散、调度手段落后等方面的问题依然存在。大部分小型水库没有通讯设施,一旦发生险情就只能通过烽火、鸣枪等手段示警。大中小型水库中,分别有*%、*%和*%的水库库区没有雨水情测报设施,无法准确掌握雨水情并进行洪水预测预报,防汛调度心中无数。许多水库没有防汛预案,抢险物资缺乏,如发生重大险情,仓促上阵,必然抢险不力、贻误时机,并造成严重后果。

正是由于以上原因,水库垮坝并导致人员伤亡事件时有发生。自*年有垮坝统计资料以来至*年底,全国累计垮坝*座,年均垮坝近*座。其中*世纪*年代水库垮坝数量最多,年均垮坝*座;*世纪*年代以来垮坝数量最少,年均垮坝*座,其中*年和*年每年垮坝水库都为*座。随着我国经济社会的迅速发展,无论是从维护安定有序的经济发展环境,还是从履行政府职责、确保人民群众生命财产安全的角度来讲,任何一个地区都淹不得、淹不起。现在人们已经无法想象“*.*”河南省板桥、石漫滩水库垮坝失事重现的后果。*年,青海省沟后水库(小型)溃坝,瞬间冲毁*多户房舍,*人丧生,上千人受伤,中央领导同志亲自部署救灾和善后工作。*年垮坝的小型水库中,内蒙古五号河水库汛期没有执行县防汛指挥部制定的“空库迎汛”的度汛方案;云南小李湾水库无通讯设施、无交通道路、无专业管理人员、汛期夜晚无人值守。*年*月*日,正在实施除险加固的新疆八一水库因管理混乱、除险加固工期安排不合理等一系列人为问题,造成水库溃坝,*人被迫临时转移,幸好没有造成人员伤亡,但事故本身造成的社会影响相当恶劣。

这些事实表明,在造成水库垮坝的各种因素中,自然因素是一方面,防汛准备不足、麻痹大意、管理混乱、不能科学合理调度洪水等人为的原因都有可能导致水库严重灾害性事故的发生。随着我国经济社会的发展,水库垮坝带来的毁灭性灾害损失将是巨大的。

此外今年的气象预测形势不容乐观。据气象部门预测,汛期我国可能出现南北两支多雨带。北方多雨带位于东北地区南部、华北北部和西部、黄河上中游大部至新疆北部等地区,其中内蒙古中部和河套地区及新疆北部的部分地区偏多*~*成;南方大部分地区降雨比去年增多,多雨带位于江南南部至华南东部,其中广东东部偏多*~*成。此外,长江中游沿江和青藏高原东南部地区也可能较常年偏多。由于影响天气的因素很多,对水库安全度汛威胁最大的局部强暴雨常常发生但又难以预报。根据以往的经验,预报降雨偏少的地区仍有可能发生大的洪涝灾害。据统计,已多年没来大水的海河、黄河流域发生大洪水的可能性在增加。对此,各地要高度重视,切不可心存侥幸。

综上分析,今年全国水库安全度汛形势仍然十分严峻,对此,各地要进一步提高认识,增强危机感和责任感。要统一思想,从维护改革开放和现代化建设全局的高度,认清水库安全度汛工作在经济社会发展中所占的特殊位置,充分认识做好水库度汛安全工作的重要性及水库垮坝后果的极端严重性。全国各地将全面进入主汛期,我们要充分估计可能出现的复杂局面,立足于防大汛、抢大险、救大灾,克服麻痹侥幸思想,把水库安全度汛工作作为一件大事、要事抓紧抓好。

三、落实责任,全力以赴确保今年水库安全度汛

党中央、国务院非常重视防汛工作,特别关心水库的安全度汛。总理最近做出重要批示:“雨季到了,国家防总要发出紧急通知,要求各地重视和加强防汛工作,特别要对病险水库进行检查,做好防洪紧急预案。”回良玉副总理要求:“各地要强化中小型水库防汛抗洪措施,抓紧制定病险水库保坝预案,确保水库的安全。”

今年国家防总确定的全国水库安全度汛工作目标是“三个确保”:一是落实责任,加强管理,确保大型和重点中型水库不垮坝、一般中型和小型水库设防标准内洪水不垮坝;二是采取措施,全力抢护,遇超标准洪水时确保人民群众生命安全;三是科学防控,统一调度,确保水库防洪和兴利综合效益的充分发挥。

各地要认真贯彻落实中央领导同志的指示精神,严格按照国家防总所确定的今年水库安全度汛工作目标,切实加强工作督查,找准难点,突出重点,狠抓水库安全度汛各项关键措施的落实。

(一)加强领导,进一步强化水库安全责任追究制度

各级人民政府、防汛抗旱指挥部和水库管理单位要坚持“以人为本”,从保障社会安定和全面建设小康社会的高度,始终把确保人民群众生命安全放在首位,建立健全以行政首长负责制为核心的水库防汛安全责任制。各地要明确各级政府水库防汛安全行政责任人、部门责任人和水库管理单位的安全与技术责任人,要层层签订责任书。同时,要通过各类媒体公布防洪重点水库和重点病险水库的防汛责任人,接受社会监督。刚刚接手分管防汛工作的行政领导,一定要安排专门时间过问水库防汛准备工作,现场检点工程,抓紧熟悉情况,扎扎实实地把水库防汛工作部署好、组织好,尽快成为一名合格的指挥员。

各级防汛抗旱指挥部要在今年的防汛工作中突出强化水库防汛责任监督和责任追究制度。要通过监督和检查,督促各级水库防汛责任人、责任单位或部门切实履行水库安全职责,必要时要向社会通报监督和检查的结果。一旦发生水库安全事故,要根据《国务院关于特大安全事故行政责任追究的规定》(国务院令第*号)和相关法律法规,严肃追究有关人员的责任,构成犯罪的要依法追究刑事责任。要做到事故原因没查清不放过、责任人没处理不放过、整改措施没落实不放过、有关人员没受到教育不放过。

(二)强化管理,扎实做好水库安全度汛各项准备工作

一要加强水库日常工作的规范化管理。管理不善是造成水库安全事故的主要原因之一。所有水库都要落实专职的管护人员,严重影响城镇、重要交通干线、重要设施等安全的水库必须强化管理机构、配备高素质的管理人员。各级政府水库管理部门和水库工程管理单位要防患于未然,完善相关的水库管理规章制度,为防汛应急管理提供支撑和保障。水库管理部门要与水库管理单位签订水库安全管理责任书,确保责任到人。汛期水库管理人员要落实值班巡查制度,做好水库水情记录,加强水库大坝安全监测及工程异常情况记录报告等日常维护管理工作。遭遇较大暴雨、洪水、台风时,应按规定坚守岗位,昼夜值班,增加巡查次数,发现隐患险情及时报告并做好应急处置工作。

二要高度重视病险水库和正在除险加固水库的安全度汛工作。要按照分级负责的原则,就水库的度汛隐患逐一落实处理措施,限期完成。一时难以处理的,要认真落实应急预案,必要时要降低水库运行水位直至空库运行,确保安全度汛。跨汛期施工的除险加固项目要落实施工围堰等临时工程的度汛预案和应急抢险方案。要切实加强水库除险加固基建管理,严格履行基建程序,认真执行“三制”,加强计划和资金管理,确保施工质量。各地要认真汲取新疆八一水库垮坝教训,以此为戒,坚决杜绝此类事件的再次发生。此外,水库管理单位和除险加固的项目法人要切实做好竣工验收、蓄水试运行和防汛交接等工作,严格交接手续。

三要认真做好租赁、承包和个体所有的水库防汛管理工作。要切实加强对严重影响下游防洪安全并实施了租赁、承包和个体所有水库的防汛管理。要按照分级负责的原则,明确这些水库的防汛行政责任人、政府管理部门、汛期水库管理单位的具体防汛职责以及日常管理、工程维护等方面的安全责任,防止在防汛工作衔接和防汛责任制落实上出现疏漏。要认真做好这类水库管理人员的业务培训工作,提高水库的工程管理和防洪调度水平。

四要保证水库各项度汛准备工作及时到位。各地要在主汛期来临之前,深入细致地对所有水库进行再检查,切实做到责任、队伍、方案、物料和报警五落实。对于发现的问题要集中力量、限期整改并备案留察。要结合实际情况及时修订完善水库度汛应急方案,尤其要做好重大险情的抢护方案和下游群众的紧急转移方案。预案一旦确定,就要不折不扣执行,逐项逐条落实具体措施,明确责任,确保到位。位于地震多发区的水库要未雨绸缪,制定相应的抗震救灾预案。要落实水库防汛抢险队伍,加强抢险技术培训,切实提高抢险队伍的应变和实战能力。在防汛物资方面,要根据实际情况有针对性地在水库集中储备一定数量的抢险物资,确保一旦发生险情能调得出、用得上。

(三)明确职责,严格执行水库汛期调度运用方案

汛期水库运行要严格执行经批准的调度运用方案,服从有管辖权的防汛指挥机构的调度指挥和监督。任何单位和个人不得干扰水库的防洪调度运用,不得擅自在汛期限制水位以上蓄水。遇紧急情况时,有管辖权的防汛指挥部应按照兴利服从防洪的原则对水库实施统一调度,下级防汛指挥部要坚决服从上级防汛指挥部的指挥和调度。地方各有关部门在防汛工作中要顾全大局,严守纪律,坚持局部利益服从全局利益,坚持团结治水。这要作为一条严肃的纪律,严格执行。

(四)科学防控,进一步发挥水库防洪与兴利综合效益

水库承担着防洪与兴利的双重任务。随着社会经济的发展,水库的防洪任务越来越重,兴利要求也越来越高,不仅要满足日益增长的水资源需求,还要在恢复与改善生态环境、稳定河势和控导工程等方面发挥重要作用。绝大部分中小型水库分布在农村,水库安全度汛和灌溉、供水等兴利效益的发挥直接关系到农村稳定、农业增产和农民增收。有限的库容既要留足防洪库容迎汛保安,又要蓄水兴利,特别是在北方干旱地区,水库防洪与供水、灌溉、发电等之间的矛盾非常突出。这是当前水库安全度汛面临的一个突出问题,必须正确对待。

处理防洪与兴利关系要紧紧把握“以人为本,确保人民群众生命安全”这一基本原则。“皮之不存,毛之焉附”,离开水库自身的安全,水库兴利效益的发挥就无从谈起,更何况水库溃坝后带来的人民群众生命损失是无法补偿的。处理防洪与兴利矛盾的落脚点要放在“科学防控”上,不断提高水库调度的科技水平。要切实加强相关的基础工作,深入研究水旱灾害发生的特点和规律,充分利用已建成的水库雨水情测报系统、防洪调度系统、大坝安全观测系统等科技手段,综合权衡效益、损失和风险,制定科学合理的调度方案。水库实时调度中要以水库大坝安全为前提,以批准的调度运用方案为依据,充分听取专家意见,科学决策。各级政府和防汛抗旱指挥部要根据新时期水利工作的特点和要求,按照由控制洪水向洪水管理转变、由单一抗旱向全面抗旱转变的防汛抗旱工作新思路,在实践中不断总结经验教训,切实加强水库与堤防、分蓄洪区联合调度、水库自身优化调度、水库库(坝)群联合调度等方面的探索和研究,充分发挥包括水库在内的水利与防洪工程体系的防洪减灾与兴利作用。科学防控,不断提高水库调度的科技水平,将成为今后一个时期内我国大型和重点中型水库安全度汛的中心工作。

(五)统一指挥,充分发挥政府防汛指挥部的职能作用