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

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

王德文[1]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

李文希[2]2015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探讨》文中提出水情自动测报系统是对水库水位进行自动化操控的关键性要素,对于水库水位的调度有着举足轻重的意义。所以对于基于水情自动测报系统的汛期运行水位控制方法进行深入探究是十分必要的。该文首先简要介绍了近年来汛限水位控制的普遍方法,然后重点分析了两种主流的汛期水位控制方法,并通过实例对比了这两种方法。

李腾, 鞠飞, 侯晓磊[3]2013年在《水情自动测报系统的汛期运行水位控制方法分析》文中认为日新月异的科学技术在水文部门的应用日渐成熟和广泛,水情自动测报系统就是典型的例子,它是水库的"千里眼",是水位调度自动化的重要组成部分,对于水位的控制有着至关重要的作用。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是十分必要的。通过对目前汛限水位控制的普遍方法进行分析比较,结合当前社会的发展和新科技的运用,探索出更适合新时代的汛期水位控制方法。

王德文, 李智录, 李亚娇[4]2004年在《基于水情自动测报系统的汛期运行水位控制方法研究》文中认为利用水情自动测报系统提供的降雨、流量等实测信息以及流域汇流时间、流域退水、入库洪水特性等统计信息,提出了基于流域汇流时间的汛期运行水位控制方法和基于水情自动测报系统的汛期运行水位控制方法,并用黑河流域实测资料进行了验证。结果表明,在防洪安全的前提下,两种控制方法都可抬高汛期运行水位,增加水库兴利效益。

张帜[5]2001年在《抽水蓄能电站水沙调度方案的模糊优化设计研究》文中进行了进一步梳理随着我国经济的发展,抽水蓄能电站在电网中的地位越来越重要。抽水蓄能电站在电网中可以调峰填谷,弥补火电站特别是核电站的不足;可以调频调相;在一些情况下还可充当紧急事故备用。发展抽水蓄能电站是解决电网调峰行之有效的手段。蒲石河抽水蓄能电站位于辽宁省宽甸满族自治县境内鸭绿江支流蒲石河上,是东北地区拟建的第一座大型抽水蓄能电站。蒲石河抽水蓄能电站二期工程,就其工程布置及施工安排,相当于一期工程的扩建工程。一、二期工程共用同一上、下水库,工程装机规模均为1200MW,总规模为2400MW。下水库是电站的水源,在王家街附近筑坝成库。根据电力系统的要求,该工程为日调节,即每天抽水一次(每天凌晨),发电两次(上午和晚上两次用电高峰期)。设计中存在泥沙淤积引起的库容永久损失问题。减少水库库容淤积损失,加大排沙量,会造成在发生洪水时期水库内含沙量加大,抽水时会有更多的泥沙过机,机组因泥沙而磨损。另外水库内泥沙淤积严重反过来也会加重泥沙过机。 为了研究蒲石河抽水蓄能电站二期工程泥沙调度方案,对多个方案的水库淤积损失、过机沙量、取水口附近的泥沙淤积和水流流态,进行了水库冲淤研究。蒲石河下水库泥沙淤积计算采用一、二维嵌套数学模型,即除了采用一维数学模型进行全水库的泥沙冲淤、过机含沙量和总沙量的计算外,还在取水口附近4.5km河段采用二维泥沙数学模型计算,以便进一步研究取水口附近河段的淤积分布和取水口口门处的含沙量状况。所用二维数学模型经过了小孤山子站实测流速、含沙量断面分布资料的验证。上水库的泥沙淤积也增加了抽放水计算。水工设计中采取加大下水库闸门泄洪能力的措施,水文专业设计了全流域范围内兴建水情自动测报系统和下游水情预警系统,以保证调度方案可行。 在一维数学模型计算中考虑了两种一、二期工程的衔接方案,每种衔接方案又分别计算了五种降低水位运行的方案,即保持全年库水位不变、保持汛期库水位不变、和在洪水来临时把库水位降到65、64、63、62米等;每种方案又比较了两种起调流量(1000和500m~3/s),总共进行了20个方案的比较计算。根据电网发展实际情况,一、二期工程的衔接方案采用一期建成15年后建成二期工程的方案。采用模糊集理论优化分析方法,划分了淤积量、过机泥沙、操作难度、蓄水风险四个子系统,对一维模型计算结果进行分析,每个方案都统计了十个指标以供模糊优化分析。从分析计算结果看,在大洪水时降低库水位的运行方案可以明显减少有效库容的淤积,水位降得越低则减淤效果越好,但同时加大了过机沙量。同时分析了建立流域水情自动测报系统(降低了蓄水风险)、下游预警预报系统(降低了下游居民生活的危险),以及优化机组参数和制造材料对调度方案的影响(增强了机组的耐磨性,延长了机组的大修周期)。优选结果为155、157、159叁个方案,即洪水来临时把库水位降到64、63、62米方案比较优。 抽水蓄能电站水沙调度方案的模糊忧化设计研究 为了进一步分析取水口附近流态等因素,采用模糊优选法优选的155、157、159叁个方案进行二维计算。通过划分取水口上游淤积、取水口淤积和流态、过机泥沙叁个子系统,对叁个方案的二维计算结果采用模糊集理论优化分析,结论是 155方案,即洪水来临时把库水位降到 64米方案为最优方案。该方案50年有效库容淤积量为418X10‘m’,36年有效库容淤积量为280X10‘m’,分别占有效库容的17.7%和门.8%,也可以承受。因此本阶段推荐155方案为最优泥沙调度方案,建议在运行阶段设计中结合下游防洪要求进一步研究更为合理的运行方案。 二维计算结果及物理模型试验成果表明,在取水口口门附近由于流速较小,泥沙容易淤积,并且上游的沙洲有逐渐淤高和向下游推移的趋势,对电站取水日可能产生一定影响。因此,在设计中应考虑清淤措施。

马斌[6]2005年在《基于信息技术的渭河流域水资源管理研究》文中提出在信息化时代水利事业面临新形势、新任务。水资源管理必须调整治水思路,转变治水方针,从工程水利向资源水利转变,从传统水利向现代水利、可持续发展水利转变。实现水资源管理信息化是这个历史进程中的重要内容之一。 本论文应用信息技术中的框架技术、中间件技术,结合网络技术、GIS技术、可视化技术,加之水资源开发利用专业知识,对渭河流域水资源管理中几个重要问题进行研究。论文研究依托:国家863项目“面向水利信息化平台建设的应用服务器中间件及其在国家防汛指挥系统工程中的应用”、国家自然基金资助项目“基于中间件系统服务平台的水资源调度管理模式研究”和陕西省自然基金资助项目“构件技术支持下的水资源调度管理模式研究”。 研究内容如下: 1) 基于中间件技术,建立渭河流域水资源管理数字信息系统框架——“数字渭河”。这是实现渭河水资源管理信息化的重要途径。“数字渭河”主要包括基础设施、应用系统、公用平台叁部分内容。把应用系统选定在服务平台之上,使渭河流域水利信息化建设有了技术保障。 2) 结合西安地区水资源调度管理实际,基于构件模式,把调度管理系统分布式组织,实现了多种需求的决策支持,用面向对象的思想方法把系统的客观实在抽象为对象并构件化;处理问题可视化,图形与数据统一,可以使系统动态仿真模拟;构件模式开放性的逐步扩充完善,将为由构件组建的应用平台增加内容。 3) 以水资源短缺风险评价为理论基础,研究渭河流域水资源短缺及引发的相关问西安理工大学博士学位论文题。分析流域水资源短缺的主要原因,提出水资源短缺应对技术措施,研究水资源风险调控策略。 4)运用水利信息化技术在渭河流域进行防灾减灾管理应用研究。洪灾是渭河流域可持续发展的障碍,对“洪水管理”己越来越引起了重视。依据防洪减灾决策理论,研究了防洪决策支持系统,提出了流域防洪减灾措施、防洪减灾系统结构与功能,并建立了石头河水库汛期运用方式决策支持系统框架. 5)泥沙问题是渭河治理的症结,泥沙处理得失是渭河治理成败的关键。根据渭河水沙条件的变化,结合网络技术、Gls技术、可视化技术、中间件技术以及水文泥沙信息资源,开发较完善的泥沙研究决策支持和可视化模拟仿真系统,并分析论证了渭河水沙量对宝鸡峡灌区水资源利用所产生的影响。 6)作为渭河支流域治理的范例,在洪水管理、水土保持、生态恢复的研究中引入GIS技术,以渭河支流域西安野生动植物园的防洪规划、水土保持以及生态恢复为实例,开发了实用 GIS系统。实现了图上操作的基本功能,为直观、方便、可视化的系统管理小流域提供了参考。 由于渭河水资源的管理涉及许多复杂问题,水利信息化建设正在开展,也越来越引起重视。在水利业务的各个方面应用现代信息技术是目前的应用研究方向。本论文的相关研究仅是开始,实现渭河水资源管理信息化、现代化还需要做大量上作。关键词:水资源管理、水利信息化、渭河流域、中间件技术注:本论文研究得到陕西省自然科学基金项目“基于构件技术的水资源调度管理”、国家自然科学基金项目“基于中间件系统服务平台的水资源调度管理模式研究”及国家863项目“面向水利信息化平台建设的应用服务器中间件及其在国家防汛指挥系统工程中的应用”的依托和资助.

杨晓华[7]2012年在《基于WEB的水库水情自动测报系统的研究与设计》文中研究表明水情信息是水利管理最重要的基础信息,是水文预报、水资源管理、防汛抗旱决策的主要依据。水情自动测报系统是一个自动采集、传输、处理水情信息的实时测报系统,可对水库流域内的水情、水文和气象数据,如雨量、流量、水位等,实时采集和处理,并通过无线的方式传输到水库的调度管理系统,由调度管理系统做出分析判断,提供数据显示、趋势曲线、洪水预警和报警等功能,从而提高水库运行和管理的决策水平。传统的水情自动测报系统都是对单个水库进行监测,并不能对大范围内的多个水库同时进行实时监控,不能够形成一个统一的网络。随着信息技术的不断发展和水库管理的全面自动化信息化,我们基于WEB和ASP.NET技术,完成了一个动态网站的设计,将现有的硬件设备与软件监控完美的结合起来,使水库监控变的规范化、网络化。这样客户端的管理者能够随时随地的查询和获取水库的实时信息,而不受时域和地域的限制,为决策者做出正确的调度决策提供可靠的依据。本文所开发的基于WEB的水库水情自动测报系统,对硬件部分做了详细设计,包括数据采集终端方案的制定,传感器、主控制单片机及其他设备的选型,通信网络的比较选择以及数据采集方式的确定。软件部分包括后台数据服务器软件的设计以及动态网页的开发。以微软公司的ASP.NET为开发平台,以Microsoft Visual Studio.NET2003为开发环境,C#为开发语言,SQL server2000为后台数据库,动态网站部分开发了用户登陆、新闻通知、水库实时信息查询、报表查询、预警管理、系统管理等6大模块,其中水库实时信息查询和报表查询为主要模块,预警查询在网站首页的预警台得以实现。客户端的用户可以通过实时查询看到当前时刻水库的雨情信息、水位信息和各种曲线图。报表查询包括日报表、月报表、年报表和水库基本信息报表,清晰地显示了降雨量、水位、平均降雨量及平均水位信息,通过报表不仅可以查看当前时刻的水情信息,还可以查阅历史记录信息。通过WEB技术实现的水库水情自动测报系统,实现客户端通过互联网浏览服务器上的数据,实现了水库水雨情信息查询的数字化、网络化,是水库实现全面自动化的一个重要部分,也是今后水利信息化发展的方向,论文阐述的系统可以方便的进行水雨情资料的查询、更新和维护,操作性强,灵活性强。

夏永成[8]2014年在《东义河流域水情自动测报系统设计与实现》文中进行了进一步梳理水情自动测报系统(以下简称系统)是在综合运用遥测、通信以及计算机、网络等先进科学技术,完成流域内水文、汛情、工情等水文重要参数的实时采集、以及处理和传输,提供服务于水利水电工程防洪以及兴利和优化调度的自动化测报系统。建设东义河流域水情自动测报系统是确保工程施工安全度汛、科学合理地分配水资源,充分解决发电与防洪矛盾,提高工程经济效益的重要手段之一,是梯级电站实现现代化管理的基本目标之一;是实现梯级水库联合调度和优化调度,最大限度地发挥流域水电工程的综合效益的需要。本论文正是针对东义河流域水电开发建设的需要,结合东义河流域特性,在开展东义河流域水情自动测报系统站点查勘以及通信信道测试等工作的基础上,对东义河流域水情自动测报系统的总体构架和功能进行设计、对遥测站网进行分析和布设、对通信方式和系统工作体制进行比选、对数据传输通信网络、供电和防雷接地等进行设计,同时,根据流域情况和梯级电站预报要求,对预报方案、中心站集成、遥测设备集成和计算机网络系统、数据库系统、数据接收处理系统、业务应用系统、信息发布系统提出设计方案。主要内容为:1.对东义河流域概况、气候特性、径流降雨洪水特性、工程概况进行调查分析,为水情自动测报系统设计收集整理基础资料。2.根据东义河流域水情自动测报系统设计的依据和设计原则,总结分析系统的主要功能需求,设计自动测报系统的总体结构和工作流程,确定系统各个子系统和总体实施方案。3.对系统测报范围进行论证,并在论证的基础上,结合网站布设原则,对遥测站进行布设。对遥测设备的选型和主要技术指标进行分析确定,并完成设备集成。4.论述水情预报方案的布置原则,对洪水传播时间进行分析,为全流域测报范围内各级电站坝(闸)址设计洪水预报方案,并根据当地流域特性提出合适的模型。5.对东义河流域水情自动测报系统水文采集子系统和信息传输子系统的设计提出要求,并确定子系统的功能和主要技术指标要求。在对目前水情自动测报系统领域中常用的数据传输方式进行分析比较并综合当地流域地形特性、经济发展等多方因素的基础上,为系统选用通信方式,提出采集的具体方案。6.针对中心站计算机网络系统、数据库系统、数据接收系统、数据处理系统、业务应用系统、信息发布系统等提出设计和功能要求,并对中心站网络设备以及系统软件提出选型和技术指标要求,在此基础上完成各系统的设计和开发要求,完成中心站网络设计和设备选型。

李玉荣[9]2002年在《公伯峡水电站洪水预报及控制研究》文中研究说明本论文主要研究公伯峡水电站洪水预报及控制,重点突出施工期,建立适合于该流域的洪水预报调度决策支持系统,为公伯峡水电站的施工渡汛提供服务。论文取得的主要成果如下: (1)对公伯峡流域进行水文站网的布设,确定站点共17个,其中水文站1个,水位站4个,雨量站12个。中心站1个。 (2)流域单元的划分。根据自然流域将公伯峡区间流域分成6个单元。 (3)流域水文预报模型的建立。用霍顿下渗曲线和纳须瞬时单位线分别对单元流域进行产汇流计算;采用马斯京根矩阵解法进行河道洪水演算,将单元流域洪水演算到坝址,作出施工洪水预报。 (4)采用卡尔曼滤波模型和最小二乘法模型,进行洪水预报误差的实时校正,以提高预报精度。 (5)分析了黄河干流及支流隆务河流达时间,估算公伯峡水电站洪水预报的预见期,施工期约为8小时。 (6)编制了施工期洪水调度和预警方案。通过方案实施,保证施工安全。 (7)开发洪水预报调度决策支持系统。系统开发面向对象,界面友好,实用性强。

冯伟[10]2012年在《山西汾河水库水情自动测报系统的改进开发》文中研究说明水情自动测报系统是减少洪涝灾害有效的一种非工程措施,改进水情测预方法、提高预报精度、实施洪水预报调度,对保护国家和人民群众的财产安全,建设和谐社会,都具有极为重要的意义。在深入研究国内外洪水预报技术进展以及水情测预报主要版块洪水预报模型在半干湿地区发展的基础上,本文着重分析了干旱半干旱地区水情测预报系统,针对汾河水库现有的水情测报系统提出改进和开发新思想。本文根据汾河流域的水文地质条件,汾河水库控制流域的特性,结合汾河水库早期建立的洪水预报系统,硬件设备的更新和通信技术的成熟,提出改进水情测报系统的必要性。科技的发展,根据一号文件的精神,进一步加强水情测报站的建立,为了提高预报的精度,汾河水库上游新建了多处雷达遥测水位站。各个雨量监测和水位流量监测系统的通讯方式采用比较成熟的GPRS/CDMA方式,将数据实时传输到水库数据采集中心站。各个现地站点配置GPRS/CDMA通讯模块,永远在线组网方式及时收集实时水情数据。为了不在单一的水文模型下预报洪水,本文选用叁水源新安江模型和二水源新安江模型作为流域预报模型,用计算机VB语言把两个不同的模型写在一个洪水预报界面,快速的在多模型的基础下预报,能够直观显示不同地质条件下两种模型的预报结果。为汾河水库寻找合适水文预报模型做进一步铺垫。本研究针对不同水源预报模型进行了分析比较,根据典型年实测水情资料,带入相应测报模型中,模拟了结算结果,并和实测入库和出库径流量做了曲线拟合,从图中叁水源模拟最大流量要比二水源模型较好,且整体相对二水源模型更平稳。但本论文的模拟,模型的整体参数不能敲定,必须要求用更多的年份水情资料来分析,寻找最优值使预报结果尽量接近入库洪水的实际,产生的偏差尽可能小。以期所开发的新系统在干旱半干旱地区进行水情测预报作业时,能够以满意的效果回报。

参考文献:

[1]. 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

[2]. 基于水情自动测报系统的水库汛期运行水位控制方法探讨[J]. 李文希. 科技资讯. 2015

[3]. 水情自动测报系统的汛期运行水位控制方法分析[J]. 李腾, 鞠飞, 侯晓磊. 黑龙江水利科技. 2013

[4]. 基于水情自动测报系统的汛期运行水位控制方法研究[J]. 王德文, 李智录, 李亚娇. 西安理工大学学报. 2004

[5]. 抽水蓄能电站水沙调度方案的模糊优化设计研究[D]. 张帜. 大连理工大学. 2001

[6]. 基于信息技术的渭河流域水资源管理研究[D]. 马斌. 西安理工大学. 2005

[7]. 基于WEB的水库水情自动测报系统的研究与设计[D]. 杨晓华. 山东农业大学. 2012

[8]. 东义河流域水情自动测报系统设计与实现[D]. 夏永成. 电子科技大学. 2014

[9]. 公伯峡水电站洪水预报及控制研究[D]. 李玉荣. 西安理工大学. 2002

[10]. 山西汾河水库水情自动测报系统的改进开发[D]. 冯伟. 太原理工大学. 2012

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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
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