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为适应经济发展新常态,开创长江中部地区全面崛起新局面,我国大力推进“长江经济带发展”战略的实施。随着流域城镇化、工业化的快速发展,长江中下游各省市工业、农业、生活等用水需求不断增加,非汛期来流量不满足供水需求。长江流域水库群是世界上规模最大的巨型水库群,由于其调蓄库容大,从而为开展水库群联合调度工作,解决下游供水需求提供了可能。因此,本文以长江中上游7个支流流域和29个水库为研究对象,开展面向下游五省一市供水需求的联合供水调度研究,主要内容如下:
(1)开展长江中上游流域径流特征及供需矛盾分析。根据1956-2012年的历史径流资料,确定29个水库在五种典型年工况下的来流量,将其作为梯级水库群中长期调度模型的输入,然后采用Mann-Kendall趋势检验法对来流量变化趋势进行分析,结果表明金沙江、长江上游干流、大渡河流域来流量呈上升趋势,雅砻江、岷江、嘉陵江、乌江和长江中游干流流域来流量呈下降趋势。
(2)构建长江中上游梯级水库群多目标优化调度模型。根据下游五省一市的供水需求,构建以供水过程中三峡断面缺水量最小、流域梯级水电站群总发电量最大、流域水库群调度期末总蓄水量最大为优化目标的数学模型,并采用NSGA-Ⅱ算法和Pareto优选进行模型求解。采用上述模型对长江中上游梯级水库群进行流域整体优化调度和流域单独优化调度计算,结果表明流域整体优化调度相对流域单独优化调度在发电量上有较大优势,来流作为影响流域调度结果的主要因素,决定了流域供水、发电和蓄水状态。
(3)开展长江中上游典型流域判定及弹性调度空间补偿策略研究,同时开展考虑径流不确定性的梯级水库群补偿供水调度策略研究。根据不同典型情境下的流域整体优化调度与流域单独优化调度结果,选取受补偿供水影响最大的流域作为典型流域,对其进行弹性调度空间分析,提出长江中上游梯级水库群补偿调度策略。考虑径流不确定性,开展三种典型情景下的长江中上游梯级水库补偿调度计算研究,制定补偿供水调度策略。
(1)开展长江中上游流域径流特征及供需矛盾分析。根据1956-2012年的历史径流资料,确定29个水库在五种典型年工况下的来流量,将其作为梯级水库群中长期调度模型的输入,然后采用Mann-Kendall趋势检验法对来流量变化趋势进行分析,结果表明金沙江、长江上游干流、大渡河流域来流量呈上升趋势,雅砻江、岷江、嘉陵江、乌江和长江中游干流流域来流量呈下降趋势。
(2)构建长江中上游梯级水库群多目标优化调度模型。根据下游五省一市的供水需求,构建以供水过程中三峡断面缺水量最小、流域梯级水电站群总发电量最大、流域水库群调度期末总蓄水量最大为优化目标的数学模型,并采用NSGA-Ⅱ算法和Pareto优选进行模型求解。采用上述模型对长江中上游梯级水库群进行流域整体优化调度和流域单独优化调度计算,结果表明流域整体优化调度相对流域单独优化调度在发电量上有较大优势,来流作为影响流域调度结果的主要因素,决定了流域供水、发电和蓄水状态。
(3)开展长江中上游典型流域判定及弹性调度空间补偿策略研究,同时开展考虑径流不确定性的梯级水库群补偿供水调度策略研究。根据不同典型情境下的流域整体优化调度与流域单独优化调度结果,选取受补偿供水影响最大的流域作为典型流域,对其进行弹性调度空间分析,提出长江中上游梯级水库群补偿调度策略。考虑径流不确定性,开展三种典型情景下的长江中上游梯级水库补偿调度计算研究,制定补偿供水调度策略。