目标生态需求下的梯级水库生态衔接水位指标构建及运用方式初探

以金沙江中游梯级水库为研究对象，利用许多水生生物对流量和水位均有较高要求这一特征，提出一种在水库坝下生态控制断面处设置生态衔接水位，利用相邻水库的部分衔接关系，形成生态衔接水位与生态流量联动响应机制，以满足目标生态需求的方法。该方法以生态控制断面的水位满足生态衔接水位为目标，通过上下游梯级水库联合调控，可实现生态流量的控制从固定值转变为动态调整。根据金沙江鱼类产卵特性及对水生生境的特定需求，选取金中河段分布于各梯级库尾的鱼类作为目标鱼类，以其生存繁殖所需的水深、流速、水温为目标生态需求。根据目标鱼类产卵期所需水深条件，构建尾水河段的适宜淹没水深和坝下生态衔接水位指标。以鱼类可产卵河段长度最大、适宜区间距坝下最近两种典型情形为例，分别计算了满足适宜淹没水深的河段长度、起点终点。此外，结合目标鱼类产卵的流速和水温需求，进行生态调度模拟，确定了最适宜开展生态调度的时机为6月下旬，在该时段开展生态调度可更好地发挥梯级水库群的生态效益，最后论证了在相邻梯级间不同位置处灵活运用该方法的可行性。     

管渠结合的梯级泵站扬程优化分配研究

密云水库调蓄工程是保证北京市区供水安全的一项关键工程，极大程度地缓解了北京市水资源供需紧平衡状态。为实现工程的经济运行，以密云水库调蓄工程后三级泵站（郭家坞、雁栖、溪翁庄）为研究对象，基于水力学模型建立梯级泵站扬程优化分配模型，采用IAPSO优化算法对模型进行求解。结果表明：对于管渠结合的梯级泵站输水系统，在不同输水流量下，梯级泵站的扬程优化方案较实际运行方案相比效率可提高5.2%；梯级间水力损失和泵站转速会对优化结果有较大的影响。该研究可为梯级泵站经济运行提供行之有效的运行方案，保证梯级泵站输水系统的安全经济运行。     

梯级水库中长期仿天然水文情势的生态流量多目标调度

针对现有研究较少从水文情势角度开展梯级水库中长期生态流量调度的现状,基于场景缩减（SBR）技术推求的仿天然水文情势生态流量过程,以梯级水库下泄流量与生态流量的动态时间规整（DTW）距离最小为生态目标,以梯级水库发电量最大为发电目标,构建梯级水库多目标生态流量调度模型,并采用“参数模拟-优化”思路求解,选择金沙江中游梨园、阿海、金安桥、龙开口、鲁地拉和观音岩6座梯级水库,对1953-2015年的旬径流资料开展分析研究,为梯级水库中长期生态流量调度提供参考。结果表明,推求的仿天然水文情势生态流量具有明显的季节性波动和上下游断面量级差异特征;相较梯级水库原调度方案,优化调度方案可通过径流调节,改善梯级水库中长期生态和发电效益,在不影响生态目标的状态下,可增加511亿kW·h的发电量,相应增幅为1.35%;在不影响发电目标的情况下,可减少134 253的DTW距离,相应降幅为3.85%。     

金沙江下游梯级电站汛期及蓄水期调度策略研究

金沙江下游乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝四座水电站是长江防洪体系的重要组成部分。乌东德和白鹤滩水电站的建成运行，一方面使防洪调度的灵活性大大提高，另一方面也使得四座水库如何配合才能充分发挥梯级综合效益的问题变得更加复杂。以金沙江下游乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝梯级电站为研究对象，构建梯级电站优化调度模型，采用非线性规划和改进逐步优化混合算法求解，并基于长系列来水分析了梯级电站汛期及蓄水期的优化调度策略。结果表明：不同的来水条件下梯级电站呈现出不同的水库运用差异，若来水整体偏枯，则乌东德、溪洛渡、向家坝先释放防洪库容，白鹤滩后释放防洪库容；若来水前期偏枯后期偏丰，则乌东德、溪洛渡先释放防洪库容，白鹤滩、向家坝后释放防洪库容；若来水前期偏丰后期偏枯，则乌东德、白鹤滩、溪洛渡先释放防洪库容，向家坝后释放防洪库容；若来水整体偏丰，则乌东德、白鹤滩先释放防洪库容，溪洛渡、向家坝后释放防洪库容；四库防洪库容的运用随来水特征呈现出不同的分配比例。来水占比与梯级释放防洪库容占比呈现出较强的线性相关关系，通过线性拟合函数可以估计出各月的梯级防洪库容释放量。研究成果可为金沙江下游梯级电站的调度提供参考。     

基于流固耦合效应的梯级泵站输水管道振动特性分析

为解决管道结构固有振动特性分析中选取高精度流固耦合模型的方法问题,以景电工程中梯级泵站输水管道为研究对象,运用附加质量法和直接耦合法原理,建立不同的流固耦合模型,对其进行固有模态特征提取,并将求解结果与SSI法模态辨识结果对比。结果表明:直接耦合法模型的结果与SSI法辨识结果吻合得较好,最大误差为3.62%,同阶次的计算精度均优于附加质量模型,频率间隔小,弥补了附加质量模型出现的模态缺失现象;直接耦合模型的计算结果在模拟阶数和精度方面都优于附加质量模型,能较好地反映管道结构的固有振动特性,可在复杂管系结构的动力特性分析中应用。