基于渠化的嘉陵江航电联合调度的研究.pdfVIP

北京太学数字中国研究院“为新基金”研究报告 基于渠化的嘉陵江航电联合调度研究 张文江囊鹛 (日川大学水利水电学院，日川成都610065) 在“为新基金”的资珊下，本研究结台嘉陵江渠化特点及梯级航电丌发．参考水库联台调度的 成熟方案．探讨了嘉瞳江梯级航电枢纽的调度方法。 1、引言 嘉陵江起源于秩西，流经日肃、四川、重庆汇入长江干流，全长1119公里．为长江第-大立流 是交通部规划的水运主通道，也是国家战备航道．是长江上游水土保持、环境保护的重要生态屏障。 其中．广元至重庆739I皿j丑航河流。嘉陵江属拙型的Ih区河流，河流比降太，滩多水急．洪抽水位 变幅太，难以整治．严重制约了航运发展。为充分发挥嘉陵江的作用，探索内河航运开发建设新模 式，N)tl省在1998年提出嘉陵扛“综台利用、航电结合．滚动开发、发展航运”的思路，得到水利、 水电部门和沿江政府的大力支持。由交通、水利、水电和重庆市有关音B门共同编制了《嘉陵扛渠化 2公 开发规划报告》，嘉陵江广元至重庆共规划相互衔接怕梯级16级．槊化后，将缩短航道里程50 500吨级船队可从广兀直达上海。嘉陵江这条山 里．全￡E6828公里航道达到Ⅲ、Ⅳ级航道标准，2x 区河流滩多流急的现状将从根本L得到改变，成为_条拖载量大、安全系数高、运输成本低、通讯 及其它配套设施完善的内河高等级航道。 基金项目，为新基金(No：w08sDol 图1嘉陵江位置图 水库优化调度根据水库承担的综合利用任务，运用水库的调蓄能力，莺新分配水资源的时空分 布，达到兴利、除害的目的。位于同一河流，存在密切水力联系的多个水库构成梯级水库群，通过 联合调度可实现水文补偿和库容补偿。水库调度或联合调度，分实现防洪、发电、航运、牛态、灌 溉等单目标或多目标综合，而航电联合调度则侧重考虑发电效益和航运能力及安全两个目标约束。 并且，人工渠化后的河道在河流动力系统方面发生非常大的变化，其流速、水头比降变化会改变河 道行洪能力、航运能力。因此，尽管天然河流的航电联合调度方案具有一定参考意义，但渠化河道 航电联合调度要求允分考虑河道动力系统的变化特征。 本文综合前人研究成果，提出基于数字流域平台的渠化河流航电联合调度方案，利用数字流域 平台的详尽流域空间信息，利用空间分布式模型进行流域及河道洪水模拟，并“优化一拟合一再优化一 随机仿真”航电联合调度方案。即先建立梯级水库群优化调度模型，通过确定性动态规划优化得到 最优样本；然后采用多元线性回归分析最优样本得到调度函数；并基于模拟调度结果修正调度函数； 最后采用水文随机模拟生成的径流系列进一步检验和评价调度幽数的效率。 基金项目：为新基金(No：W08SDOI) 圈2嘉陵江干漉规划梯叛示意囤 2、基于数字流域平台的航电联合调度 2．1数字流墙平台 基叠项目为新基金INo：WOgSD01) 数字流域，即流域基础地理空间信息、水文、气象、植被等要素的综合平台，并提供地表过程 及相关应用的模拟分析功能。流域河库联合调度，涉及到流域水文情势、河道水力动态、电力经济 等方面，要求详实的下垫面静态信息、水文气象等要素的实时动态变化，只有基于数字流域平台的 数据和功能支持，耦合航电联合调度系统，才能实现高效、实用的联合调度方案。 航电联合调度，需数字流域平台提供基本地理空间信息、植被、土壤等，以及实时的水文、气 象要素。通过水文模型提供河道水量信息的时空变化，为调度决策提供尽可能长的预见期。 2．2水库群的联接方式及其特点 根据河网系统的水文和水力联系，可将流域范围的水库群划分为三种方式：串联水库群、并联 水库群及混合水库群。这里讨论嘉陵江水系干流渠化后的航电联合调度，航电枢纽(即水库)之问 构成串联方式。 串联式水库群(梯