三峡水库优化调度实践与思考.docx

《三峡水库优化调度实践与思考.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三峡水库优化调度实践与思考.docx（17页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、三峡水库优化调度实践与思考目录前言1 .对水库库容管理的理解21.1.水晚悔容管理的充要性21.2. 水库曲容管理的关撼问题2I.3.XS彳J*i1.1.i.i.1.1.1.1.1.i.i.1.1.1.1.1.i.i.1.1.1.1.1.i.i.1.1.1.1.1.i.i.1.1.1.1.1.i.i-1-I-.31.4. 运行管理信息化31.5. 多目标调度31.6.J,a*a*a*a*a*a*”-31.7. 库容智然化管理需求32 .三嫉水库库容智您化管理关键感加技术42.1. 水沙多要素在规感知技术42. 1.1.降雨量、水位白切感知”一”-”-”-.43. 12.攵44. 1.3.范沙实

2、时感知53,三峡水库库容智感化管理平台构建54 .防洪预报刑度管理平台61. 1.概述61.2$史*tj*斗1一一一一f-713.I窄I十-Fi1?I75 .三嫉水库优化调度研究86 .近年三峡水库优化调度实践成效IO6.1.概述106.2.抗旱供水116.3.航运调度116.1.4$t觅126.5j127 .联合调度重点关注问题138 .建议与思考17前言三峡工程是治理和开发长江的关键性骨干工程，是世界上规模最大的水利枢纽工程和综合效益最广泛的水电工程。工程于1993年开始施工准符，1994年12月14日正式开工。2003年三帙水库水位蓄至135m,工程开始发挥发电、航运效益；2006年比初

3、步设计进度提前1年进入156m初期运行期；2008年开始正常蓄水位175m忒验性耕水。2020年11月，三峡工程完成整体跛工验收，标志着工程建设任务全面完成,工程转入正常运行。三峡水库自2010年以来已有13年蓄至正常蓄水位175m。三峡工程的成功建设从根本上改变r长江中下游特别是荆江河段的防洪形势，极大减轻r下游地区的防洪压力，大幅度降低了防洪风险和成本，显著改变了川江航道通航条件，增加了宜昌卜.游枯水期流量，有力推动了长江经济带的快速发展。习近平总书记高度重视长江安澜.多次亲临长江视察，2023年10月在主持召开进一步推动长江经济带高质量发展座谈会上指出，努力建设安澜长江，科学把握长江水情

4、变化，坚持不涝同防同治，统筹推进水系连通、水湖涵养、水土保持，强化流域水工程统联合调度，加强跨区域水资源丰枯调剂,提升流域防灾战灾能力.为进一步做好新时期以三峡水库为核心的长江流域水工程调度工作提供了根本遵循。三峡工程关系到长江安澜，事关流域防洪安全、供水安全、粮食安全、生态安全、能源安全和绿色发展，开展三峡水库优化调度研究与实践，充分发挥三帙工程在长江治理与保护中的作用，对进一步支掠长江经济带高质量发展、改善流域生态环境、发挥工程综合效益意义重大1.对水库库容管理的理解1.1.水库库容管理的重要性库容作为水库运行管理的核心决策变量，其重婴性不言而喻。库容直接决定了水库的蓄水能力，进而关联到水

5、库的防洪、供水、生态保护以及发电等多方面功能的发挥。在防洪方面，合理的库容管理能够确保水库在暴雨洪水期间仃足够的谢蓄空间，减轻下游地区的防洪压力：在供水方面，库容的合理调度可以满足不同季节的用水需求，保障供水安全：在生态保护方面，库容管理能够维持水库水位的稳定，保护水生生物的生存环境，促进生态系统的平衡；在发电方面，库容调控可以优化水能资源利用效率，提高发电效益。对库容进行合理、高效的管理，是确保水库各项功能持续正常发挥的关键，是水库运行管理的重要任务.1.2.水库库容管理的关键问题近年来，气候变化和人类活动改变了流域极端水文气象事件演变规律。流域旱涝等灾害事件频发.尤其是21世纪以来，旱涝转

6、换十分频繁,旱涝出现次数远超以前,且旱涝程度加重，对水库功能的高效发挥提出更高要求.提高水库库容的管理水平，必须处理好如下几个关键问题.1.3.运行数据感知准确的运行数据感知是水库库容管理的基础，也是提高调度决策效率的前提。部分水库在运行数据感知方面存在不足，如感知体系不完善，监测手段落后，感知体系要素内容和覆盖范围不全面，下游预警内容缺乏，自动化、智能化程度低，水文监测设备老化、失效、损坏等。1. 4.运行管理信息化信息化是提升水库阵容管理效率和决策质量的关键,建立整合数据采集、分析、预测及决策支持的数字管理平台能提升抉策的效率和科学性。同时，应用大数据和机学习技术可以进一步为管理决策提供支

7、持。当前，部分水库管理还依赖纸质文档，信息系统资源有限且类型单，影响数据深度挖掘应用。此外，网络和服务器设备老化、基础设施薄弱等问题，限制/数据传辘能力和紧急情况下的远程会商决策能力。1.5. 多目标调度水库调度需考虑防洪、供水、航运、生态、发电等多种目标，应合理优化水资源配置以满足各方需求。随着气候变化对水资源的影响日益加剧，水库运行管理愈发需要考虑极端气候事件（如超标准洪水等）的应对策略，这需要依赖准确的天气预报、水文模型和有效的应急预案，水库管理单位与地方政府、应急管理部门的协作也至关IR要。然而，部分水库缺乏完善的风险评估和应急机制，限制了其对极端天气事件的应对能力。1. 6.库容维持

8、部分水库库区存在管理与保护边界模糊、监管不严、遭受非法侵占等问题，水库的保护区域难以得到有效划定和维护：水库的泥沙淤积问题也不容忽视，泥沙的积累会逐渐减少水库的兴利库容，降低水库的蓄水、防洪能力，严重影响水库安全运行和功能实现。1.7. 库容智慧化管理需求三峡工程初期运行后，为进一步促进三峡移民安稳致富，更好助力长江大保护，合理推进三峡库区高质员发展，国务院作出重大决策，讨论通过三峡后续工作规划3.针对三峡工程长期安全运行和持续发挥综合效益的需求，提出建立和完善由移民、生态环境,地质灾害与地震、工程运行等监测分系统组成的综合监测体系，提高在线监测能力，以综合信息服务平台为支撑，向相关部门、地方

9、政府和工程运行管理单位提供综合会商与决策支持服务，提高信息综合、快速响应、综合协调、协同管理和科学决键能力，满足:峡库区综合管理、科学研究和公众知情的需要，做到信息资源共享和综合分析利用.此外,“十四五”规划纲要和数字中国建设整体布局规划明确提出要构建以数字学生潦域为核心的智款水利体系，指明了智念水利建设方向。新一代“云物大帮移”（云计算、物联网、大数据、人工智能、移动互联网）信息技术驱动下，数字挛生水利建设是水利信息化发展的必然趋势。水利部发布r关于大力推进智越水利建设的指导意见智慈水利建设顶乂设计等系列文件，印发了数字季生流域建设技术大纲（试行数字享生水网建设技术导则（试行）6数字学生水利

10、工程建设技术导则（试行等指导性文件。2022年2月,水利部印发水利部关于开展数字挛生流域建设先行先试工作的通知3,明确在重要水利工程开展数字学生工程建设先行先试，并将三峡工程列为水利部本级组织落实的先行先试对象之一。推进实体工程与数字学生工程同步交互映像，将有效提升三峡工程综合管理能力，确保三峡工程长期稳定安全运行，更好地发挥三峡工程巨大综合效益。2.三峡水库库容智慧化管理关键感知技术库区动态监测、智能感知体系建设是精准掌控水库库容安全状况的必备手段。多年来，长江水文研发了大批适应三峡水库水沙等多要素感知需求的测验新技术、新方法，不断提升库容管理的数字化、网络化、智能化水平。2.1.水沙多要素

11、在线感知技术2. 1.1.降雨量、水位自动感知降雨量、水位是三峡水库科学调度的关键信息。长江水文成立初期，基本采用人工现场观测的方式收集降雨量、水位信息，效率极为低卜在数十年的建设攻关卜.，水文监测技术水平取得了长足的进步。2005年7月1日，长江水文在全国率先实现了流域内118个中央报汛站对降雨盘、水位信息的自动测报.如今，长江水文已实现流域内全部水文测站的降雨量、水位信息自动采集、固态存贮和实时传输。2.1.2.流量在线感知流量信息在线感知是三峡水库科学调度的基本要求。20世纪90年代初，长江水文在感潮河段的流量监测工作中率先引入走航式声学多普勒流速剂面仪（ADCP）,成功缩短重耍测站的测

12、潦历时，在部分河段实现了流量在线监测，取得显著成效。然而，在进一步应用的过程中，许多技术难题逐渐浮现，如高含沙量:水流导致高测量失败率、船只与仪器设备间的磁场干扰、河床“底沙运动”对测量误差的影响等，以及ADCP精度是否符合我国现行相关测验技术标准，都成为呕待应对的挑战.为此，自2002年起，长江水文在长江干流的多个关键站点（黄陵庙、宜昌、枝城、沙市、螺山、汉口、九江、大通、城陵矶等）陆续开展了声学多普勒技术的野外对比测试与开发研究，全面系统地研究走航式ADCP在长江流域的应用难点，并提供针对性的解决方案。这一研窕深入探讨J测量原理、底跟踪、GNSS和罗经校正、参数设置，以及不同测瞪模型的测量

13、误差对比等技术问题.为走航式ADCP流辰测脸规范的制定提供了科学依据。2. 1.3.泥沙实时感知入库泥沙的实时监测与预报是三峡水库科学管理的重要依赖.传统的悬移质含沙量测量方式存在数据滞后的问题，难以满足现代化管理的时效性要求。自2010年起，长江水文在多个测站实施了悬移质泥沙的实时监测与预报工作,为三峡水库的泥沙输移过程提供了及时的预测信息。然而，随着金沙江下游乌东德至向家坝梯级电站的蓄水运行，区间支潦逐渐成为一：块入库泥沙的主要来源，特别是在洪水期间，支流泥沙含量高且输沙集中。为应对这一新的挑战，长江水文自2017年起，在白鹤湖到宜昌主要干支流上的多个测站建立了海盖长江上游的泥沙实时报汛网

14、络，为三峡水库的泥沙预报和沙峰排沙调度提供可靠的数据支持。2. 2.库容快速感知技术自20世纪50年代起，长江水文便着手开展固定断面与水道地形的监测工作，针对诸多关键河段进行详尽的水道地形测绘、流速流向测验、分流分沙研究、河床演变监测以及泥沙运动观测等研究活动，为长江防洪、河道粽合治理及三峡、葛洲坝等水利枢纽的规划、设计、施工、运行等收集了丰宓的河道观测资料和分析研究成果。长江水文承担的长江三峡工程水文泥沙观测研究，与三峡工程设计同步开展，以一峡入库水沙条件、水库泥沙淤积、引航道泥沙淤积、变动回水区走沙规律及坝下游水文情势变化、河床冲淤与河势演变等为监测重点，贯穿于工程的论证期（1993年以前

15、）、设计与施工期（19932009年）、都水运行期（2010年及以后）等各个阶段，是三峡工程管理能力建设的重要组成部分，也是三峡工程正常运行、发挥综合效益的玳要基础.“十四五”期间，以应用5G通信、物联网、智能传感器等新技术提高监测能力、丰富监测内容为目的，长江水文重点创新水库、河道测绘技术.一方面研究无人机航测与水下地形自动结合测量方法，提i水库、河道测绘的效率：另一方面开展地面、水面三维扫描与水下机器人同步测场技术探索，实现陆地水卜.地形同步测量：开展基于多源卫星融合的观测研究，突破卫星消落带地形测验难题，进一步加强水库、河道测绘的时效性.3 .三峡水库库容智慧化管理平台构建着眼强化预报、预警、预演、预案“四预”能力，构建智能业务应用，以实现风险提前发现、预警提前发布、方案提前制定、措施提前实施“长江水文近年来全力打造一批水文智慧化业务平台，其中，自主研发门苏洪预报调度、泥沙减淤调度、库容计匏等管理平台.4 .防洪预报调度管理平台4.1.概述自20世纪50年代以来，长江流域洪水预报实现了从空白到完善、由局部至全面的飞跃式发展，逐渐迈向现代化