金沙江下游梯级水库运行期设计洪水及汛控水位

熊丰; 郭生练; 陈柯兵; 尹家波; 刘章君; 钟逸轩; 洪兴骏

doi:10.14042/j.cnki.32.1309.2019.03.010

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金沙江下游梯级水库运行期设计洪水及汛控水位

熊丰, 郭生练, 陈柯兵, 尹家波, 刘章君, 钟逸轩, 洪兴骏

文章导航 > 水科学进展 > 2019 > 30(3): 401-410

熊丰, 郭生练, 陈柯兵, 尹家波, 刘章君, 钟逸轩, 洪兴骏. 金沙江下游梯级水库运行期设计洪水及汛控水位[J]. 水科学进展, 2019, 30(3): 401-410. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.03.010

引用本文:

XIONG Feng, GUO Shenglian, CHEN Kebing, YIN Jiabo, LIU Zhangjun, ZHONG Yixuan, HONG Xingjun. Design flood and control water levels for cascade reservoirs during operation periodin the downstream Jinsha River[J]. Advances in Water Science, 2019, 30(3): 401-410. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.03.010

Citation:

XIONG Feng, GUO Shenglian, CHEN Kebing, YIN Jiabo, LIU Zhangjun, ZHONG Yixuan, HONG Xingjun. Design flood and control water levels for cascade reservoirs during operation periodin the downstream Jinsha River[J]. Advances in Water Science, 2019, 30(3): 401-410. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.03.010

金沙江下游梯级水库运行期设计洪水及汛控水位

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.03.010

1.
武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室, 湖北武汉 430072;
2.
江西省水利科学研究院, 江西南昌 330029;
3.
长江勘测规划设计研究有限责任公司, 湖北武汉 430010

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51879192）；国家重点研发计划资助项目（2018YFC1508001）

详细信息

作者简介:
熊丰(1993-),男,湖北黄冈人,博士研究生,主要从事水文分析计算研究。E-mail:fxiong07@whu.edu.cn

通讯作者:
郭生练,E-mail:slguo@whu.edu.cn

中图分类号: TV122.3

Design flood and control water levels for cascade reservoirs during operation periodin the downstream Jinsha River

1.
State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan 430072, China;
2.
Jiangxi Provincial Institute of Water Sciences, Nanchang 330029, China;
3.
Changjiang Institute of Survey, Planning, Design and Research, Wuhan 430010, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China (No.51879192) and the National Key R&D Program of China (No.2018YFC1508001).

摘要: 研究探讨梯级水库运行期设计洪水计算理论和方法，实现防洪和发电效益最大化。采用t-Copula函数建立各分区洪水的联合分布，通过蒙特卡罗法和遗传算法（GA）推求金沙江下游梯级水库的最可能地区组成；分析计算各水库运行期的设计洪水及汛控水位。结果表明：①最可能地区组成结果合理可靠，可为梯级水库运行期设计洪水的分析计算提供依据；②金沙江下游梯级水库受上游水库调蓄影响显著，向家坝水库1 000年一遇设计洪峰15 400 m³/s（35%），3 d、7 d和30 d洪量的削减量（削减率）分别为35.6亿m³（33%）、70.2亿m³（30%）和85.0亿m³（11%）；③在不降低防洪标准的前提下，下游各水库在运行期汛控水位相比汛限水位可适当抬高，白鹤滩、溪洛渡和向家坝水库的汛控水位（汛限水位）分别为788.82 m（785 m）、570.67 m（560 m）和371.36 m（370 m），汛期年均发电量分别增加2.1%、6.1%和1.4%，年增发电量17.1亿kW·h。
- 梯级水库 /
- 运行期 /
- 设计洪水 /
- 最可能地区组成 /
- t-Copula函数 /
- 汛控水位
Abstract: This study proposes a design flood estimation method for cascade reservoirs during operation period to maximize the comprehensive benefits both for flood control and hydropower generation.The joint probability distributions of floods occurring at all sub-basins are established using the multivariate t-Copula function. The most likely regional composition is derived using the Monte Carlo simulation and the Genetic Algorithm (GA) methods. The design floods as well as the flood limited water levels of the Wudongde-Baihetan-Xiluodu-Xiangjiaba cascade reservoirs duringoperation period are analyzed. It is shown that:① The results of the most likely flood regional composition are reasonable and can offer a meaningful reference for the analysis of design flood estimation for cascade reservoirs.② The design floods of downstream reservoirs are significantly influenced by the operation of upstream reservoirs. The 1000-year design flood peak,3 d,7 d and 30 d design flood volumes at Xiangjiaba reservoir significantly decrease by 15 400 m³/s (35%),3.56 billon m³(33%),7.02 billon m³(30%) and 8.50 billion m³(11%),respectively.③ The obtained flood control water levels of downstream reservoirs are slightly higher than flood limited water levels but without reducing the original flood prevention standards. The flood control water levels (flood limited water levels) of Baihetan,Xiluodu and Xiangjiaba reservoirs during operation period are 788.82 m(785 m)、570.67 m(560 m) and 371.36 m(370 m),which can increase the hydropower generation by 2.1%,6.1% and 1.4%,respectively,and in total 1.71 billion kW·h annually.
- cascade reservoirs /
- operation period /
- design flood /
- most likely composition /
- t-Copula /
- flood control water level

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[2]	赵高磊, 林玲, 蒲迅赤, 梁瑞峰, 李克锋. 梯级水库水温影响的极限 . 水科学进展, 2020, 31(1): 120-128. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.01.013
[3]	郭生练, 熊立华, 熊丰, 尹家波. 梯级水库运行期设计洪水理论和方法 . 水科学进展, 2020, 31(5): 734-745. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.05.010
[4]	丁晶, 何清燕, 覃光华, 李深奇, 张泽慧. 论水库工程之管运洪水 . 水科学进展, 2016, 27(1): 107-115. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.01.012
[5]	李永, 裴伟征, 李嘉, 李克锋, 朱明. 嵌入水安全调控因子的短期梯调优化模型 . 水科学进展, 2014, 25(1): 130-138.
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[7]	叶长青, 陈晓宏, 张丽娟, 庞园, 张家鸣. 变化环境下武江超定量洪水门限值响应规律及影响 . 水科学进展, 2013, 24(3): 392-401.
[8]	梁忠民, 郭彦, 胡义明, 汤春义. 基于copula函数的三峡水库预泄对鄱阳湖防洪影响分析 . 水科学进展, 2012, 23(4): 485-492. doi: CNKI:32.1309.P.20120614.2158.008
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金沙江下游梯级水库运行期设计洪水及汛控水位

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.03.010

1. 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室, 湖北武汉 430072;

2. 江西省水利科学研究院, 江西南昌 330029;

3. 长江勘测规划设计研究有限责任公司, 湖北武汉 430010

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51879192）；国家重点研发计划资助项目（2018YFC1508001）

作者简介:
熊丰(1993-),男,湖北黄冈人,博士研究生,主要从事水文分析计算研究。E-mail:fxiong07@whu.edu.cn

通讯作者: 郭生练,E-mail:slguo@whu.edu.cn

收稿日期: 2018-07-11
刊出日期: 2019-06-25

中图分类号: TV122.3

关键词:

运行期 /

摘要: 研究探讨梯级水库运行期设计洪水计算理论和方法，实现防洪和发电效益最大化。采用t-Copula函数建立各分区洪水的联合分布，通过蒙特卡罗法和遗传算法（GA）推求金沙江下游梯级水库的最可能地区组成；分析计算各水库运行期的设计洪水及汛控水位。结果表明：①最可能地区组成结果合理可靠，可为梯级水库运行期设计洪水的分析计算提供依据；②金沙江下游梯级水库受上游水库调蓄影响显著，向家坝水库1 000年一遇设计洪峰15 400 m³/s（35%），3 d、7 d和30 d洪量的削减量（削减率）分别为35.6亿m³（33%）、70.2亿m³（30%）和85.0亿m³（11%）；③在不降低防洪标准的前提下，下游各水库在运行期汛控水位相比汛限水位可适当抬高，白鹤滩、溪洛渡和向家坝水库的汛控水位（汛限水位）分别为788.82 m（785 m）、570.67 m（560 m）和371.36 m（370 m），汛期年均发电量分别增加2.1%、6.1%和1.4%，年增发电量17.1亿kW·h。

English Abstract

Design flood and control water levels for cascade reservoirs during operation periodin the downstream Jinsha River

1. State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan 430072, China;

2. Jiangxi Provincial Institute of Water Sciences, Nanchang 330029, China;

3. Changjiang Institute of Survey, Planning, Design and Research, Wuhan 430010, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China (No.51879192) and the National Key R&D Program of China (No.2018YFC1508001).

Received Date: 2018-07-11
Publish Date: 2019-06-25

Keywords:

Abstract: This study proposes a design flood estimation method for cascade reservoirs during operation period to maximize the comprehensive benefits both for flood control and hydropower generation.The joint probability distributions of floods occurring at all sub-basins are established using the multivariate t-Copula function. The most likely regional composition is derived using the Monte Carlo simulation and the Genetic Algorithm (GA) methods. The design floods as well as the flood limited water levels of the Wudongde-Baihetan-Xiluodu-Xiangjiaba cascade reservoirs duringoperation period are analyzed. It is shown that:① The results of the most likely flood regional composition are reasonable and can offer a meaningful reference for the analysis of design flood estimation for cascade reservoirs.② The design floods of downstream reservoirs are significantly influenced by the operation of upstream reservoirs. The 1000-year design flood peak,3 d,7 d and 30 d design flood volumes at Xiangjiaba reservoir significantly decrease by 15 400 m³/s (35%),3.56 billon m³(33%),7.02 billon m³(30%) and 8.50 billion m³(11%),respectively.③ The obtained flood control water levels of downstream reservoirs are slightly higher than flood limited water levels but without reducing the original flood prevention standards. The flood control water levels (flood limited water levels) of Baihetan,Xiluodu and Xiangjiaba reservoirs during operation period are 788.82 m(785 m)、570.67 m(560 m) and 371.36 m(370 m),which can increase the hydropower generation by 2.1%,6.1% and 1.4%,respectively,and in total 1.71 billion kW·h annually.

引用本文:

Citation:

XIONG Feng, GUO Shenglian, CHEN Kebing, YIN Jiabo, LIU Zhangjun, ZHONG Yixuan, HONG Xingjun. Design flood and control water levels for cascade reservoirs during operation periodin the downstream Jinsha River[J]. Advances in Water Science, 2019, 30(3): 401-410. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.03.010

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金沙江下游梯级水库运行期设计洪水及汛控水位

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.03.010

作者简介: 熊丰(1993-),男,湖北黄冈人,博士研究生,主要从事水文分析计算研究。E-mail:fxiong07@whu.edu.cn

通讯作者: 郭生练,E-mail:slguo@whu.edu.cn

Design flood and control water levels for cascade reservoirs during operation periodin the downstream Jinsha River

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金沙江下游梯级水库运行期设计洪水及汛控水位

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.03.010

1. 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室, 湖北武汉 430072; 2. 江西省水利科学研究院, 江西南昌 330029; 3. 长江勘测规划设计研究有限责任公司, 湖北武汉 430010

作者简介: 熊丰(1993-),男,湖北黄冈人,博士研究生,主要从事水文分析计算研究。E-mail:fxiong07@whu.edu.cn

通讯作者: 郭生练,E-mail:slguo@whu.edu.cn

English Abstract

Design flood and control water levels for cascade reservoirs during operation periodin the downstream Jinsha River

1. State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan 430072, China; 2. Jiangxi Provincial Institute of Water Sciences, Nanchang 330029, China; 3. Changjiang Institute of Survey, Planning, Design and Research, Wuhan 430010, China

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作者简介:
熊丰(1993-),男,湖北黄冈人,博士研究生,主要从事水文分析计算研究。E-mail:fxiong07@whu.edu.cn

通讯作者:
郭生练,E-mail:slguo@whu.edu.cn

1. 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室, 湖北武汉 430072;

2. 江西省水利科学研究院, 江西南昌 330029;

3. 长江勘测规划设计研究有限责任公司, 湖北武汉 430010

作者简介:
熊丰(1993-),男,湖北黄冈人,博士研究生,主要从事水文分析计算研究。E-mail:fxiong07@whu.edu.cn

1. State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan 430072, China;

2. Jiangxi Provincial Institute of Water Sciences, Nanchang 330029, China;

3. Changjiang Institute of Survey, Planning, Design and Research, Wuhan 430010, China