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闹德海水库汛期库水位与排沙联合调度研究

作　者: 张立武
导　师: 王国利
学　校: 大连理工大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: 闹德海水库分类洪水汛限水位动态控制水沙联合控制
分类号: TV697.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

阐述了多泥沙河流水库泥沙淤积、水库排沙及运行方式和水库水沙联合调度的研究现状,并强调指出了我国水库汛期水位与排沙联合调度中仍存在的问题；以闹德海水库为工程背景,研究了基于闹德海水库入库洪水分类原则的出库水沙关系；针对闹德海水库汛期排沙与防洪和兴利蓄水存在的突出矛盾,通过对不同起调水位和相应防洪约束的调洪演算,提出动态提高闹德海水库汛期控制的上限水位和相应的洪水控制规则；然后运用动态提高汛限水位后的水库运行规则模拟了水库泥沙冲淤状况,最后对提高汛限水位后产生的效益和风险进行了定量分析。本文研究的主要内容如下：(1)在深入分析闹德海历史出入库洪水资料的基础上,提出了基于入库洪水多因素分类原则的出库水沙关系。本文定性分析了影响出库水沙关系的主要影响因素,选用不同的影响因素建立了六个方案,并优化确定模拟效果最好的水沙关系作为汛期水库水沙联合调度的基础。(2)从GFS (Global Forecast System, USA)数值降雨预报、短期洪水预报以及闹德海水库完善的水雨情自动测报系统等几方面,论述了动态提高闹德海水库汛限水位的可行性；从不同起调水位对各频率设计洪水进行调洪演算,在满足现有防洪约束的前提下,将水库汛限水位提高到177.5m,并给出了实用性较强的防洪调度规则。(3)模拟计算在推荐的汛期水位与排沙实时动态控制方案下出库泥沙量及库内泥沙量的变化。利用第三章提出的出库水沙关系,针对闹德海水库汛限水位与排沙联合控制方案,对历史洪水进行出库水沙模拟,以反映联合动态控制后的水库泥沙冲淤变化。(4)分析了闹德海水库动态提高汛限水位后的兴利蓄水效益和生态效益,并论证了动态提高汛限水位后并没有额外增加水库的防洪风险。最后对本文的研究工作进行了总结,并指出需要进一步研究的问题。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
1 引言  9-16
  1.1 研究的目的与意义  9
  1.2 国内外研究现状  9-14
    1.2.1 水库泥沙淤积问题研究现状  9-11
    1.2.2 水库排沙及运行方式研究现状  11-12
    1.2.3 水沙联合调度发展现状  12-14
  1.3 研究中存在的问题及发展趋势  14
  1.4 本文研究内容  14-16
2 闹德海水库工程概况及基本资料  16-25
  2.1 流域概况  16
  2.2 水库枢纽概况  16-17
  2.3 水库特征参数  17-20
  2.4 水库现行的防洪调度规则  20
  2.5 水库的运行状况  20-23
    2.5.1 水库的控制运用状况  20
    2.5.2 水库的泥沙淤积状况  20-23
  2.6 本章小结  23-25
3 闹德海水库出库水沙关系研究  25-39
  3.1 出库水沙关系分析的基本思路  25-26
  3.2 单因素分析方案  26-33
    3.2.1 不分类洪水条件下的水沙关系模拟  26-27
    3.2.2 不同起调水位下的水沙关系模拟  27-30
    3.2.3 以洪水总量划分的水沙关系模拟  30-33
  3.3 多因素分析方案  33-37
    3.3.1 洪水总量和洪水地区组成下的水沙关系模拟  33-34
    3.3.2 洪水总量、洪水地区组成和洪水涨落期的水沙关系模拟  34-35
    3.3.3 洪水总量、洪水地区组成、洪水涨落期和洪水年内发生次序的水沙关系模拟  35-37
  3.4 出库水沙关系模拟的基本结论  37-38
  3.5 本章小结  38-39
4 闹德海水库动态提高汛限水位研究  39-47
  4.1 提高汛限水位的可能性  39-41
  4.2 闹德海水库汛限水位动态控制上限推求  41-44
    4.2.1 设计洪水过程  41-43
    4.2.2 调洪演算及结果  43-44
    4.2.3 调洪结果的合理性分析  44
  4.3 汛期上限水位和相应的控制规则  44-45
  4.4 动态提高汛限水位的可行性和风险分析  45-46
  4.5 本章小结  46-47
5 水库水沙联合调度研究  47-60
  5.1 推荐的汛期水位控制上限和控制规则  47
  5.2 动态提高汛限水位后的出库水沙调节  47-48
  5.3 水沙联合调度方案的可行性分析  48-58
  5.4 水库水沙联合调度的效益分析  58
  5.5 本章小结  58-60
结论  60-62
参考文献  62-64
附录1 推荐的出库水沙关系的模拟规则  64-66
附录2 调洪成果图  66-74
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  74-75
致谢  75-76

闹德海水库汛期库水位与排沙联合调度研究

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