抽水蓄能電站水沙調(diào)度方案的模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、為了研究蒲石河抽水蓄能電站二期工程泥沙調(diào)度方案,對(duì)多個(gè)方案的水庫淤積損失、過機(jī)沙量、取水口附近的泥沙淤積和水流流態(tài),進(jìn)行了水庫沖淤研究.蒲石河下水庫泥沙淤積計(jì)算采用一、二維嵌套數(shù)學(xué)模型,即除了采用一維數(shù)學(xué)模型進(jìn)行全水庫的泥沙沖淤、過機(jī)含沙量和總沙量的計(jì)算外,還在取水口附近4.5km河段采用二維泥沙數(shù)學(xué)模型計(jì)算,以便進(jìn)一步研究取水口附近河段的淤積分布和取水口口門處的含沙量狀況.所用二維數(shù)學(xué)模型經(jīng)過了小孤山子站實(shí)測(cè)流速、含沙量斷面分布資料的

2、驗(yàn)證.上水庫的泥沙淤積也增加了抽放水計(jì)算.水工設(shè)計(jì)中采取加大下水庫閘門泄洪能力的措施,水文專業(yè)設(shè)計(jì)了全流域范圍內(nèi)興建水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)和下游水情預(yù)警系統(tǒng),以保證調(diào)度方案可行.在一維數(shù)學(xué)模型計(jì)算中考慮了兩種一、二期工程的銜接方案,每種銜接方案又分別計(jì)算了五種降低水位運(yùn)行的方案,即保持全年庫水位不變、保持汛期庫水位不變、和在洪水來臨時(shí)把庫水位降到65、64、63、62米等;每種方案又比較了兩種起調(diào)流量(1000和500m<'3>/s),總共進(jìn)

3、行了20個(gè)方案的比較計(jì)算.根據(jù)電網(wǎng)發(fā)展實(shí)際情況,一、二期工程的銜接方案采用一期建成1 5年后建成二期工程的方案.采用模糊集理論優(yōu)化分析方法,劃分了淤積量、過機(jī)泥沙、操作難度、蓄水風(fēng)險(xiǎn)四個(gè)子系統(tǒng),對(duì)一維模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析,每個(gè)方案都統(tǒng)計(jì)了十個(gè)指標(biāo)以供模糊優(yōu)化分析.從分析計(jì)算結(jié)果看,在大洪水時(shí)降低庫水位的運(yùn)行方案可以明顯減少有效庫容的淤積,水位降得越低則減淤效果越好,但同時(shí)加大了過機(jī)沙量.同時(shí)分析了建立流域水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)(降低了蓄水風(fēng)險(xiǎn)

4、)、下游預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)(降低了下游居民生活的危險(xiǎn)),以及優(yōu)化機(jī)組參數(shù)和制造材料對(duì)調(diào)度方案的影響(增強(qiáng)了機(jī)組的耐磨性,延長(zhǎng)了機(jī)組的大修周期).優(yōu)選結(jié)果為155、157、159三個(gè)方案,即洪水來臨時(shí)把庫水位降到64、63、62米方案比較優(yōu).為了進(jìn)一步分析取水口附近流態(tài)等因素,采用模糊優(yōu)選法優(yōu)選的1 55、157、159三個(gè)方案進(jìn)行二維計(jì)算.通過劃分取水口上游淤積、取水口淤積和流態(tài)、過機(jī)泥沙三個(gè)子系統(tǒng),對(duì)三個(gè)方案的二維計(jì)算結(jié)果采用模糊集理論優(yōu)化

5、分析,結(jié)論是155方案,即洪水來臨時(shí)把庫水位降到64米方案為最優(yōu)方案.該方案50年有效庫容淤積量為41 8×10<'4>m<'3>,36年有效庫容淤積量為280×10<'4>m<'3>,分別占有效庫容的17.7﹪和11.8﹪,也可以承受.因此該階段推薦155方案為最優(yōu)泥沙調(diào)度方案,建議在運(yùn)行階段設(shè)計(jì)中結(jié)合下游防洪要求進(jìn)一步研究更為合理的運(yùn)行方案.二維計(jì)算結(jié)果及物理模型試驗(yàn)成果表明,在取水口口門附近由于流速較小,泥沙容易淤積,并且上游的沙