抽水蓄能電站水沙調度方案的模糊優(yōu)化設計研究.pdf

1、為了研究蒲石河抽水蓄能電站二期工程泥沙調度方案,對多個方案的水庫淤積損失、過機沙量、取水口附近的泥沙淤積和水流流態(tài),進行了水庫沖淤研究.蒲石河下水庫泥沙淤積計算采用一、二維嵌套數學模型,即除了采用一維數學模型進行全水庫的泥沙沖淤、過機含沙量和總沙量的計算外,還在取水口附近4.5km河段采用二維泥沙數學模型計算,以便進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.所用二維數學模型經過了小孤山子站實測流速、含沙量斷面分布資料的

2、驗證.上水庫的泥沙淤積也增加了抽放水計算.水工設計中采取加大下水庫閘門泄洪能力的措施,水文專業(yè)設計了全流域范圍內興建水情自動測報系統(tǒng)和下游水情預警系統(tǒng),以保證調度方案可行.在一維數學模型計算中考慮了兩種一、二期工程的銜接方案,每種銜接方案又分別計算了五種降低水位運行的方案,即保持全年庫水位不變、保持汛期庫水位不變、和在洪水來臨時把庫水位降到65、64、63、62米等;每種方案又比較了兩種起調流量(1000和500m<'3>/s),總共進

3、行了20個方案的比較計算.根據電網發(fā)展實際情況,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、過機泥沙、操作難度、蓄水風險四個子系統(tǒng),對一維模型計算結果進行分析,每個方案都統(tǒng)計了十個指標以供模糊優(yōu)化分析.從分析計算結果看,在大洪水時降低庫水位的運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,但同時加大了過機沙量.同時分析了建立流域水情自動測報系統(tǒng)(降低了蓄水風險

4、)、下游預警預報系統(tǒng)(降低了下游居民生活的危險),以及優(yōu)化機組參數和制造材料對調度方案的影響(增強了機組的耐磨性,延長了機組的大修周期).優(yōu)選結果為155、157、159三個方案,即洪水來臨時把庫水位降到64、63、62米方案比較優(yōu).為了進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、159三個方案進行二維計算.通過劃分取水口上游淤積、取水口淤積和流態(tài)、過機泥沙三個子系統(tǒng),對三個方案的二維計算結果采用模糊集理論優(yōu)化

5、分析,結論是155方案,即洪水來臨時把庫水位降到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)泥沙調度方案,建議在運行階段設計中結合下游防洪要求進一步研究更為合理的運行方案.二維計算結果及物理模型試驗成果表明,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