梯级橡胶坝工程应急调度方案的优化设计

摘要

极端暴雨洪水给流域防洪调度带来了巨大考验,依靠单个水库独挑蓄泄重任已不能满足防洪要求,亟需探讨在突发汛情时梯级坝工程的联合应急调度方案。为此,以优化理论为指导,以梯级坝泄流时间最短为目标函数,依据坝群的运行原则,设定各库区的水位、流量等约束条件,综合考虑橡胶坝的塌落时刻及塌落速度(时长),建立梯级坝联合调度优化模型。基于梯级橡胶坝工程实例,模拟计算出坝群在不同洪水频率(1%、2%、10%)下的优化调度方案。结果表明,多变量分析模型(塌落时刻与塌落速度均为决策变量)的设计方案要比单一变量(塌落速度一定)时至少提前10 min完成泄流;在满库的情况下,研究对象中1#—6#级坝体自下而上最快可在75 min内完成腾容迎汛任务,且P=1%的洪水安全调度时限(从调度开始时刻到洪峰抵达工程段上游时刻所隔的时间)严格控制在90 min以内,比常规控制法缩短了至少30 min非必要的时间损耗。梯级坝联合调度优化模型可结合具体洪水量级与工程参数,科学规划各级橡胶坝的塌落方式,加快泄洪进程。尤其是当暴雨中心临近工程段上游时,相应的汇流时间短,优化模型的设计方案能确保梯级水库在较短洪水预见期内安全泄流。