枢纽发电、泄洪、通航运行及联合优化调控技术

长江中上游特大型水利枢纽发电、泄洪、航运等运行工况与近坝河道水力过程有着密切的动力关系，如何解释枢纽运行动态行为间复杂水力耦合机理，探索枢纽发电-泄洪-通航联合安全调度与风险控制方法，是亟待解决的关键科学与技术问题。为此，本书研究枢纽近坝区一、二和三维耦合水力学模型，提出枢纽运行水力过程和水流动态响应的精细化数值模拟方法，揭示枢纽发电、泄洪、通航、拦排漂等行为产生的近坝区上下游水力耦合响应方式、规律和水力特征，建立枢纽发电-泄洪-通航联合调度模型，提出模型多目标并行协同优化方法；结合现场试验、数值分析与场景模拟等设计方法，研发自适应主动水力一体拦导清（排）治漂浮排装备，建立枢纽多维动态调控智能决策平台。本书可作为水文学与水资源、水利工程等专业的高年级本科生、研究生以及相关领域的教学、科研与工程技术人员的参考书和工具书。

第1章绪论
1.1枢纽水力学数学模型问题
1.2枢纽发电、泄洪、通航联合优化调度问题
1.3水库优化调度发展回顾
1.4水库通航优化调度发展回顾
1.4.1水利工程中水力要素测量方法的研究进展
1.4.2通航评估方法的研究进展
1.5枢纽库面拦排漂及安防技术与装备
参考文献
第2章枢纽水力学数学模型及求解算法
2.1枢纽水力学数学模型
2.1.1河道一维水力学数学模型
2.1.2平面二维水流数值模型
2.1.3紊流模拟模型
2.1.4河道水质数学模型
2.2水力学数学模型求解方法
2.2.1有限差分法
2.2.2有限体积法
2.3水力学数学模型的应用
2.3.1有限差分法在一维和二维水流模拟中的应用
2.3.2有限体积法在洪水演进中的应用
2.4本章小结
参考文献
3.1多供水需求下水库多年调节策略
3.1.1入库径流特征
3.1.2基于EEMD-AR的水库年径流随机模拟
3.1.3多供水需求下水库中长期优化调度
3.1.4水库多年调节策略及其影响因素
3.2大型枢纽发电-通航水力耦合模型及响应
3.2.1电站调峰对河道通航的影响分析及调控策略
3.2.2枢纽发电对引航道及口门区通航运行条件的影响
3.3耦合多安全约束的梯级水电站运行多目标优化调控模型
3.3.1梯级水电站运行多目标优化调控模型
3.3.2模型求解步骤和调控准则提取方法
3.3.3模型应用实例
3.4本章小结
参考文献
第3章枢纽运行水力耦合响应特性
第4章枢纽发电-泄洪-通航联合优化调度
4.1枢纽短期发电计划编制
4.1.1短期发电计划编制方法
4.1.2发电量优选数学模型
4.2枢纽发电调度算法
4.2.1动态规划算法
4.2.2逐步优化算法
4.2.3粒子群算法
4.3枢纽发电-泄洪-通航运行风险
4.3.1机组安全及稳定运行风险
4.3.2非恒定流的表征及其对航运的影响
4.3.3枢纽水力运行安全参数量化
4.3.4水库下游航运条件
4.3.5泄洪隧洞水力特性数值模拟
4.4本章小结
参考文献
第5章枢纽发电、泄洪、通航联合优化调控模型
5.1水库通航能力评估方法
5.1.1二维河道水动力模型
5.1.2枢纽通航能力评估方法
5.2水库发电-通航多目标优化调度
5.2.1水库短期发电-通航模型
5.2.2模型求解算法和求解步骤
5.2.3水库多目标模型求解框架
5.3实例分析：向家坝水库多目标优化调度
5.3.1向家坝水库水利工程概况
5.3.2向家坝水库引航道水力学模型
5.3.3向家坝水库引航道水力学模拟结果
5.3.4向家坝水库发电-下游通航调度模型结果
5.3.5向家坝水库发电-上、下游通航调度模型结果
5.4金沙江下游梯级水库群航运条件
5.4.1溪洛渡—向家坝梯级水电站概况
5.4.2航运效益评价方式
5.5金沙江下游梯级水库群发电-航运优化调度模型
5.5.1目标函数
5.5.2约束条件
5.6梯级水库群多目标优化调度求解算法
5.6.1遗传算法
5.6.2蚁群算法
5.6.3基于遗传算法的改进多目标蚁群算法
5.7实例分析：溪洛渡-向家坝梯级水库群多目标优化调度
5.7.1梯级电站发电-航运优化调度模型求解流程
5.7.2实例计算
5.8枢纽发电、泄洪、通航联合优化调度
5.8.1模拟工况
5.8.2对称流和非对称流模拟结果
5.9本章小结
参考文献
第6章枢纽库面拦排漂及安防技术与装备研发
6.1工程漂浮物调研
6.1.1三峡库区漂浮物调研
6.1.2葛洲坝漂浮物调研
6.1.3向家坝漂浮物调研
6.1.4黄河三门峡漂浮物调研
6.1.5工程主要清漂方式及问题分析
6.1.6漂浮物主要特性
6.2漂浮物治理水力学模型试验
6.2.1三峡坝区治漂试验
6.2.2水力一体治漂方式
6.3水力一体治漂装备开发及应用
6.3.1三峡水力一体治漂浮排试验
6.3.2三门峡电站水力一体治漂浮排试验
6.3.3汉江碾盘山电站拦漂排设计
6.3.4其他工程水力一体治漂方案
6.4本章小结
参考文献