The invention provides an ecological dispatching method for cascade power plants based on the effect of supersaturated TDG on fish. The steps are as follows: 1) simulating the temporal and spatial distribution of supersaturated TDG of the actual discharge scheme of the target cascade power station, drawing the distribution map of fish lethal risk degree; 2) changing the discharge operation structure in the actual discharge scheme, and following steps The first step is to draw the distribution map of fish lethal risk degree; the third step is to compare the distribution map of fish lethal risk degree; the second step is to select the discharge scheme with a larger safety area as the optimal scheme for the discharge structure; the fourth step is to change the duration of single discharge in the actual discharge scheme and draw the fish-induced risk according to the operation of the first step. Distribution of death risk degree; Comparing steps93
【技术实现步骤摘要】
基于过饱和TDG对鱼类影响的梯级电站生态调度方法
本专利技术属于对水利工程生态调度
，涉及一种基于过饱和TDG对鱼类影响的梯级电站生态调度方法。
技术介绍
水坝泄水过程中，大量空气被卷吸进入泄洪水流并随之进入坝下消能池内。由于消能池内气体承压急剧增大，气体溶解度较常压下显著增加，导致大量气体溶解，在水流流出消能池进入下游河道后，气体溶解度随周围环境压力的减小而降低，但由于过量的溶解气体很难短时间内完全释放回到大气，从而导致总溶解气体(TotalDissolvedGas，简称TDG)过饱和。过饱和TDG在水坝下游河道内的释放过程缓慢，TDG过饱和水流将在较大范围内长时间存在。若鱼类长时间持续暴露于TDG过饱和水体中，易患气泡病甚至死亡，对流域生态环境产生严重的不利影响。高坝工程水坝泄水TDG过饱和对鱼类的不利影响则更为显著。目前，流域水电开发以梯级电站开发方式为主，上游梯级泄水产生的TDG过饱和水体输移至下游梯级的坝前，并通过发电引水进入下一梯级，流域梯级电站的建设会造成显著的TDG过饱和累积影响。例如，根据2008年澜沧江流域观测结果，漫湾水坝泄水时产生的T...
【技术保护点】
1.基于过饱和TDG对鱼类影响的梯级电站生态调度方法，其特征在于步骤如下：(1)选定需要进行生态调度的梯级电站作为目标梯级电站，搜集目标梯级电站中各级电站的实际泄水调度方案，包括搜集泄洪流量、发电流量、泄洪时间以及和泄洪建筑物信息；(2)对目标梯级电站的实际泄水调度方案的过饱和TDG时空分布进行模拟，并绘制实际泄水调度方案对应的鱼类致死风险程度分布图；(3)改变目标梯级电站的实际泄水调度方案中的泄水运行建筑物，形成泄水建筑物筛选调度方案，然后对泄水建筑物筛选调度方案的过饱和TDG时空分布进行模拟，并绘制泄水建筑物筛选调度方案对应的鱼类致死风险程度分布图；(4)比较步骤(2)...
【技术特征摘要】
1.基于过饱和TDG对鱼类影响的梯级电站生态调度方法，其特征在于步骤如下：(1)选定需要进行生态调度的梯级电站作为目标梯级电站，搜集目标梯级电站中各级电站的实际泄水调度方案，包括搜集泄洪流量、发电流量、泄洪时间以及和泄洪建筑物信息；(2)对目标梯级电站的实际泄水调度方案的过饱和TDG时空分布进行模拟，并绘制实际泄水调度方案对应的鱼类致死风险程度分布图；(3)改变目标梯级电站的实际泄水调度方案中的泄水运行建筑物，形成泄水建筑物筛选调度方案，然后对泄水建筑物筛选调度方案的过饱和TDG时空分布进行模拟，并绘制泄水建筑物筛选调度方案对应的鱼类致死风险程度分布图；(4)比较步骤(2)、(3)中所得鱼类致死风险程度分布图，选择鱼类致死风险程度分布图中鱼类安全区域范围更大的泄水调度方案对应的泄水建筑物方案作为泄水建筑物优选方案；(5)改变目标梯级电站的实际泄水调度方案中单次泄水持续时间开展非连续泄水，形成泄水方式筛选调度方案，然后对泄水方式筛选调度方案的过饱和TDG时空分布进行模拟，并绘制泄水方式筛选调度方案对应的鱼类致死风险程度分布图；(6)比较步骤(2)、(5)中所得鱼类致死风险程度分布图，选择鱼类致死风险程度分布图中鱼类安全区域范围更大的泄水调度方案对应的泄水方式筛选调度方案作为泄水方式优选方案；(7)将目标梯级电站的实际泄水调度方案中的泄水建筑物和泄水方案改变为步骤(4)和(6)中的泄水建筑物优选方案和泄水方式优选方案，即得到目标梯级电站的生态调度方案；步骤(2)、(3)、(5)中，绘制各调度方案对应的鱼类致死风险程度分布图的方法为：①调查梯级电站流域范围内的鱼种类，确定梯级电站流域范围内的各类鱼暴露于各不同TDG过饱和环境下的半致死时间；②根据步骤(2)、(3)、(5)中调度方案中过饱和TDG时空分布情况，确定典型河流断面的TDG饱和度以及相应的持续时间，将各典型断面上TDG饱和度持续时间与对应TDG饱和度下的半致死时间进行比较，判断该区段内的鱼类是否能够安全存活，进而确定鱼类致死风险程度，作出鱼类致死风险程度分布图。2.根据权利要求1所述基于过饱和TDG对鱼类影响的梯级电站生态调度方法，其特征在于目标梯级电站包括两级电站，步骤(2)中对目标梯级电站的实际泄水调度方案中过饱和TDG时空分布进行模拟包括以下步骤：①上级电站泄水过饱和TDG生成模拟根据实际泄水调度方案，采用过饱和TDG生成模型对上级电站泄水产生的TDG饱和度进行模拟，得到上级电站坝下TDG饱和度随时间变化曲线；②下级电站库区过饱和TDG输移释放模拟根据实际泄水调度方案，采用深水库区立面二维过饱和TDG输移释放模型对下级电站库区过饱和TDG的输移释放进行模拟，得到下级电站库区典型时刻TDG饱和度分布图；③下级电站泄水过饱和TDG生成模拟根据实际泄水调度方案，采用过饱和TDG生成模型对下级电站泄水产生的TDG饱和度进行模拟，得到下级电站坝下TDG饱和度随时间变化曲线；④下级电站坝下河段过饱和TDG输移释放模拟根据实际泄水调度方案，采用纵向一维非恒定流水温耦合过饱和TDG输移释放模型对下级电站坝下河段过饱和TDG的输移释放进行模拟，得到下级电站坝下河段TDG饱和度随时间分布图。3.根据权利要求2所述基于过饱和TDG对鱼类影响的梯级电站生态调度方法，其特征在于步骤(3)中，构建泄水建筑物筛选调度方案时，仅改变目标梯级电站的上级电站的实际泄水调度方案中的泄水运行泄洪建筑物，根据泄水建筑物筛选调度方案，重复权利要求2的步骤①～④的操作对泄水建筑物筛选调度方案中过饱和TDG时空分布进行模拟。4.根据权利要求3所述基于过饱和TDG对鱼类影响的梯级电站生态调度方法，其特征在于步骤(5)中，构建泄水方式筛选调度方案时，通过改变改变目标梯级电站的实际泄水调度方案中单次泄水持续时间开展非连续泄水，根据泄水方式筛选调度方案，重复权利要求2的步骤①～④的操作对泄水方式筛选调度方案中过饱和TDG时空分布进行模拟。5.根据权利要求2至4之一所述基于过饱和TDG对鱼类影响的梯级电站生态调度方法，其特征在于，过饱和TDG生成模型如式(1)所示，式(1)中，Gs(％)为消能池出口TDG饱和度，hr(m)为消能池出口水深，hd(m)为消能池内水垫厚度，Gs0(％)为消能池内气体过溶生成的TDG饱和度，式(2)中，ΔP(mH2O)为掺气水流入水滞点处的相对压强，P0(mH2O)为当地大气压，Geq(％)为平衡饱和度，取值为100％，tR(s)为水体在承压系统内的滞留时间，式(3)中，Fr1为水流入水断面处弗劳德数，hk(m)为坝下总水深，l0(m)和l(m)分别为水流入水点距消能池上游边墙距离和消能池长度，g＝9.81m/s2。6.根据权利要求2至4之一所述基于过饱和TDG对鱼类影响的梯级电站生态调度方法，其特征在于，纵向一维非恒定流水温耦合过饱和TDG输移释放模型方程由第一水动力学方程、第一水温方程和过饱和TDG输移释放方程组成，第一水动力方程见式(4)～(5)，式(4)～(5)中，A(m2)为过水面积，Z(m)为水位，Q(m3/s)为流量，U(m/s)为断面平均流速，Sf为水力比降，R(m)为水力半径，n为粗糙系数；第一水温方程如式(6)所示，式(6)中，T(℃)为水温，为移流产生的热变化率，为离散产生的热变化率，为表面热交换率，Cp(...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢晶莹，马倩，冯镜洁，李然，成晓龙，唐磊，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51
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