梯级水库联合调度泥沙数学模型软件（简称：CRSTS）V1.0

任务来源：

技术领域：水文水资源

技术来源：该软件获得了计算机软件著作权登记证书，登记号2013SR118525，著作权人：长江水利委员会长江科学院。 　

技术原理

以长江上游溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库为例，对该技术进行介绍。针对溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库与干支流河道组成的复杂河网系统建立基于树状河网的梯级水库联合调度泥沙数学模型，模型由水动力模块、泥沙输移模块、水库调度模块组成。以枢纽工程为界，将计算范围划分成3个计算河段，每个计算河段的非恒定流水沙计算可按一般单一水库处理。以溪洛渡和向家坝枢纽工程为内边界，将溪洛渡水库库尾—三峡坝址的长江干流和部分主要支流作为一个整体，结合三个枢纽拟定的调度方式，将水库调度和水沙计算完全耦合在一起，实现梯级水库联合调度与泥沙冲淤的一体化同步联合计算。

技术特色

（1）为树状河网模型。
（2）可进行多水库同步冲淤计算。
（3）具有水库自动调度功能。
（4）计算范围具有可扩展性。
（5）为全沙模型。
（6）可在计算过程中“自动”实现上下游水库之间的水沙衔接。
（7）具有联合调度功能。

技术指标

（1）可进行梯级水库洪水演进和河床冲淤模拟计算，可输出任意断面任意时刻的水位、流量、含沙量和冲淤面积等，可给出各河段各时段的冲淤量结果；
（2）软件开发的硬件环境：CPU主频大于1GHz，内存大于1G，硬盘容量在2G以上的计算机，该软件开发的软件环境：Windows操作系统（Windows XP/2000/7/8），该软件编程语言及版本号：Fortran Power Station 4.0、Intel Fortran。

应用范围及前景

该软件的推出，可广泛应用于梯级水库联合调度泥沙冲淤数值模拟计算。国内目前大约有近百家从事水库泥沙数值模拟研究的单位，如大专院校、部委及省市下属的各公益水利科研院所等，梯级水库联合调度泥沙数学模型软件均较为缺乏，国外同行同类软件亦较少见。因此，该软件面临明显的行业需求，且将大为提高梯级水库联合调度泥沙冲淤数值模拟工作的效率、精度和自动化程度。
该模型软件能够解决现有技术无法真实反映梯级水库联合调度影响，且流域梯级水库中各水库分开计算后操作过程复杂、计算效率低等问题。该软件目前已在“金沙江溪洛渡、向家坝水库与三峡水库联合调度研究”等项目研究中得到了成功应用。
典型应用案例：
（1）水库群水沙联合调度对策研究。
开展长江上游干支流梯级水库泥沙冲淤长期预测计算，研究干流大型梯级水库泥沙淤积初步平衡时间。开展长江上游梯级水库汛期泥沙调度方式研究，提出长江上游梯级水库汛期泥沙联合调度方案。
（2）金沙江溪洛渡、向家坝水库与三峡水库联合调度研究。
根据研究提出的梯级水库泥沙联合调度方案，利用建立的梯级水库联合调度泥沙数学模型，进行长时期库区泥沙淤积计算，分析联合调度方案对各库区泥沙淤积及各水库长期使用的影响，并在此基础上提出有利于梯级水库群长期使用的泥沙联合调度建议。
（3）长江上游控制性水库优化调度方案编制。
采用长江上游梯级水库联合调度泥沙数学模型，开展长江上游梯级水库防洪联合调度对泥沙冲淤影响计算研究，从有利于水库减淤的角度，研究提出合理可行的水库群联合防洪调度方案。
结合上游梯级水库设计运行方式，计算分析上游各梯级水库汛期蓄水对水库泥沙淤积的影响，针对上游不同来水来沙情况，研究减少对水库泥沙淤积影响的水库蓄水方式；从防洪安全、减少泥沙淤积等角度，开展梯级水库群蓄水方案评估，提出满足防洪安全和兴利效益发挥的梯级水库群联合蓄水方案。
计算分析梯级水库汛前消落期不同联合调度方案对水库冲淤及三峡水库库尾减淤调度影响，研究提出协调泥沙、防洪及水资源利用等方面需求的长江上游梯级水库汛前消落期调度方案。

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