三峡水库139ｍ蓄水后排污口污染带特性分析——以云阳污水处理厂为例

通过对云阳县污水处理厂排污口污染带平水期和枯水期的水文、水质、污染负荷现场同步监测,采用二维污染带水质模型模拟计算污染带的影响范围,对岸边污染带及其污染指标CODMn、NH3-N、TP按不同水期和不同监测断面的污染带特性进行了分析,初步预测了三峡大坝在156 m和175 m蓄水后的污染带变化趋势。结果表明,三峡水库蓄水引起的水位和江段特征的变化,改变了天然河道的水流条件,流速急剧减小,污水长时间滞留在排污口附近水域,不利于污染物的稀释、扩散,由于枯水期和平水期排放污水中的CODCr、NH3-N、TP浓度和长江纳污水体中的背景浓度的差异,其岸边污染带的长、宽、面积都将发生相应的变化,在排污口附近及下游仍会出现超背景和超标污染带。     

三峡水库蓄水后坝下游干流枯水期水位变化研究

三峡工程建成运行以来,水库清水下泄对坝下游河道造成了明显冲刷,同时枯水期水库向下游补水,提高了坝下游沿程水位与平均流量,改善了下游供水形势。根据坝下游干流沿程宜昌、枝城、沙市、螺山、汉口、大通等水文站的水位、流量、大断面等资料以及三峡水库优化调度方案,分析了三峡水库建成运行以来沿程各站枯水期水位流量关系变化,旨在定量研究三峡水库枯季补水和清水下泄对河道的冲刷作用及对三峡坝址下游沿程水位的影响。研究表明:三峡水库蓄水以来,宜昌-汉口河段各控制站在不同流量条件下,水位均有不同程度的降低;枯水期综合考虑补水和冲刷作用后,不同月份沿程各站水位有升有降。     

入河排污口影响下水质特征演化分析

为研究入河排污口对河道水质演化特征影响，模拟石家庄某河段特征，采用WASP水质模型开展了排污口流量、数量影响因素的水质模拟分析。得出了排污量愈小，则水质PH值趋酸性，同时酸碱度受影响愈敏感；河道排污量的变化，对水质PH值各时段变化趋势特征影响较弱，仅影响PH量值水平。排污量愈多，化学污染物含量愈大，每100万t/a排污量，可引起河道COD含量、氨氮含量分别涨幅27.9%、 26.1%；排污量不仅会影响水质污染物含量水平，对汛期时段、枯水期稳态时段内污染物含量的变化特征亦有影响。排污口数量愈多，则水质酸碱度偏碱性，且化学污染物含量愈大，排污口每增多2个，则COD含量、氨氮含量平均值分别可增多44.1%、 56.4%；排污口数量变化，会引起水质PH值稳态段增幅，同时污染物含量在汛期的时段变幅效应也受影响。     

三峡工程蓄水前后长江中游水位流量变化分析

随着三峡水库蓄水运行,清水下泄导致坝下游河段受到不同程度的冲刷,使得江湖关系发生变化。对长江中游主要控制站三峡工程蓄水运用前后水文数据进行统计分析,结果表明：三峡工程蓄水运用后,清水下泄冲刷下游河道深槽部分,长江河段总体同流量下水位下降,其中以汉口以上河段水位下降明显,且对低水影响明显。三峡工程蓄水运用后,三口河道分流比继续减少,断流时枝城水位有升高趋势,分流河道逐渐萎缩,荆江过流量增大。     

三峡水库运行后长江汉阳段污染物扩散规律研究

三峡水库及上游梯级水库的运行改变了长江中下游水文情势和水生态环境条件,使河流的纳污能力发生变化。以长江中游武汉河段的汉阳饮用水源、工业用水区为研究对象,采用河流二维水质模型和平面二维水动力水质模型对水功能区COD和NH_3-N等污染物的纳污能力、扩散规律进行了模拟研究。研究结果表明:枯季水文条件和水功能区横向分布宽度对水域纳污能力影响较大,三峡水库运行后研究河段岸边横向50m宽度内的COD和NH_3-N的纳污能力为17 850,1 233 t/a,纳污能力有所增加;三峡水库运行后枯季污染物扩散范围有所减小。研究结果可为河段排污总量控制、排污口设置管理和水环境保护提供科学依据。     

三峡工程运用后长江中下游冲淤变化

三峡工程建成运用后,改变了水库下游河道的水沙条件,坝下游河道水流输沙能力处于不饱和状态,河道将发生沿程冲刷,并可能引起河势的调整,进而可能对防洪产生一定影响.为此,采用数学模型计算与实测资料分析的手段进行了三峡工程建成后长江中下游江湖水沙变化及河道冲淤演变及其对防洪影响的初步研究.结果表明,三峡工程蓄水运用后,长江中下游河道发生大量冲刷,同流量水位降低.各河段冲刷量达到最大时,荆江河段河床平均冲深约2.0～5.3 m,槽蓄量约增加13亿m3,城陵矶至武汉河段河床平均冲深约2.5 m,槽蓄量约增加8.5亿m3;由于干流河床冲刷,荆江三口分流分沙减少,洞庭湖湖区淤积减缓,增加调蓄量约23.8亿m3;水沙过程改变、河床冲刷及局部河势调整对河道稳定及堤防、护岸工程的安全会带来一定影响,需采取相应的对策措施.     

涉河工程影响下长江中游河道演变及水力特性变化研究

三峡工程运行后，长江中下游河道发生了长距离、长历时的冲刷，河道水位及形态出现显著调整，对长江中游河床的影响最为明显。以三峡大坝下游宜昌至螺山站河段为研究区域，探究了长江中游河床冲淤、深泓变化、横向调整、床面糙率变化以及岸滩植被生长等在三峡水库运行前后的变化规律，并分析其与同流量下洪、中、枯水位变化之间的联系。结果表明：三峡水库蓄水后，河床横向形态变化有助于岸线的展宽；2001～2009年间河床糙率显著增加，并自2009年以来河段粗化作用基本完成；而河段沿程深泓变化则与相应的中、枯水位的变化规律一致。该研究成果可为长江中游河道治理、防洪规划及蓄滞洪区的利用等提供理论参考。     

三峡工程对长江中下游河道采砂影响及对策

近十几年来长江上游来沙量呈减少趋势,其中长江上游干支流建库拦沙起主导作用.上游来沙减少使长江中下游河道采砂量与沙源的供需问题更加突出.为了长江中下游河势稳定,河道采砂实行控制与管理十分必要.利用近期来水来沙变化及数学模型计算预测,分析了三峡工程建成后长江干流河道冲淤变化以及河道的来沙量、泥沙组成变化等,研究了上游来沙减少对长江中下游干流河道采砂量的影响.结合长江中下游河道稳定、防洪以及通航等因素,提出三峡工程蓄水运用初期长江中下游主要河段可采量及控制性对策措施.     

对城陵矶防洪设计水位的辨析

20世纪90年代以来的长江中下游几场大洪水,使城陵矶(莲花塘)水位连续突破其堤防设计水位,引起社会关注,也成为长江流域防洪规划的焦点.由于城陵矶防洪控制水位关系到上下游、左右岸的防洪形势,而螺山水位流量关系影响因素十分复杂,同时三峡工程建成蓄水运用后城陵矶河段防洪形势可能会有一定的改善,因此,经过多年研究并多方协调,本次长江防洪规划按照国发[1999]12号文,采用将城陵矶附近河段堤防高程在原规定的基础上增加0.5 m,同时在城陵矶附近尽快安排100亿m3分蓄洪区先行建设等措施,以提高城陵矶附近防洪调度的灵活性.由于城陵矶防洪控制水位问题复杂而影响面广,今后尚需结合三峡工程的建成运用进行进一步的深入研究.     

三峡工程蓄水运用以来荆江水位流量关系变化分析

根据三峡工程蓄水前后的实测资料,分析了荆江河段沿程水位流量关系变化。研究成果表明：除枝城站在枯水流量下水位略有下降外,上荆江在中、枯流量下水位也均有一定程度的下降,其中沙市站枯水位下降最大,下荆江河段水位在同流量下略有下降。除枝城站枯水位变化受卢家河浅滩形成的沙坎石泓影响外,三峡工程蓄水后影响荆江河段水位流量关系变化的...     

南水北调引江济汉工程取水口位置比选研究

重点研究了南水北调引江济汉工程后三峡水库运用50年内,不同取水口河段泥沙冲淤、河势、水位的变化趋势,为合理选择进水口提供了科学依据。研究成果表明,由于三峡水库的拦沙及调节作用,改变了下游河道的来水来沙条件,使下游河段冲淤发生变化,河床处在不断调整过程中。在三峡水库运用50年内,各取水口河段河床冲刷主要集中在前10年,随后出现冲淤平衡、淤积等。兴建取水口工程后,工程对河段上、下游的影响是有限的,但其影响仅限于工程附近;各取水口的取水条件,均呈现出随着三峡水库运用年限的增加而发生变化。     

三峡水库运行对鄱阳湖江湖水文情势的影响

三峡水库运行改变了长江中下游干流及通江湖泊的水文情势,基于实测水文资料,构建了反映长江中游复杂江湖关系的一、二维水动力数学模型,定量评估了三峡水库2009～2014年实际运行对长江与鄱阳湖江湖水文过程的影响程度。结果表明:三峡水库运行对湖口站5～10月水量交换过程影响相对较大,7～10月倒灌水量有所减少;三峡水库蓄水期长江中游干流流量减少,尤以10月最为显著,湖口站平均水位降低1.09 m,降低湖区水位效应可影响至康山;补水期长江中游干流1～3月流量增加明显,湖口站平均水位升高0.28～0.56 m,抬高湖区水位作用仅能影响到都昌附近;汛期湖口站5～6月最高水位最大抬高0.34 m,7～8月最高水位降低。研究成果可为鄱阳湖区综合治理与保护提供参考依据。     

长江中游监利段近10年水位流量响应关系新特点

为了掌握三峡水库试验性蓄水以后长江监利河段水位流量响应关系新特点,以监利水文站为代表,采用数理统计、影响因素相关分析等方法进行了研究。结果表明:三峡水库蓄水后,尤其是试验性蓄水后监利河段河床冲刷,同水位过水面积增加,但监利站水位流量关系随断面冲淤调整的特征与下荆江裁弯及三峡水库蓄水初期河床冲刷引起的水位流量关系变化特征有较大不同。下荆江裁弯引起监利站各流量级相应水位降低0.62～0.95 m;蓄水初期(2003～2008年),监利站实测流量点群中心线同流量对应水位比蓄水前有所下降。试验性蓄水期(2009～2018年),同流量对应水位仅在枯水期有明显降低,随着流量级增加,水位降低幅度逐渐减小,当流量超过平滩流量,对应水位基本无变化。水面比降是监利段水位流量关系的主要影响因素,河床冲刷是次要影响因素;该河段水位流量特征的变化受洞庭湖出流顶托影响不明显。     

三峡水库蓄水后上下游河段水沙特性变化及影响因素分析

泥沙淤积问题是三峡工程的关键技术问题之一,关系着长江水资源的开发利用、生态环境保护、经济发展。基于2002-2016年期间,三峡水库上、下游设置的11所重要控制性水文站水文泥沙监测资料,深入系统地探讨水文泥沙参量的变化特征,进一步分析水文泥沙参量的相关性和三峡水库的冲淤特性,探究了泥沙特性变化的原因。研究结果表明:三峡水库自施工期蓄水、初期蓄水、试验性蓄水的整个过程,对三峡水库上下游河道的水沙特性影响较大。越靠近三峡大坝的河段,受三峡水库的影响越大;三峡水库抬高水位,导致上游大部分河道流速变小,河道过水断面和水动力条件发生改变,导致入库泥沙越来越少,越来越细;三峡水库上游长江干流和支流上修建的梯级电站拦蓄了大量的泥沙,年输沙量、年均含沙量、中值粒径、年输沙模数都显著降低。年径流量和输沙量、年均含沙量、年输沙模数在2004-2013年间具有较好的相关性,曲线变化规律类似,2013年后受三峡水库蓄水的影响,出现弱相关;年径流量能表征泥沙参量的变化特性;年输沙量和年均含沙量在2002-2016年间皆具有较好的相关性。2007年前三峡水库淤积量呈增长趋势,其后三峡水库泥沙淤积量逐渐降低。在水库冲淤和泥沙特性方面,汛期三峡水库水位对其影响较大;枯水期的高水位对其影响并不大。研究成果将为长江流域梯级电站和航道的规划设计、三峡水库的运行管理提供理论支撑。     

三峡水库蓄水期长江中下游水文情势变化及对策

三峡工程于2009年8月通过正常蓄水(175m水位)验收,标志着三峡工程将进入正常运行阶段,全面发挥防洪、发电和航运等综合效益。三峡水库正常蓄水运行后,将改变长江中下游水文情势,水文情势的变化也将带来一定的次生影响。结合三峡水库2009年试验性蓄水情况,分析了三峡水库蓄水期长江中下游出现异常低水位的成因,初步揭示了三峡水库正常运行后长江中下游水文情势的变化规律,并对降低三峡蓄水对中下游的影响等相关对策问题进行了初步探讨。     

三峡-葛洲坝梯级水库兼顾航运需求的调度方式

三峡-葛洲坝巨型梯级水库虽综合效益显著,但由于汛期大流量(25 000~56 700 m~3/s)、汛/枯期电站调峰产生的下泄流量骤变、枯期小流量航深不足等引起的限航、禁航问题日益突出。在整合优化初步设计及现行相关调度方式的基础上,通过拟定不同的泄量控制、水位控制和调峰幅度等,分析了梯级水库对长江中下游枯期小流量情况下的补水能力,并提出了切实有效的兼顾航运需求的水库调度方式,可为三峡工程的航运安全、高效调度运行提供科学依据。     

基于MLP方法的长江-洞庭湖江湖水沙交换演变规律研究

基于多层感知机MLP(Multi-layers Perceptrons)方法建立了长江和洞庭湖水沙交换关键节点间的回归关系,计算并分析江湖水沙交换各节点的联动变化。研究结果如下:（1）城汉河段（城陵矶-汉口）的河床冲淤及水情变化是江湖水沙通量演变的重要环节,分析下荆江裁弯后三口和干流水沙通量的变化可知,城汉河段淤积严重导致荆江水沙下泄受阻;（2）三峡水库运用后,荆江河段上下游间、主支汊间的水沙联系减弱明显;（3）当汉口水位高于26 m时,汉口水位每抬升1 m对应的螺山流量增量基本稳定,该值在调弦口建闸前后、裁弯后、葛洲坝截流后和三峡水库运用后分别为4 400,4 300,4 500～4 700 和4 000 m3/s;（4）荆江三口水沙分泄能力对宜昌站来水量的响应程度逐渐减弱,在三峡水库运用前各时段内,三口水沙分泄能力对来水量的响应程度在汛期宜昌站流量站流量为35 000 m3/s时最强,三峡水库运用后,则是在汛前和汛后宜昌站流量为25 000 m3/s时最强。     

三峡工程为长江经济带发展提高安全保障与环境保护

推动长江经济带发展是国家的一项重大区域发展战略。三峡工程为长江经济带的发展提供了防洪、供水、航运和电力安全保障。安全方面,三峡工程有效地调控长江洪水,使长江中下游防洪标准有了较大的提高;供水方面,三峡水库是我国最大的淡水资源战略性水库,库区干流水质总体稳定在Ⅱ～Ⅲ类,保障了长江中下游城市和乡村供水安全;航运方面,三峡工程是长江航运发展中的关键性工程,使川江和荆江河段变为真正的"黄金水道",促进了长江航运优质快速地发展;电力方面,三峡工程在我国能源中具有重要的战略地位,为华中、华东地区及广东省提供优质电力,促进了经济社会持续发展。此外,三峡工程在保护长江中下游地区生态环境,减少大气与环境污染,促进长江绿色航运发展,改善大坝下游河道水质,建设生态文明、环境优良、绿水青山的新型库区等方面发挥了巨大作用。     

三峡工程防洪作用与2010年防洪调度实践

三峡工程是长江综合防洪体系的骨干工程,其对长江中下游防洪具有十分重要的作用。2010年汛期,长江流域干流和多数支流发生较大洪水,通过科学调度三峡工程,及时拦洪,适时泄洪,有效削峰错峰,避免了上游洪峰与中下游洪水叠加给沿岸人民安全造成的威胁,三峡工程的防洪效益得到了充分发挥。通过回顾规划确定的三峡工程防洪作用,简要介绍了2010年长江洪水特性,结合2010年三峡工程实际调度运行,分析了三峡工程的防洪调度方式及效果,探讨了与水库调度相关的几个问题,并对今后的工作提出了建议。