三峡水库区间入流过程计算

三峡水库区间支流多,入汇流量大,区间入流量及入流过程直接关系到水库调蓄计算的精度,区间入流过程的准确计算是三峡水库水动力学计算中需要考虑的重要问题。针对典型水流过程,利用一维水动力学模型,采用水流水动力逐日演进计算的方法,基于水量平衡原则,反算得到了三峡水库区间日均入流过程,区间入流过程按各支流流域面积比例分配在库区各入汇支流上以加入计算河段,并对区间加水前后的效果进行了分析。结果表明,采用此方法后,三峡水库出库流量过程计算结果与实测结果吻合良好。     

三峡水库水环境容量计算

本文分析了三峡库区的污染状况,提出了三峡水库环境容量的计算原则、设计水文条件和水质保护目标。利用建立的三峡水库一维水流水质数学模型、库区排污口混合区平面二维和水平分层的三维紊流模型,计算了三峡水库建库前后CODMn和NH3-N总体环境和岸边环境容量及其沿江分配。根据岸边环境容量计算结果,提出了三峡水库污染混合区的控制标准。同时,推荐了三峡水库水环境容量的综合方案。     

珠江河口水动力一维、二维联解的有限元计算方法

该文应用有限元联解方法计算珠江河网与河口的整个水动力。仿照四点隐式差分法在每个一维单元内部形成独立的单元方程组,改进RMA有限元软件包实现河网一维数值模拟。借鉴弹性力学年中通过固结杆件与块体的连接结点实现两构件组合计算的思路,设计了珠江河网一维、河口二维水动力联解的有限元法,通过单元矩阵的构建、合并与叠加,形成整体方程组,实现整体求解的连接模式,有效地解决了不同形态流场的模拟问题。应用研究表明:该方法合理,计算结果较理想。     

三峡水库整体一维水质数学模拟研究

以三峡整个库区作为研究对象体，根据三峡水库河道型特点，开发了一维非恒定水流水质数学模型，利用稳定性比较好的四点隐格式有限差分法进行模型数值求解。以主要污染指标BOD5、DO为例，介绍了三峡水库一维水流水质数学模型的开发、研制过程。模型中充分考虑了三峡水库建成前后水流条件巨大变化对库区水流水质的影响，对主要水质模型参数，如污染物纵向离散系数、有机污染物衰减系数和大气复氧系数等建立了与水流条件相关的经验关系式，建立的数学模型经过三峡库区江段长河段水文水质和污染源同步观测资料验证，具有较高的模拟精度，可为预测三峡水库水流水质总体变化趋势提供技术支持。     

三峡电站日调节对下游河道水面比降的影响

根据水电站日调节波的特性，运用一维恒定流和非恒定流泥沙数学模型，分别计算了河道涨落水过程的水面线，在此基础上，用恒定流泥沙数学模型计算了三峡水库建库前后，其下游宜昌～沙市河段的水面线．并结合三峡和葛洲坝两电站联合运行的实际情况，研究了调节方案对三峡水库下游河道水面比降的影响。     

应用一维水动力学模型预测三峡水库蓄水位

三峡水库是河道型水库,以常规的静库容方法推算库区水位变化误差较大,有必要应用水动力学模型进行计算。建立了基于一维非恒定流的水动力学模型,模拟库区河道水流演进过程,预测三峡坝前的水位、流量过程。选取2007年9月25日至10月3日的三峡水库蓄水资料进行计算,并与实测水位比较。结果表明,该模型具有较好的精度,能够为实际蓄水调度提供参考。     

太浦河一维、二维水流数值模拟比较研究

相对于太浦河洪水风险图编制的研究范围,太浦河是一条狭长的河道,河道内如采用二维水动力模型数值计算将影响洪水风险系统调用数据的效率和可视化的效果,可考虑河道内采用一维水动力模型计算.为了验证一维水动力模型是否能应用于太浦河洪水风险编制中的太浦河河道洪水演算,运用一维、二维水动力模型对太浦河河道分别进行了恒定情况和非恒定情况的洪水演算.一维、二维水流数值模型的计算结果表明:水位与断面平均流速吻合性较好.因此得出结论:用一维水动力模型在计算太浦河河道内洪水演算具有与二维水动力数学模型相当的精度,并能大大提高洪水风险系统调用数据的效率,并提高了可视化的效果.     

空间嵌套式流域水文模型的初步研究——以三峡水库入库洪水预报为例

三峡水库的防洪调度是多任务和多目标的,既需要掌握整个长江上游的水、雨和工情,也不能忽视三峡区间洪水信息。本论文以三峡水库入库洪水预报为例,依据入库洪水特性,在整个长江上游和三峡区间分别构建了大小两种尺度网格单元的分布式水文模型,并与一维和二维非恒定流的库区水动力学模型相结合,初步实现了这两种尺度水文模型的空间嵌套,以此探讨适合于大型流域数字水文模拟的空间嵌套式流域水文模型结构与构建方法。研究初步表明,嵌套模式构建的流域水文模拟方法,能够解决大流域水文模拟中多尺度之间的衔接问题。     

三峡水库调峰运行下的香溪河水动力二维数值模拟

为研究三峡水库调峰运行方式对库区支流香溪河水动力特性的影响,建立了非恒定流二维水动力模型.利用该模型计算了三峡水库在双峰调节运行方式下,香溪河的水位、流速、流量变化过程,分析了三峡水库调峰运行时导致的波动性对香溪河流场的影响程度.结果表明:水库调峰运行可以显著增强库区和支流的水位波动,促进水体交换.     

构建绍兴市曹娥江流域水动力模型的探讨

为研究绍兴市平原河道中水流的运动特征,在分析绍兴市平原河网一维水动力模型的基础上,探讨构建曹娥江流域水动力模型的可行性,着重讨论现有水文模型与水动力模型之间的相关性及局限性。结果表明,一维水动力模型用于模拟曹娥江流域的山区、平原河道具有较好的可操作性,能较好地反映整个绍兴市曹娥江流域水动力过程。     

三峡水库不同水位运行下大宁河水动力过程模拟

三峡大坝的建成运行对库区支流水动力过程具有重要影响。以三峡库区支流大宁河为例,基于Delft3D模型,建立了大宁河大昌到长江口段平面二维水动力模型,并对三峡水库高水位和低水位运行条件下大宁河的水动力特征进行模拟计算,得到大宁河模拟区段水流流场的沿河分布。模拟结果表明:不管是三峡水库低水位或高水位运行,大宁河整体流速缓慢,均低于0.04 m/s;河流库湾区低水位时流速低于0.01 m/s,高水位时低于0.001 m/s,呈现明显的"湖相"特征,水体自净能力极大地削弱,易发"水华",影响大宁河水质安全。研究结果可为三峡库区支流的区域化管理提供决策参考。     

三峡水库入库流量计算及调洪演算方法探讨

三峡水库属于典型的河道型水库,动库容巨大,用传统的静库容推算入库流量的方法和调洪演算方法难以满足三峡水库实时调度要求。通过分析入库流量、计算方法和调洪演算方法,建立库区水动力学模型,推求其变化规律,探讨三峡水库入库流量计算和调度演算方法,并通过2009,2010年的洪水检验,表明所用方法具有较高的精度,基本满足了三峡水库实时调度的要求。     

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。     

三峡库区支流库湾水体富营养化演变特征研究

支流库湾水体富营养化是三峡水库蓄水带来的主要水环境影响特征之一。根据对不同历史蓄水期间三峡库区各支流库湾的水质变化特征及富营养化状态分析表明:三峡水库从试验性蓄水阶段进入常态调度运行后,支流库湾的水动力条件被进一步削弱,入河污染物扩散能力大幅度降低,库湾水质逐渐变差,各支流库湾普遍表现为中、富营养级水平,年内整体表现为春季高于秋季。从三峡库区支流库湾水体富营养化演变特征来看,库湾水动力条件由河流态改变为湖库态是其发生水体富营养化的主驱动力因素,陆域营养盐输入是库湾水体富营养化演变的物质基础     

三峡水库动库容特性分析

三峡水库在175 m蓄水位下属于河道型水库,为研究动库容对防洪调度的影响,以三峡水库蓄水后2007~2010年汛期运行观测资料为基础,从水面线分析、典型洪水过程的动库容计算及动库容关系曲线3个方面初步分析了三峡水库的动库容特性。结果表明：2007~2010年期间不同实测洪水的三峡水库的动库容水量在5.94亿~53.33亿m3之间,占总库容的比例为2.24%~19.28%。考虑动库容与否对三峡水库洪水过程的拦蓄量计算影响较大,动库容在三峡水库调洪中起到正、负两种作用;三峡水库的动库容大小受坝前水位、入库流量和出库流量影响较大。     

三峡库区重庆段一维水流模型糙率修正分析

为寻求河道水流一维数值模拟计算中关键参数“糙率”的确定方法,采用MIKE11一维水动力模型模拟了三峡库区重庆段(寸滩至长寿)37个断面的水位流量变化。首先用经验的方法确定模拟计算的初步糙率;然后以天然河道上、下游某断面流量作为边界进行模拟计算;再将得到的各断面的模拟水位值代入各测量断面,得到此断面的过水面积、水力半径和流量模数;最后将通过规范公式计算的糙率代入一维水流模型中进行计算,从而得到修正的糙率。结果表明：该方法能够有效提高模拟的精度,减小糙率对模拟结果的影响,对我国其他大江大河的水流数值模拟研究具有重要的参考和应用价值。     

三峡变动回水区重点河段演变分析

在原型观测资料的基础上,通过地理信息系统等技术手段,对三峡水库蓄水初期变动回水区重点河段的演变规律进行了分析.结果表明,三峡蓄水后这些河段均出现累积性的淤积.就空间分布而言,累积性淤积部位主要出现在弯道凹岸缓流区等处,可见水动力影响为淤积的主要原因.上游来水来沙条件与水库运行是变动回水区演变的主要影响因素.而坝前水位调整使得各河段常表现为蓄水期淤积,消落期冲刷.同时随着非汛期坝前水位的逐年抬高,累积性淤积区也随之向上游拓展.     

三峡水库干流动防洪库容简化算法

基于三峡水库实测水文、地形资料,采用一维水流数学模型对三峡水库干流动库容进行了计算,在综合分析的基础上对水库各特征段动库容进行了拟合。结果表明,三峡水库干流动库容可通过其与各代表水文站水位的关系来近似简单表达,且具有良好精度;在坝前水位一定的情况下,三峡水库干流的动防洪库容随流量的增大而减小,动、静防洪库容差随着流量的增大而增大。     

三峡水库汛限水位动态控制可行性研究

应用实际观测资料,分析三峡水库水文气象预报精度和长江上游来沙量,研究三峡水库实施汛限水位动态控制的可行性.结果表明,三峡水库入库洪水1d、2d、3d预报精度均达到甲级标准;其区间流域未来24h、48 h无雨和小雨预报信息可以用于实时调度;与1961年～1970年系列相比,2003年～2009年系列各站年均来沙量减少44...     

三峡水库蓄水期洞庭湖区水文情势变化研究

洞庭湖湖区的水文情势变化直接影响到区域洪水灾害防治、水资源利用、水环境保护和水生态安全维护,意义重大。基于实测资料分析了三峡水库运行前后洞庭湖区水文情势变化,受三口分流量减少和来水偏枯等综合因素影响,2003～2016年8～11月洞庭湖入、出湖水量较1981～2002年分别减少26%和23. 7%,湖区水位下降0. 76～1. 27 m。建立了长江与洞庭湖一、二维耦合水动力模型,模拟计算了三峡水库蓄水期初设调度方案、优化调度方案和规程调度方案下长江干流及洞庭湖区的水文过程,3种方案对应的城陵矶站蓄水期多年旬平均流量分别减少1 220,928,900 m~3/s,湖区鹿角站蓄水期多年旬平均水位分别降低1. 47,1. 23,1. 20 m。实际调度流量减小812 m~3/s,水位降低1. 14 m,表明实际调度最优。从不同调度方案比较来看,实际调度提前了起蓄时间,减缓了对洞庭湖区水文情势的不利影响。