长洲水利枢纽汛末蓄水策略探讨

针对汛末水库防洪与兴利之间的矛盾,以2016年长洲水利枢纽汛末蓄水调度为例,在分析西江流域汛末洪水分布特点及汛末蓄水主要制约因素的基础上,采取预报预泄等调度技术,提出了汛末蓄水方案,并进行了防洪风险及效益分析。结果表明,在防洪风险可控的前提下,对汛末洪水实施风险管理,合理利用部分洪水资源,发挥水库工程综合效益具有显著的作用。     

乌江银盘水电站预泄调度研究

银盘水库预泄调度方式的研究思路为:主汛期在不出现相应库区防护标准洪水的水情时,水库按满足发电和反调节的水位运用,即按正常蓄水位215 m、死水位211.5 m运行,满足彭水坝下最低通航水位和对彭水日调节释放的不恒定流进行反调节所需库容的要求;当遭遇相应库区防护洪水的水情时,水库自运行水位预泄至满足库区防护要求的水位迎汛,洪水过后再回充至水库正常蓄水位215 m.银盘水库拟定调度方式主要考虑的因素有:①选择具有代表性的洪水样本;②推求满足库区防护要求的预泄水位;③拟定制约预泄调度方式的边界条件;④选择开始预泄的水情(判别条件)和预泄流量;⑤形成预泄调度方式,分析预泄影响和效果(效益).     

三峡水库汛期运行水位运用方式研究

三峡水库汛期运行水位动态控制运用是提升水库综合效益的有效途径,但汛期运行水位运用方式应科学协调防洪与兴利的关系。在概括性分析三峡水库水沙特性的基础上,结合汛期防洪与汛末蓄水的要求,重点剖析了通过汛期预报预泄和汛末预报预蓄开展三峡水库运行水位上浮运用的研究方法与研究思路,选择典型洪水研究了不同方式下三峡水库运行水位可上浮运用的空间,分析了存在的主要风险并提出了应对措施。结果表明:三峡水库8月下旬前运行水位通过预报预泄的方式浮动至148.00 m,之后至9月上旬采用预报预蓄的方式逐步抬升至155.00 m的风险是可控的。研究成果已指导了三峡水库不同阶段调度运行文件的编制和调度运行实践,提升了三峡水库的综合利用效益。     

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。     

三峡水库水温变化特性及影响分析

三峡水库为年调节大型水库,蓄水后改变了原有天然河道形态,同时也改变了河道径流的年内分配,引起河道水温发生了一定的变化。基于2014年4~5月监测断面垂向水温数据和库区多年水文站网水温实测数据,分析了蓄水后库区及坝下宜昌河道水温变化的特点及影响因素,进而研究了水温变化对下游水生生态的影响。实测结果表明:三峡水库坝前水温分层现象不稳定,水库下泄水流在低温水层以上,水库蓄水对下游宜昌河道水温有一定增温效应和时空上滞后迟变现象,使四大家鱼和中华鲟产卵繁殖时间出现推迟。研究结果可为今后开展生态补偿调度提供一定参考。     

亭子口水利枢纽汛期运行水位动态控制策略研究

亭子口水利枢纽是嘉陵江干流唯一的控制性工程,汛期由于运行水位受限,存在电站机组出力受阻、弃水较多等问题,其综合效益尚未得到充分发挥。基于预报预泄的原则,结合水文预报水平和洪水传播时间等因素,提出了亭子口水库主汛期运行水位动态控制策略,明确了动态控制的运用方式和实施条件,并对亭子口水库汛期运行水位动态控制后的风险和效益进行了分析。结果表明：亭子口水库汛期运行水位上浮至448.00～452.00 m时,不仅可以通过预报预泄确保库区及下游的防洪安全,主汛期还可增发电量0.64亿～1.37亿kW·h,汛末蓄满率可提高6%左右。研究成果可有效提升亭子口水库洪水资源化利用水平。     

汛末蓄水时间对三峡水库河道冲淤的影响

本文采用一维恒定流非均匀沙数学模型对三峡水库汛末不同运用方式下库区冲淤变化进行了预估，重点分析了汛末不同蓄水时间对库区河道冲淤的影响。结果表明：三峡水库汛末推迟或提前蓄水，只是改变了水库的淤积速率和到达淤积平衡的时间，而不能改变水库淤积平衡时的淤积总量。     

江西五河水利枢纽工程洪水调度运行动态控制

常规的水利枢纽洪水调度方式一般是按照时间段,依据坝前水位进行的,江西赣江等中下游修建的水利枢纽工程若仍采用此种方式,则会遇到水库淹没处理投资比重增大、水力资源浪费、库区末端通航受影响、汛后蓄水困难、库区景观受影响等问题。经分析研究,将坝址上游来水流量和坝前蓄水位适当分段,采用依据坝址上游来水流量动态控制各时期坝前水位的洪水调度运行方式。该方式不仅可较好地解决常规洪水调度方式产生的问题,而且对于低水头电站的枢纽,可不设汛限水位,只要入库流量小于一定标准,均可将坝前水位蓄至正常蓄水位运行,从而提高水资源利用率。     

基于弃水风险率控制的水库预泄调度方法

针对调节能力有限的电站多存在汛期弃水现象,结合中期径流预报,开展水库预泄调度研究。首先建立预报与风险的直接相关模型,量化水库弃水风险,以风险范围作为控制水库预泄幅度的依据,根据逐日径流预报信息,调整面临时刻水库调度决策。以普定水电站为例的实际调度结果表明,基于弃水风险率控制的水库预泄方法能够有效减少蓄水期弃水电量,而且可保证水库汛末水位。     

刘家峡水库汛前低水位排沙的实践

根据刘家峡水库三次汛前低水位排沙实测资料,分析冲刷成因,排沙效果,提出用水文预报寻求合理的排沙时机。将排沙期划分成预泄期、冲刷期和巩固期。预泄期由排沙初始水位降至1699m,流量1500m~3/s左右。冲删期水位由1699m降至1695m左右,流量采用2000m~3/s左右。预泄期和冲刷期应在流域产、汇流历时内完成,总历时约120～150小时。为了使排沙后洮河库区推移的床沙不在坝前淤积,应有一个较小流量的巩固期,其流量1200m~3/s左右,历时视上游来水、洮河来水来沙及发电等情况灵活掌握。     

三峡水库135～139m运行期土脑子河段冲淤条件分析

土脑子河段位于三峡水库变动回水区五羊背至鹭鸶盘,长约3km,蓄水前具有汛期淤积,汛末及汛后冲刷,年内冲淤基本平衡的规律。三峡水库135~139m运行期,受坝前水位、来水来沙条件以及河道形态等因素综合影响,年内有冲有淤,累积为淤,其中汛期为主要淤积期,汛末及消落期是主要冲刷期。分析表明,当坝前水位139m、流量大于10000m3/s时,河床开始冲刷;随着坝前水位消落,入库流量增大,冲刷强度逐渐增强,在流量15000m3/s左右时冲刷强度最大;当坝前水位135m、流量大于23000m3/s时,河床开始淤积,随着入库流量增大,淤积强度逐渐增强。     

龙羊峡水库汛限水位动态控制方案研究

影响龙羊峡水库汛限水位动态控制方案的主要因子有黄河上游的洪水起涨特点、水库下游河道的安全过流能力、龙刘水库的联合防洪调度方式、入库洪水预报的精度和预见期等几个方面。龙羊峡水库的预泄模式宜采用固定预泄的方式,洪水预报的有效预见期为7 d,预泄判别流量为1 500 m~3/s,预泄流量为2 000 m~3/s,相应的汛限水位动态控制域为2 588～2 590 m,在此区间内水库进行动态调蓄运用,视上游来水预报和水库蓄水情况确定出库流量。水库水位超过2 590 m时,水库按常规防洪运用方式运用;水库水位超过2 594 m时,水库按设计防洪运用方式运用。     

三峡工程设计水位175 m试验性蓄水运行的相关问题思考

为了制定三峡水库正常水位运行期调度规程,从2008年开始,三峡水库进入设计水位175 m试验性蓄水运行,以积累经验和探索水库综合调度运行规律。在全面分析蓄水运行期间水库防洪调度运行方式及防洪效果的同时,对枢纽建筑物,水轮发电机组运行状况,库区水质、地质、泥沙淤积情况进行了监测分析。根据三峡工程3 a运行的实践,探讨了三峡水库汛期防洪调度方式、中小洪水相机调洪运用、汛末提前蓄水时机及分时段控制蓄水位、库水位消落以及对库区地质地震灾害与水质影响等问题,为三峡工程正常蓄水运行提供了重要的技术支撑。     

犍为水库动库容分析及其在梯级联合调度中的应用研究

介绍了水库动库容的特性及计算方法,通过犍为库区实测断面资料,同时结合库区地形图资料,计算出不同水库水位及入库流量下的水库动库容,并对水库动库容和静库容作了对比分析。在此动库容基础上,选择了三场典型洪水过程进行了犍为梯级联合调度研究,研究表明,当采用动库容进行水库预泄时,由于计入了河道的槽蓄作用,三场典型洪水预泄时间较静库容减少约7.5~20.5h,使成果更接近实际,对工程设计有一定的参考价值。     

梅州水库汛限水位调整可行性分析

采用实测资料分析与水文计算相结合的办法,研究了梅州水库汛限水位调整的可行性。结果表明,根据梅州水库存在的问题,结合增江流域防洪体系的完善以及河道的变化,对其汛限水位进行合理调整。调整后的防洪调度方式为:20年一遇洪水的调度方式为:边蓄洪边以安全泄洪流量限泄,最大下泄流量不大于150 m3/s,库水位不超过54.15 m;超20年一遇洪水的调度方式为:起调水位54.15 m,溢洪道闸门开闸泄洪。汛限水位调整后不会增加水库安全及下游防洪的风险,对工程安全及库区淹没无影响。     

三峡水库蓄水后宜昌一杨家脑河段冲刷及粗化

水库蓄水引发的下游河道再调整,对河流未来演变与人类活动均有重要影响.根据现场实测水文、地形与床沙资料,对三峡蓄水后下游宜昌-杨家脑河段的河床冲刷下切、粗化等现象进行了统计分析.结果表明,三峡水库蓄水后导致宜昌相同来流情况下来沙剧减,这是导致研究河段冲刷的根本原因.2002-2006年间主要冲刷区逐年下移,冲淤幅度逐渐变小.而2006年汛末与2008年汛末三峡水库水位的抬高均导致冲刷量的突增.2002-2006年各河段曼宁糙率值逐步增大,尤其是坝下河段.床沙组成中卵石含量迅速提高,坝下河段河床中值粒径亦明显增大,而枝城以下河段不明显.这种上、下游河段粗化过程的差异性与河道冲淤、糙率变化是一致的.     

小溪滩水利枢纽工程库区浸没影响分析

水库蓄水导致库区两岸地下水位壅高而产生浸没, 是低水头径流式电站水库的主要环境工程地质问题之一。小溪滩水利枢纽工程属河道型水库,蓄水后地下水水位壅高给两岸库区地表水、地下水、农作物及库区建筑物等带来一定程度的影响。通过对蓄水后库区的实地调查研究,提出浸没临界高程取正常蓄水位加1 m更符合工程实际情况。可为同类工程的浸没预测、评价以及政策处理提供参考及依据。     

三峡和葛洲坝两坝间河道本征波特征分析

三峡和葛洲坝之间河道的水动力在两坝泄流量昼夜不均的影响下存在显著的周期性波动特征,其中两坝间的高频本征波动会显著影响反调节策略。文中构建了一维河道水动力学解析模型,并采用实测资料对解析模型进行校验。研究结果表明:枯季时段三峡和葛洲坝的泄流量以及两坝间黄陵庙和南津关站点的水位均存在显著的日波动特征;两坝间河道还存在高频的水位和流量波动过程,其波动频率正好是河道重力波本征频率,即本征波动;该本征波的流量振幅在河道中央达到最大(230 m~3/s),两端最小(0);水位振幅在河道两端最大(0.02 m),中央最小(0),即表现出显著的驻波特性;该本征波由上下游坝体泄流量波动共同驱动,其波幅与两坝泄流量波动比值和葛洲坝泄流量的滞后时间相关,当葛洲坝泄流量滞后相位趋近于0或2π时,本征波振幅加强,反之当此滞后相位趋近于π时,本征波振幅减弱。根据研究结果建议,葛洲坝的反调节策略中,其泄流量与三峡泄流量的滞后时间应与重力波在两坝间河道的传导时间一致,即约0.6 h。     

三峡135 m库水位运用初期坝前泥沙淤积分析

三峡水库135 m库水位蓄水运用,坝前水位抬升近70 m,由于过水面积的显著增加,使水流流速降低,挟沙能力降低,泥沙大幅在库区落淤.在实测资料基础上分析了水库135 m运行初期坝前水沙特性及淤积分布特点,探讨了坝前泥沙淤积的机理.利用水库淤积平衡理论,经计算坝前不同水面宽的保留面积,其结果远小于目前的实测保留面积.目前,坝前泥沙远未达到淤积平衡,理论分析坝前淤积应发生在过水面积较大和水面较宽的库段,这与实际情况是吻合的.坝前水流泥沙粒径极细,孔隙率较大,水下休止角亦很小,因而泥沙在横断面上呈水平直线形态淤积分布,这也是坝前泥沙平淤深槽特征的重要原因.     

三湾水利枢纽工程下闸蓄水方案探析

本文结合三湾水利枢纽工程特性针对由于移民搬迁滞后推迟至汛末下闸的问题,对下闸蓄水方案进行了分析研究,认为启用一次蓄水分三阶段完成实现201 5年年底水库蓄水达到20.5m,完成蓄水发电的目标,以期为类似工程提供借鉴。