梯级电站运行下拉萨河干流水文情势变异及归因分析

梯级水电站不同的调度模式对河流水文情势产生的影响存在差异。为了定量分析拉萨河干流梯级水电站不同调度模式对水文情势变化的影响,采用水文变异指标法及变化范围法（IHA-RVA）,综合评价了旁多、唐加和拉萨3个水文站32项水文情势指标的改变度及综合改变度。结果表明：常规调度模式下,3站的水文情势发生了轻度改变,综合改变度分别为0.17、0.21和0.20;电力调度模式下,3站的综合改变度分别为0.50、0.54和0.48,属于中度改变。采用多系列贡献率分割法,研究了天然径流量变化、河道外引水退水以及梯级电站调度运行3因素对月均径流改变的贡献率。研究表明：常规调度模式下,3因素对拉萨水文站月均流量改变度的贡献率分别为0.81、0.02和0.17,主导因素为天然径流量变化;电力调度模式下,3因素的贡献率分别为0.56、0.06和0.38,梯级电站调度运行因素的贡献率显著提高,电力调度下梯级电站调度运行对拉萨水文站月均流量改变度的贡献率比常规调度提高了124%。     

长江上游水库群联合调度下的河流水文情势研究

长江上游水库群的联合调度运行必然会对下游河道径流产生影响。选择北碚、高场、宜昌站作为水库群串、并、混联运行下的控制断面,通过IHA法选择出受水库群联合调度影响的14个水文指标,并采用CRITIC法改进RVA完成串并混联运行模式下的水文指标变化趋势和整体水文变异程度的研究。分析结果表明:①随着水库群联合运行数量的增加,长江干支流河道水文情势改变幅度增大;②水库群联合运行会使汛期流量显著降低,非汛期流量增加,同时会造成年最大(小)流量呈减少(增加)趋势;③水库串联运行模式会使最大流量发生时间延迟;并联运行模式会使汛期流量坦化现象更加显著;混联运行模式对水文情势的改变程度主要受调度方式和气候变化的影响,上游混联模式使宜昌站水文情势为低改变度。     

黄河梯级水库群多过程协同调度模型与方法

黄河水少沙多,河道内外用水矛盾突出,梯级水库群调度下供水、输沙、发电、生态等用水过程之间存在复杂的竞争与协作关系,协同调度是提升综合效益的重要途径。本文采用多尺度嵌套和多过程耦合方法,建立了融合供水、输沙、发电、生态等过程的黄河梯级水库群协同调度模型,研究以综合满意度为引导的优化求解方法,选取代表径流系列,提出多过程协同调度方案。结果表明,通过优化黄河梯级水库群蓄泄秩序和下泄过程,协调多用水过程的关系,能显著提高水库调度的综合效益:通过优化河段取水过程,实现了供水时空均衡,流域缺水率控制在11.6%~18.8%;优化水库拦沙-河道输沙过程,减少水库淤积0.65亿t,增加河道输沙1.16亿t,下游河道年均冲刷0.26亿t;优化梯级水库群发电下泄过程,增加发电量64.25亿kW·h;优化断面流量过程,增加非汛期生态水量4.88亿m³。本研究可为梯级水库多目标调度与流域综合管理提供方向性参考。     

黄河上游水库运行对宁蒙河段影响作用综述

随着黄河上游梯级水库建设的投入运行,水库联合调度能力的不断增强,宁蒙河段的来水情况,河道淤积情况,水流动力条件和河道的热力条件的也在不断发生变化,文章就黄河上游水库运行多年来对宁蒙河段的影响作用作一个较全面的简要述评。     

基于生态径流指标的黄河上游贵德站水文情势变化研究

黄河上游不同时间尺度的生态水文情势变化程度是研究黄河治理方略、重要水利工程布局及联合调度管理的前提和基础。为此，提出了基于流量过程线的月、季、年3种时间尺度的生态盈余和生态赤字计算方法，并评估了各时间尺度的生态风险，形成了一套多时间尺度的河流生态水文情势变化评估方法。将其用于黄河上游贵德站，评估了龙羊峡水库在建库前后的生态水文情势变化。结果表明：该计算方法克服了通过月累加计算季、年尺度生态风险不真实的问题，贵德站9月和夏季的生态径流指标变化明显，9月的生态赤字相比建库前增大了537.3%,夏季的生态赤字增大了412.8%,建议河流管理部门重点关注这两个时段的水文情势变化，有针对性地采取生态调度措施。     

基于RVA法的金沙江下游水文情势研究

水库水电站的投运在给人类提供防洪、发电、供水等综合效益的同时,也改变了径流的天然分配过程,改变了河流原有的水文情势规律,对工程下游河流的生态环境造成了一些破坏。选取金沙江流域屏山水文站为研究对象,首先将金沙江流域梯级水库蓄变量还原到屏山水文站,构建屏山水文站天然径流系列,采用RVA法分析现有梯级水库运行对金沙江下游河流水文情势的影响程度,得出屏山站整体水文指标改变度为高度;然后模拟规划大型水库投运情景,预测屏山站水文情势变异情况,得出乌东德、白鹤滩等大型水库修建以后,屏山站汛期来水相比现状将减少20%~40%、枯期来水相比现状将大幅度增加。研究成果可为金沙江上游梯级水库运行方式优化调整提供参考。     

变化范围法评估北江流域水文情势变化

通过分析北江石角站实测径流资料,应用变化范围法(RVA)评估北江流域水文情势变化.认为总体上属低改变度到中改变度阶段,个别指标达到高改变度;干支流径流式水库,其枯水期运行调度对北江流域水文情势影响较大,而汛期运行调度对水文情势影响较小;飞来峡水库运行对北江中下游水文情势的改变幅度不大,但个别水文改变指标(IHA)改变度较高,有必要进一步优化飞来峡水库调度方案,减轻对北江河流自然生态的破坏,把IHA改变度降至最低,实现人水和谐.     

水电梯级开发水文情势累积影响研究

以乌江中上游流域洪家渡水电站至乌江渡水电站的水利工程干扰典型段为研究区域,利用MIKE11模型模拟计算乌江渡水电站建设前、建设后单库运行以及与上下游水电站联合调度3个时间段坝址处径流量、水位月均变化过程,对乌江干流水电梯级开发对水文情势累积影响进行分析。研究表明:水电梯级开发方案实施后,水电站建设和联合调度运行使该河段径流量得以均化、库区水位抬高,这种均化作用减少了汛期流量,补偿了枯期流量,水位抬高增大了库区库容,梯级电站调度较天然情况下对汛期的下泄流量有削弱作用,对下游鱼类产卵繁殖的生态需水带来一定的生态影响。     

补偿中华鲟产卵场水动力环境的梯级水库联合生态调度研究

三峡—葛洲坝梯级水利枢纽工程的建设和运行阻隔了长江部分洄游鱼类的洄游通道,梯级水库的联合调度运行改变了坝下河道天然径流过程,对被迫在坝下形成新产卵场的珍稀水生物中华鲟的产卵繁殖产生一定影响。为有效保护中华鲟资源,在明确梯级水库调度运行与中华鲟产卵场产卵适合度相关性分析的基础上,提出优化三峡下泄流量和葛洲坝运行方式相结合的三峡—葛洲坝梯级水库生态调度方式,以补偿中华鲟产卵栖息所需的河流生境。通过以三峡水库的实际来流过程输入水库生态调度模型,得出中华鲟产卵期(每年10—12月)补偿其产卵栖息水环境的梯级水库联合生态调度方式。根据梯级水库生态调度与现有调度结果进行分析比较结果表明:梯级水库联合生态调度可在满足三峡水库常规调度目标的基础上同时满足中华鲟产卵所需的生态流量,配合葛洲坝电厂优化调度运行方式,可有效增加坝下中华鲟产卵场水动力环境产卵适合度,补偿梯级水库运行对中华鲟产卵生境造成的不利影响。     

小浪底水利枢纽对黄河下游生态的影响分析

为了准确量化小浪底水利枢纽对径流状态的影响,提出了水库生态影响与贡献率定量分析方法,对比分析了不同时段有无水库两种情景下的径流状态,揭示了水库对径流状态的影响,并通过与实测径流状态变化对比来量化水库的贡献率。结果显示:2000—2019年,小浪底水利枢纽年均减少下游利津断面断流81.15 d,减少生态基流、关键期最小生态流量和关键期适宜生态流量的不达标天数75.25 d、31.35 d和27.10 d,增加关键期入海水量23.71亿m³;与1980—1999年相比,2000—2019年黄河天然径流量减少10.59%,三门峡断面实测来水量减少22.15%,同时下游用水量增加,不利于河流生态流量保障;小浪底水利枢纽扭转了来水和取水的不利影响,保障了黄河下游径流和生态状态持续好转,对利津断面防断流、生态基流保障和关键期入海水量增加的贡献率分别为187.85%、137.32%和125.83%。     

黄河下游水沙变异与河道响应

对龙羊峡、刘家峡和三门峡3座水库修建后黄河下游的水沙变异与河道响应情况进行了分析,认为:①三门峡水库运用后,汛期下泄水量占全年的比例平均为45%,和天然情况相比减少了15%,排沙量更为集中(占全年的95%以上),和天然情况相比增大了10%左右,水沙更趋不平衡;②汛期洪水减少,洪峰流量和洪峰期水量减小,含沙量增大,形成小水带大沙;③洪水的造床作用明显减弱,使得河流平面尺度和断面尺度减小,河床冲淤演变所涉及的范围有所减小,河道的淤积更加局限在中水河槽内,主槽和嫩滩的淤积导致了“二级悬河”的发育和发展。建议在现有水库对水量实行调节的同时,尽快修建中游泥沙调节水库,实现黄河水沙的统一调控,创造比较和谐的水沙关系,维持黄河健康生命。     

黄河上游梯级水库防凌优化调度方案研究

针对黄河上游凌汛期龙羊峡水库出库流量调度问题,在分析上游梯级水库防凌调度原则及调度运行方式的基础上,考虑青海电网电量平衡的需求,建立了黄河上游梯级水库防凌优化调度模型,并提出了改进的微粒群算法用于求解该模型。结果表明:凌汛期在保证龙羊峡水库出库总水量不变的情况下,通过调整龙羊峡水库在各时段的出库水量,既满足了青海电网电量平衡的要求,优化了青海电网电量结构,同时也增加了刘家峡水库防凌库容;通过优化调度,增加了凌汛期梯级水电站的可发电量,提高了梯级电站效益。     

小浪底水库对水沙的调控及下游河道响应

冲积性河流上修建水库后,由于对水沙的调节,下游河道将发生相应调整,直至和新的水沙条件相适应。小浪底水库位于控制黄河水沙的关键部位,1999年10月25日下闸蓄水,目前水库仍处于拦沙初期的运用阶段,五年来以水库异重流排沙为主,期间进行了三次调水调沙试验,绝大多数中粗泥沙拦在库内,进入下游的水沙量和过程均发生了显著变化,主要表现为:下泄水流含沙量低、泥沙颗粒较细、洪峰调平、汛期(7-10月)水量减少、非汛期水量增大。在这种水沙条件下,黄河下游河道持续冲刷,平滩流量增大,河槽趋于窄深、河床粗化,河势发生调整。     

黄河水沙变化与下游河道治理思考

由于黄河水沙条件的不利变化，黄河下游出现了小水大灾和长期断流，三门峡水库“蓄清排浑”运用经验的局限性表现得更为突出。从黄河下游河道输沙，防洪和水资源充分利用出发，小浪底水库应采取泥沙多年调节的运用方式，枯水，平水年蓄水拦沙运用，丰水年洪水期集中泄空冲刷产生讷和洪水，塑造窄深河槽，改造高村以上宽浅河道，利用窄深河槽输送较高含沙洪水入，，经多方案计算结果比较分析表明上述方案减淤效益显著，并可大量节省输     

多沙河流水库汛限水位动态控制运用与水库排沙问题研究

柳河是我国北方地区最为严重的多沙河流,本文通过对柳河多年水文泥沙特性和库区冲淤特性以及水库壹水排沙特性的分析与研究,提出了基于洪水预报和暴雨径流预报的汛限水位动态控制运用方案,有效的解决了水库蓄水与排沙问题,为洪水资源安全利用提供了技术保障,同时也对水库汛限水位动态控制运用进行了效益分析和风险分析.     

小浪底水库运用以来库区淤积形态分析

分析了小浪底水库运用以来库区的淤积形态,结果表明:水库非汛期蓄水拦沙,淤积形态变化不大;调水调沙期间及汛期发生洪水时,淤积形态受水沙条件、边界条件及水库运用方式的影响而调整,截至2010年汛后,小浪底全库区断面法计算淤积量为28.225亿m3,其中干、支流淤积量分别为22.395亿m3、5.830亿m3,支流淤积量占总淤积量的20.7%;库区干流呈三角洲淤积形态,并逐步向下游推进,支流口门淤积较为平整,支流河床纵剖面沿流向呈现一定的坡降;畛水沟口形成了高10.5 m的拦门沙坎,建议开展畛水拦门沙坎的防治研究。     

长江上游梯级水库建成后的三峡水情预报

通过分析长江上游干支流众多水库建成后对三峡水库水情预报带来的影响,并针对三峡水库蓄水后库区水文水力特性已经发生较大改变的实际情况,对原有的预报方案进行改进。考虑到三峡水库以上已建、在建水库的影响,分别采用Urbs、MIKE11等在国外应用较广的水文、水力学模型进行三峡区间产汇流和洪水演进研究,并将模型应用于2009年7月30日~8月4日的三峡水库坝前水情预报中。实践证明,预报成果精度较高,可以作为三峡水库调度依据。     

黄河泥沙动态分析

文中分年和汛期两方面分析总结了 195 0～ 1999年间黄河中下游径流量、输沙量和含沙量的年际和年内分配变化特点 ,分析了三门峡水库不同运行时期下游河道泥沙动态。研究结果表明 ,黄河泥沙 5 0年间发生了很大的变化 ,表现在径流量、输沙量、含沙量变化不同步 ,水量汛期比例减少而沙量向汛期集中等方面     

从水库形态和调度方式看三峡工程泥沙处置

Water projects' sediment deposition problems always cause widespread concerns. The gravity of them varies in accordance not only with reservoirs' natural and socio-economic characteristics but also with their modes of operation. The unique characteristics, configuration and mode of operation of Three Gorges Project (TGP) reservoir are compared with those of several existing large reservoirs in this paper. As many reservoirs are troubling environment by gradually extending coarse sediment deposition at the uppermost end of fluctuating backwater region toward upstream, Gezhouba reservoir on Yangtze and Danjiangkou reservoir on Hanjiang have shown no trace of such upstream extension of sediment deposition in relevant prototype observation data for the past 20 and more years. TGP reservoir's in-coming flow sediment conditions and configuration in plane are almost the same as those of Gezhouba reservoir, and TGP reservoir's mode of operation(usually keeping a very low pool level for flood control in flood season and storing up in-coming flow only thenceafter) is similar to that of Danjiangkou reservoir. New findings of sediment research and prototype flow sediment investigations as well as new agenda of large hydro projects' construction on Jinshajiang in nearest future assure the prospects of TGP sediment handling.