葛洲坝-三峡水库不同蓄水阶段对中下游水沙影响

以葛洲坝-三峡梯级水库为研究对象,根据水库的不同运行阶段划分研究时段,基于寸滩、宜昌、汉口、大通站1954~2008年的日流量和日含沙量资料,计算分析了梯级水库运行对长江中下游输沙量及水沙关系的影响。结果表明:4个水文站的年输沙量、含沙量总体呈下降趋势,梯级水库运行对中下游输沙量及水沙关系的影响与水库库容和距离水库远近有关;水库拦截造成的泥沙减少与年径流量变化无关,与径流量的季节分配变化有关,径流量季节分配的变化和梯级水库的蓄水拦沙都使大通站月输沙量的年内分配更加均匀。     

金沙江梯级水库运用对下游河段输沙影响分析

金沙江梯级水库相继运用以来,上游的大量泥沙被拦截在水库内。为研究梯级水库运用后对水库下游河段泥沙输移的影响,对向家坝站、朱沱站及寸滩站多年的径流及输沙资料进行了计算分析。结果表明:金沙江梯级水库运用后,水库拦沙影响,水库下游河段至长江上游干流河道输沙量发生不同程度的减少;同时对长江上游的水沙特性有一定程度的改变,加剧了河段的冲刷。研究成果可为定量评价金沙江梯级水利工程建设对长江泥沙输移的影响提供参考。     

上游来水来沙变化及对重庆河段泥沙淤积的影响

三峡水库按175 m方案正常蓄水运行后,处于回水变动区的重庆河段将具有水库和天然河道的双重特性,随着水库运行时间的增长,该河段将呈现累积性泥沙淤积趋势.根据长江寸滩站和嘉陵江北碚站长系列水文观测资料分析,近年来三峡入库泥沙明显减少,而随着金沙江和嘉陵江上游梯级开发的逐步实施,上游大型水库拦沙效益将逐步显现,重庆河段的来沙量将进一步减少,可有效减缓重庆河段泥沙淤积速率,减少淤积总量和边滩淤积,增加三峡水库的兴利库容利用率,有利于重庆河段岸线及水资源综合利用.     

三峡工程洪水随机模拟研究综述

在三峡工程的规划与设计中，为研究三峡工程设计洪水的地区组成、上游干支流水库群对三峡工程的影响以及三峡水库对长江中下游的防洪作用，在已有的实测短系列的基础上，应用洪水变量的随机特性，分别建立了三峡坝址宜昌站、坝址以上屏山-宜昌段、坝址以下的宜昌-城陵矶段及包含三峡坝址的寸滩-大通段的洪水随机模型。这些模型的建立，使得过去由设计洪水典型年法难以完成的梯级水库群对设计洪水的影响以及具有水库、堤防、分蓄洪工程所组成的防洪系统防洪效益计算成为可能。并得出了长江上游干支流水库建库后对三峡入库洪水的影响以及三峡水库对中下游防洪调度的巨大作用这一实用结论，为三峡工程设计提供了重要依据。     

“十二五”水利科技重点研究方向

<正>一、长江流域综合治理重大问题1.三峡等建成后长江中下游防洪关键技术上游干支流梯级水库建库后长江中下游防洪形势分析,长江中下游江湖关系,涉河工程群对河势、防洪综合影响,梯级水库泥沙调度与有效库容长期保持技术,河道崩岸预测及综合治理技术研究与示范,长江中下游分蓄洪区     

金沙江下游——三峡梯级水库联合调度研讨会在宜昌召开

为总结梯级水库联合调度经验、分析2017年防汛抗旱形势、持续推进梯级水库科学联合调度,4月14日,长江委防总办、国家电力调控中心和长江电力在宜昌召开了金沙江下游——三峡梯级水库联合调度研讨会。     

金沙江梯级与三峡水库联合防洪调度研究

金沙江下游溪洛渡、向家坝梯级水库具有对川江沿岸重要城市和配合三峡水库对长江中下游进行防洪的双重防洪功能,如何科学划分金沙江梯级水库有限防洪库容、协调各防洪对象的调度方式,是溪洛渡、向家坝配合三峡防洪调度这一面向多区域防洪问题的关键科学问题。首先在金沙江溪洛渡、向家坝梯级规划设计防洪库容的基础上,按照所在河段防洪目标及配合三峡水库对中下游防洪的次序,探讨了川渝河段及长江中下游重点区域防洪对溪洛渡、向家坝梯级水库防洪库容的预留要求;进而分析了上、下游洪水遭遇类型及相关性,寻求针对不同区域防洪的库容共用空间,确定防洪库容分配方案;最后,分析了上游水库拦蓄方式对三峡入库洪水的影响,提出科学、合理、可行的金沙江溪洛渡、向家坝梯级配合三峡水库联合防洪的调度方式。分析认为,联合调度可有效减轻长江中游的防洪压力,经济效益显著。     

三峡水库蓄水以来水库淤积和坝下冲刷研究

为了分析三峡工程对库区及坝下长江中游河势的影响,基于实测资料,较为系统地研究了三峡水库蓄水运用以来水库泥沙淤积和坝下游河床冲刷特性。研究表明,1991年以来长江干流各站径流量变化不大,输沙量明显减小;三峡水库蓄水运用后的2003～2011年入库沙量继续大幅减少,仅为原设计值的40%,水库年均淤积泥沙1.40亿t,也仅为论证阶段的40%左右,且绝大部分淤积在常年回水区和死库容内;受上游来沙减小和三峡水库蓄水拦沙影响,坝下游输沙量大幅减小,悬移质泥沙颗粒也明显变粗,长江中游原有的冲淤相对平衡状态被打破,河床发生沿程冲刷,2002年10月至2010年10月,宜昌至湖口河段总冲刷量为9.79亿m3,河床冲淤形态转变为“滩、槽均冲”,主要冲刷发生在宜昌至城陵矶河段。     

浅谈“龙头水库”在金沙江梯级开发中的地位和作用

通过库容与能量效益的比较，揭示上虎跳峡电站作为金沙江中下游河段的“龙头水库”对增加下游梯级电站（包括长江三峡、葛洲坝）的保证出力、改善电站供电质量、提高系统运行可靠性的巨大作用。如果上虎跳峡电站坝址（上峡口至龙蟠坝段）成立，建议正常蓄水位选用２０１２ｍ。如果坝址须上移，则新的“龙头水库”的调蓄库容不能少于１３０～１５０亿ｍ３。     

三峡-葛洲坝梯级枢纽常规水库调度系统

三峡-葛洲坝梯级枢纽常规水库调度系统是<长江三峡水利枢纽梯级水库调度自动化系统>的高级应用部分,该系统建立在三峡梯级水利枢纽水库调度自动化系统水调数据平台之上,在洪水预报成果的基础上,根据三峡-葛洲坝梯级枢纽的防洪、发电、航运的综合利用要求,作出三峡、葛洲坝电厂长、中、短期出力预报,相应作出梯级枢纽水库调度计划,确定梯级水库的蓄泄对策及闸门的开启计划,制定闸门的操作命令,完整地实现了三峡-葛洲坝梯级枢纽常规水库调度业务.     

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。     

长江宜昌至汉口河段输沙特性分析

通过对长江宜昌至汉口干支流水文站50年水文资料的分析发现，长江干流年水量变化不大，而年沙量变化很大，造成沙量增减变化的主要原因是荆江三口(藕池口，松枝口，太平口)分洪分沙、量的逐年减少、干流来沙及汉江丹江口水库蓄水运用引起的。本文还从沙量平衡法和断面法分析了宜昌至汉口河段的泥沙冲淤和输沙特性，发现城陵矶至汉口河段长期处于淤积状态，是上下游河段挟沙力平衡的一个调节河段。并预测三峡水库蓄水后下游年沙量将进一步减少。     

三峡初期蓄水对典型鱼类栖息地适宜性的影响

三峡工程是长江中游干流最大的骨干工程，蓄水后下游水文情势发生明显改变。分析水库运行后下游水文情势的改变情况，将为了解大型水利工程对河流健康状况的影响程度和开展生态保护提供有意义的信息和帮助。本文选择宜昌站作为研究对象，并以中华鲟和四大家鱼为典型代表物种，研究三峡工程初期蓄水对下游生态系统的影响。结果表明，三峡工程蓄水运行后，(1) 坝下宜昌站生态水文条件发生明显变化，主要表现为多年平均水温上升，多年平均流量、水位和含沙量下降；(2) 非汛期的水温以及汛期的流量、水位和含沙量月径流过程明显改变；(3) 下游生态水文条件的改变，导致中华鲟鲟卵孵化适宜度和四大家鱼产卵适宜度明显降低；(4) 栖息地内生态水文条件的变化是影响中华鲟鲟卵孵化和四大家鱼产卵行为的关键因素，而不是影响中华鲟产卵和四大家鱼鱼卵孵化的关键因素。     

长江上游川江河道水沙输移特性分析

选取长江干流上游屏山、寸滩和宜昌及支流嘉陵江的北碚站、岷江的高场站等水文站为代表站,对比分析各站近期年径流量、年输沙量、年均含沙量等水沙特征值的变化特性。另外,依据宜昌站实测资料重点分析了川江沙卵石推移质的粒径组成情况及其输沙率年内变化过程。分析结果表明:长江上游川江河道含沙量较小,而输沙量较大,从金沙江下游屏山站至宜昌站,输沙量沿程增大,而含沙量则沿程有减有增,但主要是减小。川江沙质推移质输移集中在4-11月,其粒径在汛期的5(或6)月-8(或9)月,粒径先是变细,然后逐渐变粗。而卵石推移质集中在6-10月其粒径在汛期的5(或6)月-8(或9)月,粒径先是变粗,然后逐渐变细。     

长江上游高洪水期泥沙输移特性

长江上游高洪水期(汛期)泥沙输移特性是决定三峡库区泥沙淤积的关键因素,直接关乎三峡水库使用寿命及综合效益的发挥。借助干、支流长系列水沙资料,分析了长江三峡水库入库寸滩站高洪水期泥沙输移特性,结果表明:近40 a来,寸滩站场次洪水中7 d洪量未出现趋势性变化,而7 d沙量显著减少,高洪水期输沙经历了“涨水输沙占优—涨、落水基本持平—落水输沙占优”的变化过程。2013年以前,寸滩站高洪水期径流及泥沙均主要来自于金沙江,而向家坝、溪洛渡水电站陆续投运后,2013—2019年寸滩站洪水场次(洪峰流量30 000 m³/s以上)共计14场。从径流来源来看,仅4场主要来自于金沙江,其余9场主要来自于嘉陵江,1场来自岷江;从泥沙来源来看,9场主要来自于嘉陵江,其余5场分别来自于沱江、岷江、横江,金沙江已不是寸滩站高洪水期过程中泥沙的主要来源区。研究成果可为三峡水库沙峰排沙调度、库尾减淤调度提供理论支撑,为长江泥沙治理提供保障。     

长江水沙变化发展趋势

本报告是根据长江五十年的水沙资料，宏观分析长江干支流各主要水文站水沙发展趋势，发现干流汉口站、大通站、宜昌站平均年输沙量都有明显减小趋势。各主要支流水文站减沙趋势明显，汉江皇庄站平均年输沙量减少得最为显著。但金沙江的屏山站近期平均年沙量有增加的趋势。长江向洞庭湖分洪分沙的减少，使长江干流增沙。根据各站水沙资料分析了长江干流各河段发生的冲淤。文章还分析了大通站的水位流量关系和流量输沙率的关系，发现近年来大通站同流量水位有所下降和同流量输沙率也有减小的趋势。     

大型水利工程对长江中下游水沙变化特征的影响分析

三峡大坝蓄水运用以后,直接影响中下游的径流量和输沙量。根据1988-2012年宜昌站、大通站的水文数据,运用相关分析法和Mann-Kendall非参数检验法,对比分析长江流域宜昌站和大通站的径流量和输沙量特性及其在时间和空间上的变化规律。结果表明:宜昌站、大通站年际径流量由于三峡大坝的蓄水存在波动,但未出现明显的趋势性变化;而输沙量从20世纪80年代就开始减少,在2003年三峡大坝建成之后减少的趋势更为明显,三峡大坝对下游水文站点的水沙影响随着与三峡大坝距离的增加而减少,上游宜昌站的水沙变化较下游大通站更为显著。     

溪洛渡、向家坝水库与三峡水库联合蓄水调度研究

由于溪洛渡、向家坝水库与三峡水库蓄水时间上的同步性,使三峡水库蓄水难度进一步加大,进而影响其综合效益的发挥。为满足下游地区在蓄水期对上游梯级水库下泄流量的新要求,研究金沙江溪洛渡、向家坝水库与三峡水库联合蓄水调度方案,优化梯级水库蓄水过程。在综合分析防洪、泥沙、库区、发电及供水等指标基础上,推荐梯级水库蓄水调度方案。防洪、库区淹没及泥沙淤积的影响分析表明,所提方案可进一步缓解下游地区的供水压力,对金沙江梯级水库联合蓄水调度一定实践指导意义。     

洞庭湖和鄱阳湖水量优化调控工程研究

随着三峡水库及上游干支流控制性水库的逐步投运,长江中下游防洪形势得到极大改善。同时,由于蓄水拦沙,“清水”下泄,江湖关系已经并将继续发生变化,导致两湖水文情势进一步变化,对两湖地区水资源综合利用和水生态环境保护产生深刻影响。分析了洞庭湖江湖关系变化趋势和鄱阳湖枯水变化情势及其影响,结合湖区经济社会发展和生态环境保护对水利的要求,研究了两湖水量优化调控总体思路,提出了优化调控两湖水量的工程措施,为两湖生态经济区和长江经济带建设提供支撑和保障。