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。     

三峡水库动态汛限水位控制范围探讨

为了充分发挥三峡水库的防洪兴利效益,将当前单一汛限水位控制的运行方式改为动态汛限水位控制是必要的,也是可行的.在满足水库下游防洪标准和允许水库下泄安全流量要求的前提下,对主汛期和汛末期分别采用预泄方式和预蓄方式进行调洪演算,研究不同动态汛限水位控制范围的影响,得到了符合水库实际调度的动态汛限水位控制范围.结果表明,三峡水库实施动态汛限水位控制的运行方式,既可以避免抬高汛限水位引起的防洪风险,又能增加水库兴利效益.     

不同补偿调度方式下三峡水库分期汛限水位控制

在径流统计分析的基础上,确定三峡水库汛期分期,并分别研究了两种防洪补偿调度方式下的各分期汛限水位。初步分析结果认为,在满足原设计防洪安全要求的前提下,对荆江河段防洪补偿的调度方式,则三峡水库汛期汛前期汛限水位155 m,主汛期汛限水位维持145 m不变,汛末期水库运行水位为155 m;对兼顾城陵矶地区防洪补偿的调度方式,则汛前期汛限水位151 m,主汛期汛限水位维持145 m不变,汛末期汛限水位为147 m。这样的分期控制汛限水位不仅可以满足防洪要求,而且可以提高洪水资源的利用率。     

三峡水库汛末抗旱蓄水方式优化设计

为缓解三峡水库汛末蓄水与下游抗旱补水之间的矛盾,开展了三峡水库汛末抗旱蓄水方式优化设计。提出严格满足下游抗旱补水流量需求,考虑流量、出力过程稳定的三峡水库汛末改进蓄水方式,进而分析比较提前蓄水时间和汛末控制水位蓄水方案的兴利效益与防洪风险,确定了最佳提前蓄水方案并通过典型年蓄水调度过程进行检验。研究成果可为提高干旱条件下长江流域水资源控制运行水平提供科学的理论依据。     

汛期过渡期水库汛限水位动态控制方法

汛期分期控制限制水位是目前水库普遍采用的调度运用方式，本文利用水库主汛期和后汛水位，提出符合水库防洪标准的过渡汛限水位的动态控制方法，使主，后汛期间过渡期的汛限水位更具操作性，以确保水库防洪调度做到“保安全，多蓄水”。     

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。     

考虑生态流量约束的三峡水库汛末提前蓄水方式研究

针对长江流域气候和水文变化、来水量的减少、生态环境的影响和上游大量兴建水利设施等因素导致既定的需水方案已经不能满足这个矛盾,以原三峡水库汛末蓄水调度方案为模型基础,综合考虑防洪、发电、航运、下游抗旱补水和生态需水量等约束条件构建多目标数学优化模型,提出了基于汛末蓄水方案调度规则的6套汛末提前蓄水方案。根据每个汛末提前蓄水方案在年平均蓄满率、末水位、发电量、弃水量等方面的比较,来确定最佳提前蓄水方案,并选取来水较枯的典型年进行验证。结果表明:优化后的汛末提前蓄水方案,既能够有效控制三峡水库防洪风险又能最大限度挖掘兴利效益,是常规调度和生态调度相结合的最佳蓄水方案。     

水库水沙联合调度多目标决策模型

针对水库运用过程中蓄水与排沙之间的矛盾，本文首先建立了水库防洪、发电及航运调度子模型；然后，以水库防洪、发电及航运效益为基本目标，应用多目标决策方法，建立了水沙联合调度多目标决策模型；为减少水沙联合调度计算的工作量和难度，以子模型计算结果为基础，建立水库运行参数与目标之间的函数关系，将各目标有机地联系在一起，据此合理进行水沙联合调度；最后，将该模型应用到三峡水库汛末蓄水的研究中，得到一个兼顾各目标要求的蓄水方案。     

水库汛限水位实时动态控制模型研究

现行的汛限水位方法一般未能考虑预报信息，因而严重制约了水库汛期兴利效益的发挥。通过对实时调度中的可接受风险的研究，在调度期内控制防洪风险在可接受水平内；讨论实时调度与传统汛限水位之间的关系．由调度末水位耦合汛限水位，由此建立了带有机遇约束的水库汛限水位实时动态控制模型。结合三峡水库围堰发电期的汛期调度，进行了实例研究，结果表明，在不同的预报来水以及预报精度情况下，水库汛限水位实时动态控制模型能在不降低防洪标准的前提下，显著提高水库的兴利效益。     

华西秋雨与梅雨对三峡水库蓄水调度影响分析

长江中下游梅雨和上游华西秋雨分别发生于三峡水库主汛期前、后两个时期，是判断洪水遭遇与蓄水时机的重要依据。分析了梅雨和秋雨的时空分布特征、三峡水库7 d和15 d洪量系列的汛期分期及其对汛末蓄水的影响。结果表明：长江中下游梅雨发生在三峡水库主汛期前，长江上游华西秋雨最早8月21日开始；梅雨最晚8月8日结束，出梅后，长江中下游防洪压力减轻，三峡水库可提前释放城陵矶防洪库容；三峡水库8月29日进入后汛期，洪水量级适中，可考虑提前蓄水以充分利用秋汛洪水资源。综合梅雨、秋雨和三峡汛期分期的关键时间节点，在确保防洪安全的前提下，建议三峡水库自8月8日起实行汛期运行水位动态控制和提前蓄水调度。     

三峡水库提前蓄水的防洪风险与效益分析

在三峡水库现有优化调度和试验性蓄水方案的基础上,拟定了6组提前蓄水方案,开展提前蓄水的防洪风险和效益分析计算。选择1952和1964年为典型年,分别推求分期设计洪水过程线。研究结果表明：三峡水库9月1日从145 m开始起蓄,9月30日均匀蓄至160.0m,其1 000年一遇分期设计洪水对应的风险率和风险损失率分别为0.39%和1.47%,防洪风险仍在可控范围内;与原方案相比,多年平均可增加发电量24.65亿kWh,减少弃水量25.32亿m ³,汛后蓄满率和平均蓄水位分别提高到95.35%和174.8m。     

Water storage strategy in post-flood period for hongze lake based on flood utilizationEI北大核心CSCD

基于洪泽湖的地理地形特征,采用MIKE平台构建了湖泊及其蓄滞洪区联合运用的水文水动力模型,实现了对湖、陆水流运动和水量交换与控制的精细化模拟,并制定了后汛期不同蓄水时机和蓄水方案构成的蓄水策略样本库;通过丰、平、枯多种来水情景大规模的数值模拟,对不同典型年蓄水策略进行了评价和优选。结果表明:若洪泽湖后汛期来水属于丰水年系列,应于9月10—20日偏后期伺机蓄水,采用“先泄后蓄”、泄水效率较高的蓄水策略,尽量避开完整的洪水过程;若来水属于平水年系列,应于9月10—20日偏前期伺机蓄水,采用“先泄后蓄”、泄水效率较低的蓄水策略,在洪水的退水阶段起蓄;若来水属于枯水年系列,应于8月31日—9月10日起蓄,采用“先蓄后泄”的蓄水策略,泄水效率的选择应结合来水预报信息,在洪水的起涨段或中段即可拦蓄。     

丹江口水库汛期水位动态控制方案研究

丹江口水库加高完成后,为保障汉江中下游防洪安全和南水北调供水的顺利进行,防洪和蓄水的矛盾更加突出,根据目前的蓄水方案,蓄满率可能进一步降低。以62 a实测洪水资料为输入,对丹江口水库的运行方式进行了模拟调度和预泄能力分析,并根据汉江流域洪水特性,提出了不同时期丹江口水库的运行水位动态控制方案。根据提出的运行方案,丹江口水库在保证各项设计功能正常发挥的前提下,可进一步挖掘水库的防洪效益,并做到风险可控,供水保证率可提高10%左右,发电效益可增加5%左右。     

三峡及金沙江下游梯级水库群蓄水期联合调度策略

针对三峡及金沙江下游梯级水库群汛后竞争性蓄水矛盾,以溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝梯级四库系统为研究对象,采用不同来水年型、蓄水时间和起调水位构建蓄水情景集;以蓄水期期望发电量最大为目标,建立蓄水期多目标联合随机优化调度模型,生成各蓄水情景下的最优蓄水方案;基于蓄满率、梯级期望弃水量、梯级平均期望出力对各方案进行评价,推荐丰水年溪洛渡、向家坝9月11日起蓄、三峡9月10日起蓄,平水年溪洛渡、向家坝9月11日起蓄、三峡9月1日起蓄,枯水年溪洛渡、向家坝9月1日起蓄、三峡8月21日起蓄。     

三峡水库长期使用研究

 本文介绍水库长期使用的基本依据、运用规划。三峡水库属河道型水库,具有长期使用的优越条件;采用“蓄清排浑”的运用方式,正常蓄水位175m方案,运用100a后,可以保留水库有效库容86％～92％;水库回水变动区泥沙淤积较少;重庆市1％洪水水位约为199.2m,上游建库后,将不超过196m。     

凤滩水库分期分级洪水的防洪调度研究

根据凤滩水库的洪水特性和下游防洪要求,将汛期分为前、主、后三期,分别计算设计洪水,分析汛限水位、蓄水时机对调洪结果与发电效益的影响,寻求最优的汛期分期运行水位及调洪规则,提高水库的综合利用效益。     

考虑生态流量需求的梯级水库汛末蓄水调度研究——以溪洛渡-向家坝水库为例

针对溪洛渡-向家坝梯级水电站在汛末期发电兴利、汛末蓄水、无效弃水、下游生态需水等多方面存在的水资源利用矛盾,开展了考虑生态流量需求的汛末蓄水调度研究。首先借助于逐月最小生态径流法,计算了两库水电站蓄水期下游的最小生态流量过程,进而提出了基于调度图的改进提前蓄水方案,并引入了生态流量满足度结合其他兴利指标对蓄水方案进行了评价。研究结果表明：考虑到生态流量需求的改进提前蓄水方案,在提高梯级汛末蓄满率、增大发电效益以及减少弃水量的同时,两座水电站的运行出力、下泄流量过程更加平稳,生态流量满足度也得到了明显提高。研究成果可为溪洛渡-向家坝梯级调度运行、提高蓄水兴利与生态效益提供科学的指导依据。     

三峡水库减淤增容调度方式研究——多汛限水位调度方案

本文建议在汛期中小流量时（Q<35000m3/s），将坝前水位维持在148～151m；出现汛情且流量更较大后，将坝前水位降低到143m；入库流量大于35000m3/s且短期预报将出现大于十年一遇洪水时，预泄洪水到135m.按这一调度，汛期约80％时间可以维持在较高水位，一般洪水期。汛限水位143m不影响坝区通航，135m水位迎洪可大量增加防洪库客。到100年后可减淤30亿m3，增加防洪库容约40亿m3.变动回水区减淤40%，优化了坝区水沙搭配，可改善通航条件。降低库区洪水位，缓解防洪与移民的矛盾。可对发电带来较大好处：提高发电效益，减少粗沙过机。初期水库排沙比大于原方案，可减轻下游冲刷。同时，可减小三峡汛初泄水与鄱阳湖防洪的矛盾。