三峡水库运用初期库区水沙输移数值模拟

考虑水沙输移过程中的非恒定性,建立了三峡水库一维非恒定水沙数学模型.此模型为一树状河网模型,可以将更多支流纳入计算范围.采用三峡水库蓄水运用后2003 - 2009年实测水沙资料对模型进行了验证计算,计算结果与实测资料符合较好,表明模型能够用于三峡水库干支流河道水沙输移数值模拟.该模型可在今后三峡水库优化调度等相关研究工作中发挥其模拟和预测作用.     

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。     

非恒定流模型在北江上游实时预报中的应用

非恒定流计算方法是一种比较成熟的水力学计算方法，该方法应用在洪水预报中具有需率定参数少、物理概念清晰、精度较高、处理手段灵活等优点。以北江为例，介绍在实时预报应用过程中河道的概化方法、特殊水流的处理方式、上下边界的选用、区间入流的处理以及计算的方法和步骤。     

三峡水库干支流河道一维非恒定水沙数学模型初步研究

 考虑水沙运动过程中的非恒定性及众多支流的影响,建立了三峡水库干支流河道一维非恒定水沙数学模型,并对水流方程组采用三级解法求解。采用三峡水库蓄水运用后2003年6月至2004年12月的水库实测水沙资料对模型进行了验证,验证结果有良好的一致性。本模型在使用1961-1970年系列年入库水沙条件及水库正常蓄水位调度方案下进行了水库冲淤100 a预测计算,计算结果较为合理,表明本模型可用于三峡水库水沙数值模拟。     

基于区间入流预报的右江河道洪水演进

广西右江如果发生大洪水,将对郁江和南宁市的防洪产生严重威胁,因此右江洪水演进分析对南宁市的防洪具有重要意义。选出百色水文站洪峰流量依次增大的5场洪水,用右江百色-田东河段区间内的小流域作为代表性流域率定新安江模型参数,对区间入流洪水进行了预报。根据预报结果采用经参数试错法率定后的马斯京根模型对5场洪水进行了演进,计算了田东水文站断面的流量。结果表明:计算结果与实测流量相对误差较小,相关性系数较大,说明试错法对于马斯京根模型参数求解精度较高。     

基于水沙模型的三峡水库库尾挖沙减淤研究

三峡水库运行后,上游来沙中大部分粗沙淤积于库尾,不仅减少了水库的有效库容,对库尾回水段的通航也将产生影响。为减少三峡库尾泥沙淤积,提出了一种新的水库减淤方式,即固定河段挖粗沙方案。该方案通过持续疏浚将入库粗沙大部分截留挖除,控制粗沙向上游延伸,可有效实现水库减淤。根据三峡库尾河道地形和淤积特点,提出了7种挖沙减淤方案,并采用一维非恒定流水沙数学模型,计算分析了不同挖沙方案的减淤效果,并对比提出推荐挖沙方案。     

水库一维非恒定流数值计算

本文根据质量守恒定律重新推导了描述天然洪水控制方程组中的连续性方程,并用河段的体积和流量的微分方程表示。由动量定律可知,河段水体作用的动量其与河段进出口断面的动量之差及河段受力有关,对规则河段和不规则河段均采用同一描述方法。上边界条件为水库入流过程浅,下边界条件可采用水位流量关系、水位过程线.水库大坝作为内边界条件。以一维非恒定流方程组的加权四点隐式差分格式,求解各预报断面的流量过程、水位过程、最高水位、洪峰流量和洪峰出现时间。     

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.     

一维非恒定水动力学模型的实时洪水预报

本文建立了一维非恒定水动力学模型与最小二乘法耦合的实时洪水预报模型。运用最小二乘的递推算法,引入时变遗忘因子实时跟踪模型中时变参数的变化,并动态修正参数,实时改变一维非恒定水动力学模型结构,对洪水预报进行实时修正。通过长江干流宜昌～螺山段洪水实时预报应用．改进后模型预报精度比原一维非恒定水动力学模型计算结果有很大提高,表明所建立的模型用于洪水预报是行之有效的,在洪水预报中具有推广应用价值。     

一维非恒定流模型在黄河水量调度中的应用

随着黄河下游工农业生产的不断发展以及人民群众生活水平的提高，黄河水资源供需矛盾越来越突出。确保黄河不断流必然而临着越来越大的压力，提高水量调度的快速反映能力势存必行，因而提出了一维河网非恒定流数值计算模型在黄河下游枯水演进中的数学基础、实现方法和在此基础上建立的枯季水量调度软件的应用，通过对1985、1988年利津水文站流量的拟合结果比较可以看出，利用一维河网非恒定流模型建立的黄河下游枯水演进系统的实际应用效果是令人满意的。     

三峡水库磷输移规律研究

三峡水库在发挥防洪、发电、航运等综合效益的同时,也带来了一定的生态环境问题。营养盐磷是水生生态系统的重要生源物质,水库运行拦截泥沙的同时也拦截了部分泥沙所承载的磷。本文利用1997—2017年期间三峡水库的实测流量、含沙量和磷浓度资料,定量分析了三峡水库的磷输移特征,包括时空分布、负荷变化、水库磷拦截率等,旨在明晰三峡水库运行对磷输移的影响。考虑三峡、向家坝和溪洛渡水库开始蓄水时间,将其划分为1997—2002年、2003—2012年和2013—2017年3个时段,分别代表水库蓄水前、三峡水库蓄水、以及上游水库群蓄水。结果表明,库区磷拦截率主要受汛期的磷输移规律的影响;忽略库区区间汇入的影响,基于逐月磷浓度数据可知,2003—2012年,三峡水库的总磷(TP)拦截率为59.8%,溶解磷(DP)拦截率为14.6%;2013—2017年,受三峡入库含沙量大幅减小及点源污染排放增强的影响,DP/TP比值升高,入库磷被更多地输运至下游河道,库区TP和DP拦截率分别减小为14.4%和—18.5%。泥沙对磷输移具有重要的"源"和"汇(缓冲)"作用,但TP与含沙量的关系曲线在汛期与非汛期、不同断面和...     

用聚类预报模型预报三峡水库来水量的探讨

为了开展三峡水库入库来水量长期预报,从北半球500 hPa高度场、太平洋海温场、北半球100 hPa高度场、北半球地面气压场与74项环流特征指数作为预报因子,采用回归方程求解和回归效果检验,建立回归聚类预报物理模型,对三峡水库6～8月各月平均来水量进行了长期预报分析。结果表明,三峡水库6~8月份各月来水量回归聚类预报的技术路线是可行的,正、负距平符号一致的概率能达到80%以上,效果较好,基本上可以满足生产需要。回归聚类预报物理模型具有一定的应用推广价值。     

三峡水库不平衡泥沙输移规律

通过观测资料分析与数学模型模拟,研究了三峡水库在大水深强不平衡条件下非均匀沙输沙规律。研究说明,三峡工程蓄水运用后,洪水以重力波的形式传播作用明显,寸滩站至黄陵庙站的悬沙输移时间比洪水传播时间滞后较多,考虑洪水的非恒定过程使计算水库泥沙淤积有所增加。三峡水库细颗粒泥沙不仅淤积比大,且不同粒径对计算结果影响不大,如不考虑絮凝作用,难以用不平衡输沙理论解释。考虑絮凝作用后,模拟三峡水库出库含沙量过程与观测良好,从侧面说明三峡水库可能存在絮凝现象,此问题值得进一步深入研究。     

基于蓄满率的三峡水库蓄水时期研究

三峡水库是以防洪、发电、航运为主的大型水利枢纽,水库能否蓄满,直接关系到工程综合效益的发挥。以水库蓄满为目标,通过还原水库蓄水后2003-2013年坝址处的自然径流量,考虑上游水库群联合调度的影响,分析探讨了16种不同蓄水时间与起蓄水位组合情形下三峡水库的的蓄满率。结果表明,按原设计方案(从10月1日开始蓄水,起蓄水位145m)蓄水时,蓄满率仅为81.2%;蓄满率大小与起蓄时间提前程度以及起蓄水位高度基本呈正相关,当起蓄时间提前至9月10日,起蓄水位不变,或起蓄水位升至160m,蓄水时间不变时,水库蓄满率显著增大,分别达到93.8%和98.4%;考虑水库的防洪安全和综合效益发挥,推荐在起蓄水位为150m的前提下,在一般年份,蓄水时间可提前至9月10日,在预报入库来水偏多的年份,蓄水时间可推迟至9月20日的蓄水方式较恰当。     

Ecological operation for Three Gorges Reservoir

The traditional operation of the Three Gorges Reservoir has mainly focused on water for flood control,power generation,navigation,water supply,and recreation,and given less attention to the negative impacts of reservoir operation on the river ecosystem.In order to reduce the negative influence of reservoir operation,ecological operation of the reservoir should be studied with a focus on maintaining a healthy river ecosystem.This study considered ecological operation targets,including maintaining the river environmental flow and protecting the spawning and reproduction of the Chinese sturgeon and four major Chinese carps.Using flow data from 1900 to 2006 at the Yichang gauging station as the control station data for the Yangtze River,the minimal and optimal river environmental flows were analyzed,and eco-hydrological targets for the Chinese sturgeon and four major Chinese carps in the Yangtze River were calculated.This paper proposes a reservoir ecological operation model,which comprehensively considers flood control,power generation,navigation,and the ecological environment.Three typical periods,wet,normal,and dry years,were selected,and the particle swarm optimization algorithm was used to analyze the model.The results show that ecological operation modes have different effects on the economic benefit of the hydropower station,and the reservoir ecological operation model can simulate the flood pulse for the requirements of spawning of the Chinese sturgeon and four major Chinese carps.According to the results,by adopting a suitable re-operation scheme,the hydropower benefit of the reservoir will not decrease dramatically while the ecological demand is met.The results provide a reference for designing reasonable operation schemes for the Three Gorges Reservoir.     

三峡水库蓄水以来近坝区水温垂向结构分析

三峡水库是否存在低温下泄水流一直是国内外专家学者关注的热点问题之一。本文以三峡大坝上游距离最近的庙河断面作为典型断面,利用2004-2009年实测水温资料,分析三峡水库近坝区水域水温垂向结构,结果表明：三峡水库近坝区目前还没有形成温跃层;温差较大的区域（0-75 m）均位于电站取水口高程（110 m）以下;三峡水库不存在低温水流下泄问题。     

三峡水库航运流量补偿调度效益

三峡水库在枯水季节(简称“枯季”)为下游航运实施流量补偿调度是三峡工程主要设计任务之一。依据初步设计,三峡水库自2006年汛末进入初期运行期以来,开始承担大坝下游航运流量补偿任务,实际运行过程中,根据上游来水情况,充分利用水库调节库容实施航运流量补偿调度。本文对三峡水库蓄水发电以来枯季航运补偿运用进行了分析总结,提出了今后枯季水库运用中应注意的问题。