汛限水位优化调度对三峡水库泥沙淤积的影响

汛限水位优化调度在进一步充分发挥三峡水库的综合效益的同时必然影响水库淤积发展过程,进而影响航运状况。文中运用一维及二维非恒定流非均匀沙数学模型,计算分析了汛限水位优化调度对三峡水库泥沙淤积及航运的影响,结果表明,采用汛限水位优化调度方案后,三峡水库的淤积发展过程将加快,但是,在三峡水库运行的前100年内,这种淤积差别并不大。优化调度对各个河段淤积的影响程度不同,从绝对量来说,水库下段受优化调度影响最大,一度出现的淤积量差别是最大的;从相对量来说,水库变动回水区下段及常年回水区上段受优化调度的影响要明显大于下段。从变动回水区航运情况看,优化调度对铜锣峡以下河段航运的影响不大,对铜锣峡以上河段,由于受上游水库修建及来水来沙减少造成的冲刷的影响,优化调度的影响也并不明显。     

水沙条件变化对三峡水库泥沙淤积的影响

三峡水库上游来水来沙变化必然影响水库淤积发展过程,进而影响航运状况。本文运用一维及二维泥沙数学模型计算分析了上游水沙条件变化对三峡水库泥沙淤积及航运的影响,一维计算结果表明,90年代相对于60年代来沙变少变细后,三峡水库的淤积发展过程将明显减慢,淤积部位偏下,并且平衡淤积量也相对于60年代水沙情况下减小;上游建库的综合作用将延缓三峡水库的淤积发展过程,上游建库情况下,变动回水区河段在三峡水库运用40年内不会出现泥沙淤积问题;重庆河段整体呈现冲的趋势,100年内基本不发生淤积。二维计算结果表明,相对于上游无库情况下,上游干流建库后,重庆河段长江干流泥沙淤积量及淤积厚度明显减少,甚至出现冲刷,航运条件明显改善;金沙碛河段受上游干流建库影响较小,仍会出现碍航问题,需要进一步整治。     

三峡水库9月分旬控制蓄水初步研究

三峡水库提前蓄水是充分发挥三峡水库效益的重要课题,而提前蓄水必然会提高三峡大坝的防洪风险,有必要提出一个有效的调度方案解决。本文在分析三峡水库洪水的基础上,提出了9月分旬控制蓄水的方案,针对不同频率的洪水组合进行了调洪演算,得到了9月各旬相应的防洪限制水位,并对其发电效益进行了比较。所得结论可供三峡工程在实际运行中制定调度方案参考。     

三峡水库首次蓄水对泥沙输移特性的影响

以2003年三峡库区及坝下游水文站水沙整编资料为基础,分析了水库上游来水来沙情况,并与2002年比较,讨论了不同阶段水库悬移质泥沙输移的不同特征。结果表明,在水库135m蓄水以前,库区河道微冲;蓄水期间排沙比最小,仅10%左右;两次蓄水过程后排沙比约15%左右;全年排沙比约30～40%,其中约85%左右的泥沙输移是在两次洪水过程中完成的,两次洪水过程排沙比近50%。来水来沙量大时,泥沙主要淤积在万县—大坝区间,来水来沙量小时,主要淤积在清溪场—万县区间。水库的输沙特性主要受库尾地形、水面比降、流量、含沙量等因素的影响。     

明渠浅水回流区泥沙淤积的试验研究

通过试验,系统研究了边墩下游各种糙率条件下的泥沙淤积特性,分析了泥沙淤积的发展过程和变化规律.泥沙主要在矢量流速小于0.1m/s的主流与回流区交界带淤积.试验初期泥沙的淤积速度很快,2.0h后淤积减缓,3.0h基本达到淤积平衡,淤积体的沙脊达到水面.在泥沙淤积大致平衡的条件下,得出了泥沙淤积厚度、淤积面积和淤积体积与水流阻力系数的回归关系,三者均随糙率的加大而增加.     

泥沙淤积对水库影响的评估模型研究

泥沙淤积使水库不断受到功能性、安全性和综合效益下降的影响。为了量化泥沙淤积对水库的影响,提出了泥沙淤积对水库影响评价指标体系,采用层次分析法建立了泥沙淤积对水库影响评估模型,并将该评估模型应用到小浪底、丹江口和三门峡3个典型水库进行初步评价研究,计算了泥沙淤积对这些水库的影响程度。计算结果基本能反映泥沙淤积对这3个典型水库当前的影响程度。     

三峡水库蓄水后荆江典型分汊河段演变机理及发展趋势研究

分汊河段水动力轴线受水沙及河床边界等的影响易于摆动,主流摆动为主支汊易位提供动力条件,也使得分汊河段心滩及边滩的演变趋于复杂。三峡水库蓄水后,水沙条件变异使得下游分汊河段主流摆动现象及其影响更加显著。本文以荆江典型分汊河段——沙市河段为例,分析了分汊河段的演变特点及机理,明确了水动力条件、来沙及洲滩相互作用对浅滩演变的重要影响。在此基础上,结合三峡水库蓄水后水沙条件变化特点,研究河段演变趋势。     

三峡水库入库泥沙数量已经、并继续大幅度减少——对"关于三峡水库入库泥沙条件的讨论"一文的回应

针对有文章对三峡水库淤积研究采用的来沙系列提出了异议[1],认为数量偏小,从而使淤积研究成果不安全,“要更多的‘居安思危’才是科学的态度”。本文对此专门予以回应。文中首先指出,在三峡工程论证和设计阶段,采用的1961-1970年水文系列较之多年平均值是偏大的,不是文献[1]所谓偏少。其次,也是更主要的,嘉陵江来沙大幅度减少,及金沙江下段的溪洛渡和向家坝两个电站水库的拦截泥沙,将使三峡水库入库泥沙在100年以内,减少约230×108t,占入库站寸滩来沙量的54.0%。相应的粗沙减少49.28×108t,占寸滩来沙量的80.7%。接着,指出金沙江一系列的水电开发的高坝水库,截断其来沙是长期的,这将是一个客观事实,任何理由也不能否认这一点。文中还提到了嘉陵江来沙减少原因、水库入库站的定义、以及近底层测验资料表明粗沙漏测的数量等专门问题,并指出这些都不是加大粗沙的理由。最后,论述了来沙减少对三峡水库淤积的影响,特别是变动回水区在相当长的一段时间,淤积还会大为缓解。若置100年内以及更长时间减沙的重大效益于不顾,反而提出要加大粗沙来量,这不是用“科学的态度”,或“居安思危”能够解释的。     

三峡水库泥沙计算成果是可靠的——对"关于三峡水库泥沙计算可靠性的讨论"文章的回应和讨论

本文是对文献[1]“关于三峡水库泥沙计算可靠性的讨论”的回应和讨论。文中首先对非均匀沙挟沙能力关系进行了必要说明,指出挟沙能力系数的多值性,并从理论上论证了在长江水库中取K=0．03及长江河道中取K=0．017是有根据的,而且与经验值是符合的。针对文献[1]认为三峡水库挟沙能力系数做的工作太少,没有认真研究,本文引用了一系列成果以说明对挟沙能力及挟沙能力系数一直在不断深入研究,不仅论证了采用值是最优的,而且在理论上有不少进展和创新。其次,直率指出文献[1]在挟沙能力系数偏大的实际资料分析中含有误解和错误,不足以得到它的结论。同时列举了支持三峡水库和下游河道挟沙能力系数的几个重要成果;并指出决定水库淤积的是不平衡输沙时的含沙量,离开它专谈挟沙能力是不全面的。接着对丹江口水库验证成果及有关数据进行了说明和分析,指出文献[1]提出的一些讨论不符合实际,是不恰当的;而两个单位的验证成果,足够符合目前泥沙研究的精度。最后指出文献[1]的挟沙能力系数影响三峡水库淤积的分析结论明显地夸大了淤积,进而对文献[1]及其作者的自相矛盾的一些研究与作法提出了异议,并希望注意改进。     

长江上游梯级水库联合调度泥沙数学模型研究

本文以自主研发并经过实测资料验证的三峡水库一维非恒定流水沙数学模型为基础,将溪洛渡及向家坝水库纳入整体计算范围,建立了包括溪洛渡、向家坝和三峡三个水库的长江上游梯级水库联合调度一维非恒定流水沙数学模型。本模型为一基于树状河网的全沙模型,可将溪洛渡水库库尾—三峡坝址的长江干流和部分主要支流作为一个整体进行泥沙冲淤同步联合计算,采用该模型对水库群联合运用条件下各水库泥沙冲淤变化及相互影响进行了研究,初步揭示了长江上游特大型梯级水库群泥沙淤积规律。     

关于三峡水库入库泥沙条件的讨论

本文讨论了三峡工程论证期间采用的泥沙数量及其合理性。指出当时采用的粗泥沙比例偏小，可能低估三峡水库上段的泥沙淤积数量。近年来，长江上游水沙减少，特别是嘉陵江泥沙减少较大，加上金沙江即将修建溪洛渡等大型水电站，可缓解三峡水库的泥沙淤积。但是，由于水沙变化有不确定性。近年，在嘉陵江上修建航运梯级和径流减少等对沙量短期减少具有重要作用，但上游梯级水库的拦沙作用是有限的。所以，从长远考虑，三峡水库需要有切实的控制淤积途径，以保证工程长远发挥效益。     

基于ADV的三峡水库瞬时含沙量测量研究

利用ADV在三峡水库淤积较为严重的忠县和奉节河段实施含沙量测量,建立了瞬时含沙量的声学反演方法。ADV声波强度信号通常受局部毛刺和高频噪声的影响,提出先用小波分析过滤高频噪声、再用相空间密度法剔除毛刺的声波信号处理方法。实测资料率定表明含沙量和声波强度在双对数坐标系下呈线性关系,其斜率和截距均为泥沙中值粒径的函数,从而得到了瞬时含沙量反演公式。据此计算的泥沙扩散通量与雷诺应力具有较强的正相关性、含沙量标量谱遵循Obukhov-Corrsin的-5/3次方规律,表明本文提出的瞬时含沙量反演方法可行。     

挖粗沙减淤在三峡水库中的数值模拟研究

＂固定河段挖粗沙＂是水库可行的减淤方式之一。以三峡水库为例,利用水流泥沙数学模型研究挖粗沙后水库的减淤效果及过程。计算结果表明,在三峡回水末端设置约10km长度挖沙段进行挖粗沙（d〉0.1mm）,使水库百年淤积总量由177亿m3降至140亿m3左右。挖沙段集中拦截了入库的大部分粗沙,通过改变河道坡降、流速和挟沙力等水力条件,使库区淤积面与回水面同时降低,减淤效果延伸至整个水库,减淤效率很高。在库区设置固定河段持续清除粗沙是一种高效可靠的水库减淤方式。     

三峡水库汛限水位优化调度初步研究

汛限水位优化调度是提高三峡水库综合效益的重要途径.本文分析了汛限水位优化的必要性,在充分考虑了防洪的基础上提出了优化的方案,并比较了各方案的防洪和发电效益,最后简要分析了上游建库对优化的影响.通过优化调度后可以在保证防洪的基础上大大提高三峡水库的发电效益,而上游建库则对优化的防洪和发电更为有利,并有通过水库联合调度进一步提高发电效益的可能.     

三峡水库蓄水运用前后坝下游水沙输移特性研究

根据三峡工程坝下游主要水文站的水沙实测资料,较系统地分析了包括三峡水库蓄水运用以来近50余年的坝下游干流与洞庭湖水系、鄱阳湖水系及支流汉江皇庄站的水沙输移特性.结果表明,三峡水库蓄水运用前,坝下游河湖水系总体表现为淤积,以洞庭湖淤积为最严重,洞庭湖四水及三口入湖沙量沿时间呈减小趋势,三口人湖沙量减小尤为明显,汉江因干支流水库、水土保持等工程的建设,输沙量减小超过1亿t,鄱阳湖出口湖口站径流量呈增加趋势,泥沙输移量则有所减少,五河年均来沙量大于湖口入江沙量;三峡水库蓄水运用以来,坝下游干流河道总体表现为沿程冲刷,洞庭湖区泥沙沉积量与沉积率均大幅度下降,汉江皇庄站自20世纪80年代以来年均输沙量变化不大,年均不到0.1亿t,湖口站年均输沙量大于五河来沙量.研究成果可供三峡工程坝下游河湖演变与治理研究等参考.     

三峡库区水沙运动及环境灾害变化特点初步分析

三峡水库自2003年蓄水以来,积累了大量实际观测资料,为研究库区水沙运动特性及环境问题提供了有利条件.本文基于水库实际运用情况,对水库蓄水后的洪水波传播、悬移质泥沙运动、库区富营养化以及库岸滑坡灾害等的主要变化进行了初步分析,表明三峡水库蓄水运用后,这些方面发生了较大的改变,并呈现出新的特点,对三峡工程的长期运行有一定影响,其中反映的重要问题值得深入研究,并在今后的工程运用中应给予足够的重视.同时分析结果也为今后这些问题的研究提出了一些探讨性的方向和途径.