长江上游水库群调蓄对下游电站发电能力影响分析

随着长江上游水利工程的陆续兴建投运，干流年来水量和径流年内分配过程发生显著变化，势必对下游水库群调度运行造成较大影响。以长江上游干支流水库群为研究对象，建立上游干支流水库群运行模拟模型以及金沙江下游-三峡梯级水库群联合发电优化调度模型，重点分析中长期尺度上游干支流水库群调蓄对金沙江下游-三峡梯级电站发电能力的影响。研究结果表明：上游干支流水库群调蓄极大地改变了溪洛渡及三峡水库来水年内分配，提高了枯期来水占比，进一步提高了梯级电站发电能力；丰水年条件下，梯级总发电量增加了1.22%,总弃水量减少了14.11%;枯水年条件下，梯级总发电量增加了3.16%,总弃水量减少了15.67%。     

上游水库群蓄水对三峡水库8～10月来水影响

随着长江上游水库的陆续建成和运行,形成可供时空调配的巨大水量,将对三峡水库蓄水产生影响。选择单库调节库容大于5亿m3、2015年前建成并投运的大型水库为研究对象,通过还原计算三峡坝址处的天然径流系列、分析大型水库蓄水对径流的影响,计算了上游大型水库蓄水对8～10月三峡水库来水的影响量。结果表明,2011年水平年,长江上游水库运行对8～10月三峡水库各旬入库径流量影响不大;到2020年,上游大型水库运行对三峡水库径流影响将加大,应加强对水库群联合调度和水量分配原则研究,以充分发挥水库群综合效益。     

三峡水库运用后荆南三口分流演变规律及驱动因子

荆南三口是江湖关系变化的核心，其分流规律变化会对三峡大坝下游江湖关系造成影响，因此需对不断演变的荆南三口分流变化规律及其驱动因子进行量化研究。本文基于1991—2020年的实测资料，通过回归分析与基于Tensorflow搭建的人工神经网络(ANN)模型，探究了三峡水库及上游水库群调蓄、荆南三口河道与干流不对等冲刷等驱动因子对三口分流变化规律的影响。分析结果表明：三峡水库蓄水运用前后，荆南三口分流量发生了较大变化，2003—2020年多年平均分流量比1991—2002年减少约20%，二者相差124.4亿m³。进一步对荆南三口分流演变的驱动因子进行探究，三口洪道和荆江不对等冲刷对三口分流量的影响为主要因素，约为75.7亿m³/a;其次是三峡水库调蓄作用的影响，约为28.6亿m³/a;而径流变化及三峡上游梯级水库群调蓄等因素对三口分流量的影响约为20.1亿m³/a。2003年三峡水库蓄水运用后，水库调节径流和不对等冲刷在三口分流演变的驱动因子中占主导地位，应持续优化三峡水库及其上游梯级水库群联合调度，采取疏、挖等措施，增加三口分流量，以维系江湖关系。     

长江上游梯级水库蓄水优化初步研究

梯级水库蓄水时间的重叠会导致流域水资源的不合理利用,梯级各库无法蓄满,进而影响综合效益。本文建立了梯级水库径流调度模型并予以验证,利用1950-2010年长江干流实测水文资料,计算长江上游溪洛渡-向家坝-三峡梯级水库对流域防洪任务的满足情况,并分析了上游预建水库白鹤滩对下游梯级防洪目标的协助作用,在此基础上给出梯级水库汛后蓄水的最早启蓄日期:溪洛渡、向家坝、三峡水库均不早于9月1日。并利用比较分析法,综合考虑梯级水库的发电、航运等效益,得出梯级水库的最优蓄水时间:溪洛渡9月11日蓄水,向家坝9月1日蓄水,三峡9月1日蓄水。     

三峡水库运用后鄱阳湖区枯水情势及成因分析

鄱阳湖区枯水期的水资源情势变化与湖区供水安全、水环境及水生态环境保护密切相关。依据长系列实测降雨、径流、地形等资料,采用资料分析、水沙数学模型等手段,对近年来鄱阳湖区枯水情势、成因以及未来上游干支流水库调度运用后的枯水变化趋势进行了研究。结果表明,受三峡水库蓄水、天然降雨径流变化、江湖冲淤以及流域用水量增加等因素的影响,鄱阳湖区枯水位降低、枯水期提前、枯水历时加长的情况将呈常态化趋势。三峡及上游控制性水库运用后,蓄水期径流减少以及干流河道冲刷加大,将进一步加剧鄱阳湖区的枯水情势。     

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。     

三峡水库135 m蓄水过程分析

三峡水库135m蓄水是逐步发挥三峡工程综合效益，保证三期工程顺利施工的关键。2003年6月10日22时三峡水库如期蓄水至135m，标志着三峡工程进入了建设施工与生产运行并重的崭新阶段。为此，就135m蓄水对坝址上游、两坝间、葛洲坝下游水位变化的影响，蓄水期间三峡泄水建筑物的逐步启用，蓄水后水库回水末端的确定，梯级枢纽形成后水库调度中存在的问题等进行了较为详细的分析，从而为梯级水库调度和后期三峡工程的156、175m蓄水提供借鉴。     

不影响三峡水库蓄水的上游水库群蓄水方法研究

三峡水库汛末能否顺利蓄水至正常蓄水位关系到长江中下游的用水安全,意义重大。由于三峡上游众多梯级水库也是从汛末开始蓄水,将与三峡水库产生竞争性蓄水问题。为了使三峡水库顺利蓄水和最大程度保证上游各梯级电站的经济效益,在分析长江上游干支流水库汛末蓄水对三峡水库蓄水影响的基础上,根据水能价值原理,提出了不影响三峡水库蓄满的上游水库群蓄水分配方法。所提出的方法可为制订三峡水库及上游水库群汛末蓄水方案提供参考。     

气候变化及人类活动对三峡水库入库径流特性影响分析

近年来,受气候变化、人类在长江上游兴建大量大型水库等活动的影响,三峡水库入库径流特性已较天然情况发生了较大的变化。为了掌握新环境下三峡水库入库径流的特性以及未来的变化趋势,收集分析了长江上游历年降雨情况和近20年兴建的大型调节性水库资料,并结合近年来三峡水库入库径流资料,对径流年内变化规律和年际变化规律进行对比分析,结果表明三峡水库入库径流具有以9年为周期的年际变化特性,年内分配更加平稳。考虑未来10年上游大型水库的兴建和投产情况,对未来三峡入库径流的变化趋势进行的定性分析结果表明,未来三峡入库流量年内分配过程将更加均匀。     

溪洛渡-向家坝-三峡梯级水库水温分布特性

梯级水库蓄水运行后,改变了河流的天然水流情势和水体的年内热量分配,水库内的水温分布特性随之变化。为了解溪洛渡-向家坝-三峡梯级水库蓄水运行后河道水温分布特征,对梯级水库沿程19个断面水温进行了观测,并根据观测资料系统地分析了梯级水库进出库水温和沿程水温分布,以及垂向温度分布变化情况。研究结果表明:溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库的下泄水温在降温季节略有增加,在升温季节略有下降,形成了"高温不高,低温不低"的平坦化现象;溪洛渡和向家坝水库坝前区域在垂向上均出现明显的温度分层,而三峡水库近坝区的温度分层现象在梯级水库运行后明显减弱,近几年表层和底层水温相差最大值仅为2.5℃。研究结果可为梯级水库联合调度、水生态研究、水库水温数学模型验证等提供参考。