2017年汛期三峡水库城陵矶防洪补偿调度影响分析

2017年6月下旬至7月初,长江中下游连续发生两次强降雨过程,7月1日长江形成2017年第1号洪水,长江中下游干流莲花塘以下江段及洞庭湖、鄱阳湖水位全线超警,发生了中游型大洪水。为减轻长江中下游防洪压力,避免莲花塘站超保证水位,7月1～3日,对三峡水库进行了城陵矶防洪补偿调度,将出库流量由27 300 m3/s减至8 000 m3/s。对2017年汛期三峡水库对城陵矶进行防洪补偿调度后,水库泥沙淤积、荆江三口分流、坝下游河道冲淤与崩岸以及长江中下游洲滩淹没等影响进行了分析。结果表明,调度实施后,显著减轻了洞庭湖区及长江中下游干流的防洪压力,有力保障了长江中下游的防洪安全。研究成果可为三峡水库制定科学调度方案、进一步发挥三峡工程综合效益提供支撑。     

三峡水库对城陵矶地区防洪补偿调度方式探讨

城陵矶地区历来是长江流域防洪的重点,也是长江上中游水库群的重要防洪调度目标。通过构建长江干流及洞庭湖区水动力学模型,模拟分析了不同典型洪水、不同调度方式下三峡水库对城陵矶地区的调度效果,提出了三峡水库对城陵矶地区的实时补偿调度方式。结果表明:在综合考虑补偿调度效果及水文气象预报的不确定性下,若预见期内预报城陵矶(莲花塘站)水位将达到或超过目标控制水位,则提前4～5 d开始控制三峡水库出库流量为宜,并应结合水文气象预报情况逐步减小或增加出库流量。     

三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位研究Ⅰ——需求分析与优化条件

城陵矶地区是长江中下游洪灾最频发的区域之一,是长江水库群防洪的重点保护对象。金沙江下游乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝4座梯级水库与三峡水库组成的巨型水库群防洪能力巨大,显著改变了流域防洪调度格局。在概括分析城陵矶地区防洪需求,回顾三峡水库对城陵矶地区防洪补偿控制水位不同阶段成果的基础上,剖析了优化防洪补偿控制水位的研究要点,研究了金沙江下游梯级防洪库容投入情况,进而明确了提高防洪补偿控制水位的有利条件。研究结果表明：在三峡水库水位达到城陵矶防洪补偿控制水位158.00 m后,金沙江下游梯级水库在预留40.93亿m³防洪库容的基础上,尚有30亿～60亿m³富余防洪库容可配合运用,为进一步提高三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位创造了良好条件。     

三峡水库干流动防洪库容简化算法

基于三峡水库实测水文、地形资料,采用一维水流数学模型对三峡水库干流动库容进行了计算,在综合分析的基础上对水库各特征段动库容进行了拟合。结果表明,三峡水库干流动库容可通过其与各代表水文站水位的关系来近似简单表达,且具有良好精度;在坝前水位一定的情况下,三峡水库干流的动防洪库容随流量的增大而减小,动、静防洪库容差随着流量的增大而增大。     

三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位研究Ⅱ——风险分析与运用方案

乌东德、白鹤滩水库投运后,长江上游水库群联合防洪调度为进一步提高三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位创造了有利条件。为提高三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位,针对金沙江下游梯级防洪库容投入运用条件,基于三峡坝址不同典型年的不同频率设计洪水,开展了荆江防洪和库区回水风险分析,提出了金沙江下游梯级配合三峡水库的等比例分级拦蓄方式,在确保荆江及库区防洪安全的前提下,提出了三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位优化运用方案,给出了金下梯级预留防洪库容与三峡水库对荆江防洪库容的等效关系。研究结果表明：提出的等比例分级拦蓄方式综合了拦量和削峰两种模式,有效利用了金下梯级防洪库容,调度效果最好;提出的水位优化运用方案具备较好的防洪减灾效果,丰富完善了长江上游水库群联合防洪调度方案,可进一步减少中下游超额洪量。研究成果可为长江水库群实际洪水调度提供技术支撑和决策参考。     

三峡水库围堰发电期的防洪调度

按审查批准的三峡水利枢纽初步设计，围堰发电期三峡水库没有为长江中下游设置防洪库容。1998年长江大洪水后，长江中下游的防洪对三峡建设期防洪调度提出了新的要求。在围堰发电期，当长江发生大洪水、防洪形势严峻、诸多水库已非常运用的情况下，三峡水库在确保围堰安全运行的同时，利用可挖掘的防洪潜力，适度发挥滞洪错峰作用，以充分发挥三峡工程围堰发电期的综合利用效益。围堰发电期的防洪调度主要有正常调度和非常调度两种方式。启用非常调度方式是以沙市水位作为控制判定条件的。     

串联水库总防洪库容补偿调度增加水库效益研究

文章以太子河流域观音阁和参窝水库总的防洪库容补偿调度为实例,阐述水库群防洪库容补偿调度的理论,从而使串联水库的下库—参窝水库的汛限水位得到动态抬高,使参窝水库的兴利库容增加,从而水库的供水效益和发电效益得到提高,同时社会效益显著提高.     

三峡工程对城陵矶进行防洪补偿调节的探讨

三峡工程的防洪调度方式，直接关系到防洪效益的发挥，并要考虑多种因素，是十分复杂的。文中在分析三峡工程防洪调度的控制条件的基础上，提出了对城陵矶进行了防洪补偿调节的的调度方式与规则，把三峡工程的防洪库容划分为三部分，顺序用于城陵矶补偿，荆江补偿及防荆江特大洪水。通过几个大水年的洪水调节计算，提出了库容的具体划分意见，并为三峡工程初步设计报告采用。这次提出的城陵矶补偿调度方案，在理论上及可操作性方面均     

水库群防洪库容利用等效关系研究

为定量研究遭遇不同类型洪水时不同水库之间防洪库容利用等效关系,结合马斯京根模型,从理论上推导分析了河道洪水演进对水库防洪调度的影响,然后提出水库群防洪库容利用等效比及其计算方法,最后以锦屏一级、二滩、溪洛渡、向家坝、三峡水库对枝城站的联合防洪补偿调度为例,分析遭遇6场有代表性设计洪水时,上游水库对三峡水库的防洪库容利用等效比。研究结果表明:(1)上游水库对三峡水库的防洪库容利用等效比大于等于1,且随上游水库与三峡水库距离的增加而增大;(2)随着三峡水库使用防洪库容的减少,上游水库对三峡水库的防洪库容利用等效比逐渐增大;(3)上游水库可控制洪水占三峡水库入库洪水比例越大,上游水库对三峡水库防洪库容利用等效比越小;(4)防洪库容利用等效比随着枝城站天然洪水超标历时的增加而逐渐减少,并趋向1。     

2010年三峡水库防洪调度与经济效益初步分析

2010年汛期,长江流域大部分地区发生大范围暴雨,长江中下游干流水位偏高,三峡水库出现入库洪峰流量70000m3/s和56000m3/s的复式洪水过程,经长江防总科学调度,三峡水库及时拦蓄了洪水,有效降低了长江中下游干流水位,沙市站水位未超警戒水位,取得了巨大的防洪等综合效益。     

三峡水库减淤增容调度方式研究双汛限水位调度方案

本文研究了三峡水库减少淤积的双汛限水位调度方案及其综合影响。建议在大洪水来临前，将坝前水位从１４５ｍ下降到１３５ｍ，既腾空部分库容防洪、也增加冲沙减淤作用。双汛限方案对航运和发电有一定的影响。平均每年断航时间约７ｄ。但是变动回水区淤积大量减少，可改善通航条件，库区流速降低，既提高航运经济效益，也改善坝区通航条件。后期可增加兴利库容１２亿ｍ＾３以上，对于提高发电质量，改善枯水期下游通航条件也有好处。     

三峡水库防洪调度对“09.8”上游洪水影响分析

针对2009年8月长江上游发生的较大洪水（简称“09.8”长江上游洪水）,为减轻荆江河段及荆南四河的防洪压力,控制三峡水库出库流量,实施削峰调度。通过还原计算,分析了防洪调度对荆江及城陵矶河段防洪的影响。结果表明,本次拦洪调度的三峡水库最高库水位达152.89 m,沙市、城陵矶水位均在设防水位以下,避免了荆江河段高洪水位,降低了防汛响应级别,减少了中下游防汛成本支出,同时增加了5.3亿kW·h的发电量,取得了较大的防洪与发电效益,是三峡水库建成以来首次大规模防洪调度的成功案例。     

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。     

2016年长江第1号洪水预报及调度影响分析

通过分析2016长江第1号洪水的水雨情发展、洪水组成、水情预报、调度还原计算成果等,解析了该场洪水的暴雨洪水特性、预报对调度的支撑作用以及三峡水库调度对城陵矶河段水位的影响。分析表明：金沙江、乌江来水对第1号洪水起筑底作用,三峡区间洪水则为该场洪水造峰,三者最大1d洪量占三峡入库来水比率分别达26.1%,15.6%,38.1%;第1号洪水期间,水情预报为调度决策提供了长预见期、较高精度的前提支撑,78,54,30,6 h预见期的三峡入库洪峰预报误差分别仅为-20.0%,-10.0%,-4.0%,0;三峡水库在第1号洪水期间通过防洪调度将入库洪峰流量削峰38%,最大拦蓄洪量约29亿m3,削减莲花塘站洪峰水位0.39 m左右,避免了城陵矶河段出现超保证水位。     

三峡水库动库容特性分析

三峡水库在175 m蓄水位下属于河道型水库,为研究动库容对防洪调度的影响,以三峡水库蓄水后2007~2010年汛期运行观测资料为基础,从水面线分析、典型洪水过程的动库容计算及动库容关系曲线3个方面初步分析了三峡水库的动库容特性。结果表明：2007~2010年期间不同实测洪水的三峡水库的动库容水量在5.94亿~53.33亿m3之间,占总库容的比例为2.24%~19.28%。考虑动库容与否对三峡水库洪水过程的拦蓄量计算影响较大,动库容在三峡水库调洪中起到正、负两种作用;三峡水库的动库容大小受坝前水位、入库流量和出库流量影响较大。     

金沙江下游梯级水库配合三峡水库联合防洪调度效果分析

为分析金沙江下游梯级水库配合三峡水库的联合防洪调度效果,运用2种补偿调度方式对长江中下游防洪的情况进行研究.分别选取1954年和1998年为典型洪水年,对不同频率下的设计洪水进行联合防洪调度演算.结果表明:金沙江梯级配合三峡水库联合防洪不仅能保障长江上游干流川江河段及荆江河段的防洪安全,而且能进一步提高三峡水库的防洪能力.与对荆江河段防洪的补偿调度方式相比,兼顾城陵矶地区的防洪补偿调度方式能进一步减少城陵矶地区的分洪量,在有金沙江梯级配合三峡水库运用时能较大程度地保证荆江河段行洪安全.     

全面提升长江防洪能力的思考

根据近几十年来长江保护治理及近年洪涝灾害的情况,总结了长江防洪减灾体系建设取得的成效,梳理分析了长江防汛体系当前存在的5个主要薄弱环节,并提出了全面提升长江流域防洪减灾能力的6条主要措施,以为构建保障民生、服务民生、改善民生、惠及民生的水利发展格局,推进长江经济带建设和全面建成小康社会提供有力支撑和保障。     

长江上游防洪体系对1954年洪水的防洪作用研究

长江上游洪水是形成全流域洪水的重要来源。根据长江流域综合利用规划及防洪规划的总体部署,以三峡水库为核心的长江上游控制性水库群陆续建成并投入运行,对长江中下游的防洪形势带来了明显的改善。以年度长江流域上游水库群的联合调度方案和《长江防御洪水方案》批复的水库运用原则和方式为基础,对在现有防洪工程体系下应对1954年洪水的流域防洪形势的变化情况进行了分析。研究结果表明,长江上游水库群的联合防洪可以有效减轻三峡水库的防洪压力,对比无水库调度时,大幅度地减少了中下游地区的超额洪量约200亿m3,能有效地保证长江中下游河道的行洪安全。     

三峡水库汛期分期洪水特征及成因研究

为协调三峡水库防洪与兴利的矛盾,提高水库综合利用效益,通过研究三峡水库以上流域汛期洪水的气候成因、暴雨洪水的时空分布规律及洪水量级的变化,确定9月15日作为主汛期和汛末期洪水分界点,并将三峡水库以上洪水汛期划分为主汛期、汛末期两个分期。进一步提出了三峡水库坝址分期设计洪水及其量值。相关成果可为三峡水库优化调度和实施提前蓄水提供关键技术支撑。