广西水库泥沙淤积计算方法探讨

水库运行30－50年后,应普查一下水库淤积的问题,以分别针对处理。但水库很多,数以百千计,不能都去实测。因此本文提出水库淤积计算 方法的探讨。本文 认为面上的水库淤积探索,可以采用经验多年平均拦沙率曲线法计算;有人出库输沙量系列资料的,应采用沙量平衡法,或插补出来出库站受建水库影响的输沙量系列和出库站不受水库影响的输水量系列,其差值即为水库淤积量。方法均简单易行。     

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。     

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.     

长江沙量变化和减沙途径探讨

本文主要探讨长江上游输沙量、含沙量变化和减沙途径。在上游生态环境破坏程度日益加剧的情况下 ,1 95 0～ 1 985年长江输沙量、含沙量约每 1 2年以 4%的速率缓慢增长 ,1 992～1 997年大量减少。追根溯源系水库淤积的减沙作用。若无水库淤积拦沙 ,长江上游输沙量、含沙量年增长率将约达 1 % ,是相当可观的。根据水库拦沙效益 ,提出长江上游修建溪洛渡、亭子口、瀑布沟、构皮滩和白鹤滩等 5座大型水电站 ,与三峡枢纽共同进行水库泥沙联合调度 ,可使宜昌河段含沙量减少 1 / 2的年限延长达 1 5 0～ 2 0 0年 ;同时开展水土保持 ,可改变三峡下游河床冲刷后再淤积的不利局面。治水必治沙 ,通过“蓄水减沙 ,借水攻沙”的工程措施 ,和坚持不懈的水土保持 ,“标本兼治”,可使长江输沙量、含沙量长期减少 1 / 2 ,恢复到唐宋时代水平。     

长江沙量张减沙途径探讨

本文主要探讨长江上游输沙量,含沙量变化和减沙途径,在上游生态环境破坏程度日益加剧的情况下,１９５０～１９８５年长江输沙量、含沙量约每１２年以４％的速率缓慢增长,１９９２～１９９７年大量减少,追根溯源系水库淤积的减沙作用,若无水库淤积拦 沙,长江上游输沙量、含沙量年增长率将约达１％,是相当可观的,根据水库拦沙效益,提出长江上游修建溪洛渡、亭子口、瀑布沟、构皮滩和白鹤滩等５座大型水电站,与三峡枢纽共同     

三峡入库沙量变化趋势及上游建库影响

定量研究上游水库拦沙效应是揭示三峡入库水沙条件变化的关键之一.本文分析了长江上游12000多座水库拦沙对三峡水库来沙量减少的影响,并预测在建、拟建水库运行后三峡入库沙量变化趋势.结果表明,1991-2005年三峡上游水库群年均拦沙约18000万t,其中嘉陵江和金沙江流域水库群的年均拦沙量分别为6010万t和5000万t...     

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。     

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。     

三峡水库库区香溪河河口泥沙淤积特性研究

三峡水库库区分布有大小66条支流,水库蓄水后大部分支流河口段淤积明显,常年回水区内部分支流口门形成类似拦门沙的淤积体,可能对水库库容及支流航运造成影响。本文以香溪河河口段为例,分析其泥沙淤积特性及成因。结果表明,2006—2011年香溪河河口段约6.6 km范围内淤积泥沙241万m3,2002—2015年河口段深泓平均抬高7 m以上,口门附近断面最大抬高约12 m,淤积幅度大于干流河段。香溪河河口段淤积的泥沙以干流倒灌为主,随着干支流来沙量减少,其河口泥沙淤积将趋缓。     

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。     

梯级水电站水库水沙联合优化调度研究进展

水沙联合调度由于其多目标特性和求解的复杂性,一直都是水库调度中的难点。文中详细阐述梯级水库水沙联合优化调度的基本理论,并介绍了水库优化调度子系统和水库泥沙冲淤计算子系统,总结了水沙联合调度中多目标的选取、目标函数的建立及约束条件的制定等。探讨梯级水库水沙联合调节计算的常规算法和智能优化计算方法,并对子系统间的耦合机理、水沙的链接方式、多目标的处理方法等水沙联合调度中的关键问题进行了分析,提出了梯级水库水沙联合调度研究中一些有待深入研究的问题。建立水库群水沙联合优化调度模型,来定量地描述梯级水库联合调度运行规则、泥沙输移变化规律,实现兴利、防洪、泥沙输移等的最佳协调,成为有待进一步研究的重点。     

多源数据驱动的黄河未来水沙变化趋势研究

由于近年来气候变化和人类活动的双重影响,导致黄河水沙锐减,对未来变化趋势作出可靠判断十分必要.利用基于多种机器学习特征筛选的统计模型方法,采用潼关站实测径流量与输沙量、欧洲中期天气预报中心中尺度数据及不同气候变化路径的CO2排放浓度下全球气候模式数据对未来水沙作了预测.结果 表明,在rcp26情景下,潼关站未来10年、...     

大渡河瀑布沟以下梯级电站发电及水沙联合调度方案研究

大渡河中游控制性水库瀑布沟电站的建成投运为下游电站解决长期以来的泥沙淤积问题提供了新的契机。针对大渡河干流年来水时空分布特点,利用瀑布沟水库对径流的调蓄与拦沙作用,充分发挥流域统一调度的优势,提出了解决下游水库泥沙淤积的联合调度减淤方案。利用扩展一维模型,对实施联合调度后各库减淤变化进行了模拟分析,数据显示联合调度减淤方案有助于改善下游水库长期的淤积问题。     

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。     

锦屏二级非常规洪水冲沙减淤优化调控研究

泥沙淤积严重会影响水库正常运行,但汛期畅泄冲沙又会造成一定发电损失。针对人工泄水冲沙解决水库泥沙淤积问题,设计了一种非常规洪水冲沙方式,通过物理模型试验研究了对称非常规洪水与非对称非常规洪水输沙规律。结果表明,对于对称非常规洪水,平均流量相等条件下,输沙能力随着流量变幅的增大而增大;对于非对称非常规洪水,平均流量与峰流流量不变条件下,输沙能力随基流时长与峰流时长比值的减小而增大。并基于此建立了锦屏二级三维水动力泥沙数值模拟模型,设计了合理的非常规洪水冲沙方式,验证了非常规洪水对锦屏二级库区泥沙输移效果的优化。非常规洪水冲沙方式对解决水库泥沙淤积,节约冲沙用水量,达到经济最优有一定参考意义。     

长江上游大型水库运行对长江上游水文过程的影响

2000年后,长江上游大型水库建设进入快速发展阶段,本文分析了长江上游60多座大型水库调节下上游主要水系出口控制水文站的径流变化过程.通过长年径流系列分析,大型水库群的调节使主要水文站汛期径流略有减少,而非汛期水量有明显增加,且径流过程比较平稳,有利于流域水资源的利用.由于水库群汛前预泄,流域5月份径流增加到汛期水平;汛后水库群蓄水,下泄径流减少到枯季水平,从而使汛期提前到来,又提前结束,汛期向前平移了一个月,显著的改变了天然径流的时空分布,将给中下游防洪形势带来新变化.根据上游水库群不同建设水平,分析了三峡枢纽的调度响应.认为在保障长江上游大型水库汛后蓄水保证率的前提下,上游水库的进一步建设有利于三峡枢纽的兴利效益.     

基于非线性理论的推移质输沙率公式

基于非线性理论的尖点突变模型,分析了水流条件和泥沙颗粒在床面相对位置对泥沙输移过程的非线性动力学特征的影响,得到尖点突变模型的状态变量和控制变量,建立了定性描述泥沙输移的尖点突变模型,并通过坐标变换和拓扑变换,构建了非线性推移质输沙率公式。经与推移质输沙率实测资料、基于同理论推移质输沙率公式和经典推移质输沙率公式对比,分析了低强度输沙时不同公式计算结果存在差异和高强度输沙时计算精度发生突变的原因,讨论了泥沙起动切应力对输沙率公式的影响,验证了本文公式具有良好的适用性,证明了本文非线性推移质输沙率公式是合理的。     

金沙江下游梯级库群为核心的综合交通系统——系统构建及其微观动力特征

为加强梯级水库的综合作用,追求运输利益的最大化做到不同交通体系之间的无缝连接,配合水库的综合调度,基于综合交通系统理论提出了一套以通航枢纽作为集散中心地、配合中心地服务范围内的道路交通网络的水陆耦合集散交通系统。以金沙江下游准备建设的四个梯级水库所在区域为对象进行了模型应用,在区域经济增长率保持在7%的假设下,得到2015—2050年这一地区的航运交通影响范围和货运量、货运经济效益区间,发现在这一地区梯级水库的在区域交通经济中能起到很大作用,且这种影响随着梯级的完建增强。集散交通系统货运量及扩散面积与梯级水库日调度之间存在关系,水库调度对整个系统有脉冲式作用,累计影响货运扩散。将扩散面积随日调度逐渐变化的过程作为系统的微观特征,以一个符合运行标准的调度方案作为金沙江下游水陆耦合集散交通系统分别在建成两库和四库完建时的日尺度变化情景,基于集散交通系统微观尺度特征的脉冲微分系统如可获得渐近稳定解,此时的控制策略（即调度方案）是系统的最优脉冲收获策略,也即最有利于集散交通系统物资扩散的相对交通最优调度方案。所采用的调度方案不能使系统获得渐进稳定解,因此该方案还不是交通最优调度方案。