三峡水库洪水资源利用Ⅰ:调度方式和效益分析

三峡水库试验性蓄水以来的调度运行实践表明,汛期对中小洪水实施滞洪调度,既减轻长江中下游防洪压力,又提升了三峡水库洪水资源利用水平。为了提升三峡水库洪水资源利用水平,针对30 000~55 000m3/s的水库来水进行了洪水资源利用研究。通过研究,提出了洪水资源利用的基本原则和控制条件,分析了洪水资源利用启动时机和预报预泄条件,制定了三峡水库洪水资源利用调度规则,分析了洪水资源利用的防洪影响和发电效益。同时考虑到洪水预报误差、预见期、上游水库调蓄作用的影响,开展了2012年洪水资源利用实例分析。研究还定量明确了三峡水库洪水资源利用的调度方式和效益分析,研究结果对于发挥三峡水库综合利用效益具有重要的理论意义和良好的推广应用价值。     

三峡水库实施中小洪水调度风险分析及对策探讨

为科学调度运用防洪库容,合理利用洪水资源,在三峡工程正常蓄水位175 m试验性蓄水期间,实施了中小洪水滞洪调度和提前至汛末蓄水方案。分析了方案存在的防洪风险、泥沙淤积风险以及对生态环境的不利影响。采取设定中小洪水滞洪调度启用条件,使防洪风险可控,相机适时控泄流量检验下游堤防抗洪能力以防止河道萎缩等对策,降低了防洪风险。在实施汛期沙峰（排沙）调度和汛前库尾减淤调度时,试验得到了“蓄清排浑”运行新模式,减小了水库泥沙淤积风险。提出应加强试验研究和跟踪监测,探索减小生态环境不利影响的措施,为全面发挥三峡工程综合效益,降低各种风险提供了技术支撑。     

三峡水库清淤及淤积泥沙综合利用可行性研究

库容保持是水库发挥防洪、发电、航运、水资源利用等功能及综合效益的重要保障。三峡水库库容是极其宝贵的战略资源,根据实测资料分析,阐明了三峡水库运行以来库区泥沙淤积特征,基于三峡库区不同库段泥沙淤积特点和淤积泥沙适宜的利用途径分析,提出了三峡库区分段分类淤积泥沙利用总体方案。建议尽快编制三峡水库清淤及淤积泥沙综合利用总体实施方案,推进库区清淤及排沙试点工作并逐步推广实施,深入研究淤积泥沙低成本材料利用技术,为保障三峡水库库容安全以及综合效益的可持续发挥提供支撑。     

三峡水利枢纽的防洪调度

本文对三峡水利枢纽运行以来的防洪调度情况进行了总结分析,已建成防洪调度业务系统是三峡水库调度防洪调度技术保障;三峡水库蓄水以来的流域定量降水预报及短期洪水预报为防洪调度提供了依据;防洪调度在围堰发电期和初期运行期中发挥一定的效益。提出在保证工程防洪安全的前提下,可利用洪水资源,更好地发挥工程综合效益。     

长洲水利枢纽汛末蓄水策略探讨

针对汛末水库防洪与兴利之间的矛盾,以2016年长洲水利枢纽汛末蓄水调度为例,在分析西江流域汛末洪水分布特点及汛末蓄水主要制约因素的基础上,采取预报预泄等调度技术,提出了汛末蓄水方案,并进行了防洪风险及效益分析。结果表明,在防洪风险可控的前提下,对汛末洪水实施风险管理,合理利用部分洪水资源,发挥水库工程综合效益具有显著的作用。     

三峡水库汛限水位动态控制

本文分析了在汛期有防洪任务的水库汛限水位的动态控制的可能性,提出能实行汛限水位动态控制运用的水库所应具备条件:(1)枢纽和工程防洪效益的安全运用;(2)可靠的水文自动测报和自动化调度系统;(3)健全的水文气象预报体系;(4)实时跟踪预报;(5)完善的防洪调度预案.同时对三峡水库调度实践进行分析总结,提出在保证工程防洪安全的前提下,利用洪水资源,可更好地发挥工程综合效益.     

三峡工程发挥巨大综合效益

正自2003年建库以来,三峡工程运行良好,防洪、发电、航运和水资源利用等综合效益发挥显著,水质、泥沙、地质地震等检测指标均在正常范围内,升船机、船闸通航安全有序。防洪截止2019年底,三峡水库累计来水6.89万亿立方米。汛期,三峡水库拦洪削峰,累计拦洪运用51次,其中超50000立方米每秒的洪峰14次,拦蓄洪水总量共计1533亿立方米。     

三峡水库坝前深水清淤疏浚技术研究

水库泥沙淤积问题普遍存在于全球水库中,影响防洪、发电、航运、水资源利用等水库功能的正常发挥,尤其是坝前泥沙淤积,可能会堵塞电站进水口和泄流底孔,严重影响水库发电效益和泄洪安全。对于大型水库而言,坝前水深一般在100 m以上,高效安全地进行坝前深水清淤疏浚是有效控制水库泥沙淤积、保持水资源可持续利用的一种重要途径。研究了气动力式深水清淤技术,并在三峡水库坝前深水环境进行了清淤试验。研究结果表明气动力式清淤技术可在百米级的深水环境中安全高效运行,清淤成本可控。研究成果可为大型水库清淤疏浚提供技术参考。     

流域洪水资源利用的理论框架探讨I:定量解析

自21世纪初以来,中国北方地区干旱缺水的严峻形势,催生了旨在挖掘洪水利用潜力、缓解水资源短缺矛盾的"洪水资源利用"的概念出现,并迅速成为防洪和水资源高效利用领域的研究热点。论文在梳理总结多年研究积累的基础上,从洪水资源利用概念形成与流域水量平衡方程出发,建立了流域洪水资源利用的定义和概念性模型,指出洪水资源利用的本质是风险与效益的博弈;采用极限分析理论,推理辨析与洪水资源利用潜力评价密切相关的若干概念及其定量关系;论述常见洪水资源利用方式基本原理和技术关键,进而建立涵盖洪水资源利用潜力评价、利用方式选择和风险效益评估于一体的流域洪水资源利用模式。     

流域洪水资源利用的理论框架探讨Ⅰ:定量解析

自21世纪初以来,中国北方地区干旱缺水的严峻形势,催生了旨在挖掘洪水利用潜力、缓解水资源短缺矛盾的"洪水资源利用"的概念出现,并迅速成为防洪和水资源高效利用领域的研究热点。论文在梳理总结多年研究积累的基础上,从洪水资源利用概念形成与流域水量平衡方程出发,建立了流域洪水资源利用的定义和概念性模型,指出洪水资源利用的本质是风险与效益的博弈;采用极限分析理论,推理辨析与洪水资源利用潜力评价密切相关的若干概念及其定量关系;论述常见洪水资源利用方式基本原理和技术关键,进而建立涵盖洪水资源利用潜力评价、利用方式选择和风险效益评估于一体的流域洪水资源利用模式。     

洪水资源生态补偿的消纳量阈值研究"

为安全有效地利用河流洪水资源,按照规避风险,发挥效益的原则,对于各种蓄滞利用洪水资源的方式,例如水库、湿地、泡塘等,建立蓄滞洪水量、风险、效益之间的对应关系,计算其单元模块的效益/风险比,根据效益/风险比的峰值确定各种利用方式的消纳量阈值。以吉林省白城市为例计算效益/风险比,结果表明:水库的洪水资源利用消纳量阈值为4.20亿m~3,为最大可蓄量的75.8%;湿地的消纳量阈值为2.00亿m~3;泡塘的消纳量阈值为8.24亿m~3,为最大可蓄量的80.0%。消纳量阈值的确定为洪水资源利用的优化配置奠定了基础,从而科学合理地利用洪水资源,一方面可以有效规避洪水风险,另一方面可以获得期望的综合效益。     

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...     

浅析水库生态清淤

水库在拦蓄洪水、调节径流、滞洪消峰、改变水资源时空分布不均、水系连通、生态调节等方面具有非常重要的作用,泥沙淤积侵占了水库兴利库容、防洪调洪库容,极大地降低水库设计效益的发挥,也威胁到水库自身安全和下游地区的防洪安全。实施水库生态清淤,既可恢复水库库容和原设计效益的发挥,解决自身防洪安全问题,减轻下游防洪压力,又可将泥沙变废为宝,实现泥沙资源化利用,免除排沙对下游河流防洪、生态等方面的影响,具有非常重要的社会经济意义。本文结合王瑶水库淤积及清淤,分析不同清淤措施的优缺点,提出尽快推进水库生态清淤的建议。     

对三峡水库进行管理立法的必要性分析及其建议

三峡水库具有防洪、发电、航运等多种综合效益，对全国水资源配置具有重要作用，其管理涉及了众多复杂的行业和地区,立法规范三峡水库的管理显得尤为必要。三峡水库的管理立法应充分体现水库跨地区、跨部门、跨行业的特点．应突出加强库区水生态与环境保护、泥沙等问题的研究，确保三峡水库长久、安全和正常运行。     

“海河流域雨洪资源利用研究”成果通过水利部验收

该项目采用城市点和流域面相结合的途径。研究海河流域雨洪资源利用问题。构建了集城市雨水利用和流域洪水资源利用的基本概念、资源评价、利用模式和风险效益评估以及示范区建设于一体的理论框架和技术方法。评价了北京市雨水资源可利用潜力以及海河流域洪水资源利用现状、可利用量和利用潜力,提出了城市雨水资源利用的适宜模式,基于防洪风险与效益的综合评价,提出了不同洪水条件下的海河流域和典型水利工程（包括水库、河渠、蓄滞洪区）的洪水资源利用调度方案。成果为海河流域雨洪资源利用提供了科学依据和技术支撑,具有重要的实践意义和良好的推广应用前景。     

三峡水库综合调度管理综述

三峡水库是多目标运用水库,首要任务是防洪,其次是发电并兼顾调节航运的任务,同时必须认真考虑保护生态和环境.三峡水库在实现水能综合高效利用方面的研究成果,包括如何处理防洪、发电、航运以及泥沙淤积的关系,三峡水利枢纽管理调度系统建设,气象水文预报工作现状及成果,防洪、发电、航运调度成绩以及三峡水库泥沙研究与实践等,特别值得一提的是,三峡水库在通过电站运行调度保护流域生态方面的研究也取得了一定的成果,例如有关通过人造洪峰改善下游四大家鱼产卵课题的研究等.2003～2006年枢纽实际调度运行的各项参数表明,三峡水利枢纽正常发挥了防洪、发电、航运等方多方面的效益,成果显著.     

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。     

我国多沙河流水库“蓄清排浑”运用方式的发展与实践

在多沙河流上修建水库将产生泥沙淤积,直接影响水库的寿命及防洪、发电、航运、供水等综合效益的发挥。20世纪70年代初,针对三门峡水库严重的泥沙淤积问题,我国水利科技工作者创新性地提出了水库"蓄清排浑"运用方式,并在黄河小浪底水库和长江三峡水库等水利枢纽工程中得到了应用和发展,成功解决了多沙河流水库泥沙淤积与水库效益之间的矛盾,减少了水库淤积,保持了水库有效库容长期使用,充分发挥了水库的综合效益,为多沙河流水库泥沙问题处理找到了一条行之有效的新途径。随着对水库泥沙问题认识的深化,"蓄清排浑"运用方式在实践中还将得到不断优化和完善。结合江河水沙变化的实际情况,本文提出了长江三峡水库和黄河小浪底水库等工程运行方式进一步优化的建议,为更好地保障水利枢纽工程的安全和综合效益的发挥,促进水库泥沙理论与技术的发展提供科技支撑。     

基于来沙量减少的三峡水库运行水位的思考

泥沙问题是关系到三峡工程长期利用和发挥最大综合效益的关键技术问题,从三峡工程开始论证至今,对三峡的泥沙问题进行了持续、深入、全面的研究。近年来,三峡水库上游的来沙量大幅减少,水库泥沙问题好于预期。根据实测水文资料,分析了三峡水库运行以来入库水沙及库区淤积的变化,根据10月份来水形势,提出三峡水库提前蓄水的必要性;在总结相关研究成果及2010年三峡水库汛期中小洪水调度实践的基础上,从泥沙角度探讨了三峡水库优化运行的可行性,提出在三峡水库试验蓄水期,可将汛期运行水位提升至150 m并根据实际情况开展中小洪水调度,为今后的运行调度积累经验。     

基于模糊层次评判的区域洪水资源利用综合风险评价

根据半干旱及半湿润地区洪水资源利用主要方式特征,阐述了水库运用、蓄滞洪区引洪以及河渠槽蓄调控等措施在洪水利用方面的防洪风险计算原则及方法;在采用风险等级与风险度综合评估形成区域洪水资源利用风险的各子区及各利用措施风险项的基础上,依据模糊数学理论和层次评判分析法,建立了区域洪水资源利用综合风险评价的模糊层次评价模型,并阐述了模型的结构及其求解步骤。以徐州市高塘-阿湖水库灌区的洪水资源利用风险分析为例,阐述了该区域水利工程结构状况以及洪水资源利用的可行性,计算了洪水利用的综合风险值。