萨拉康电站水库泥沙淤积数值模拟

鉴于泥沙淤积问题普遍存在于水库中,且对水库使用年限影响巨大,以萨拉康水电站工程水库泥沙冲淤复核阶段为例,利用一维水沙数学模型(CRS-1模型)对库区泥沙冲淤变化、水库拦沙率、泥沙出库率、进出库水流含沙量及颗粒级配变化进行模拟预测。结果表明,水库运行前期,库容损失相对较大;水库运行后期,泥沙淤积向库尾高边滩发展,"翘尾巴"现象较明显;水库出库泥沙含沙量变化与入库基本一致。研究成果可为今后水库淤积管理提供科学依据。     

三峡水库运行对长江中下游洪水情势的影响

为评估三峡水库调度对长江中下游洪水情势的影响,基于长江中下游最新河道实测资料,构建了宜昌至大通的一维水动力模型,分析了3种不同洪水类型下长江中下游洪水情势的变化。结果表明,三峡水库的运行发挥了巨大的防洪作用,大大减轻了荆江河段和长江中下游的防洪压力;三峡水库对干流各站年最大洪峰流量有一定的削减作用,在上游型大洪水年,宜昌站洪峰削减率在23.4%～30.9%;在中游型大洪水年,宜昌站洪峰削减率在19.2%～31.8%,螺山站的削减率在9.0%～14.1%;在一般洪水年份,三峡对下游各站的洪峰削减率低于大水年份,宜昌站削峰率在1.9%～23.3%;在不同典型洪水年,各站的时段洪量也有一定程度的削减,宜昌站30d洪量削减率在1.8%～19.7%。     

白石水库泥沙淤积影响因子计算分析

为分析白石水库泥沙淤积影响因子并准确计算各因子的影响程度,定性分析了白石水库水沙情况,获取了泥沙淤积的主要影响因子;再依据2001～2008年白石水库水沙资料,采用偏最小二乘法建立模型,定量计算各影响因子对水库泥沙淤积的影响程度,采用灰色关联度法验证了计算结果。结果表明,影响白石水库泥沙淤积的主要因子及其影响程度为平均流量35.26%、汛期降水量30.66%、入库水量15.31%、出库水量12.52%、平均输沙率3.55%、最大流量2.65%和平均含沙量0.05%。     

泵站进水泥沙淤积特性及其对泵装置性能的影响研究

含泥沙水流对泵站安全高效运行具有重要影响，开展多泥沙河流取水泵站防淤积研究具有重要意义。以某多泥沙河流泵站为研究对象，采用欧拉-欧拉多相流模型，在不同进口流速、泥沙粒径和浓度条件下，研究肘型、钟型、簸箕型和箱涵式进水流道的泥沙淤积特性，优选出防泥沙淤积效果最好的肘型进水流道进行泵装置性能研究。研究结果表明：前池斜坡段至进水流道底层形成低速区易造成泥沙淤积；设计工况下，肘型进水流道防淤效果最好，而箱涵式进水流道最差，多泥沙河流泵站优选肘型进水流道；流速、含沙量和粒径对泥沙淤积程度影响很大。相同流量工况下，泵装置的扬程在含沙水介质情况下降低，功率增加，效率下降，三者变化的幅度随着流量的增加而增大。本文研究成果可以为多泥沙河道取水泵站防泥沙淤积设计和优化运行提供一定参考。     

溃坝洪水模拟中泥沙因素的影响

鉴于在溃坝洪水模拟中较少考虑泥沙因素的影响,采用欧拉模型即双流体模型模拟了溃坝洪水中的悬移质泥沙颗粒,通过对比来流为清水、含悬移质泥沙的水沙流两种情况下壁面剪切力,证实了悬移质泥沙可增强水流剪切作用、加速溃坝过程,并分析了淹没区障碍物对悬移质泥沙的影响,给出了溃口发展过程和下游河道泥沙淤积状况。所有模拟结果均符合实际溃坝规律,可为溃坝洪水精确模拟和灾害性分析提供参考。     

水库泥沙冲淤过程计算数学模型的研究

本文提供的数学模型是以大量实测资料为基础，根据水库泥沙冲淤的特点，在考虑壅水淤积的同时，还考虑了库水位变动所引起的溯源冲刷对河床形态的影响而建立的计算水库泥沙冲淤过程的数学模型，还用本模型再现了白龙江碧口水库的冲淤过程，计算结果与实测值符合良好。本模型可供水库管理，尤其是工程设计部门使用。     

基于三阶段逐步优化算法的三峡水库水沙联合优化调度研究

针对水沙联合优化调度多目标、高维、难以求解以及泥沙淤积计算具有后效性的问题,以泥沙淤积量为基本目标、发电量为约束目标,利用约束法将多目标水沙联合优化调度模型转化为单目标模型,并采用三阶段逐步优化算法进行求解。以三峡水库水沙联合优化调度为例,获得了满意的水库发电与泥沙淤积的非劣解集及水库非劣运用过程,验证了所建立模型及提出的求解方法的合理性和有效性。     

基于洪水预报信息的桓仁水库后汛二期洪水调度规则研究及应用

针对桓仁水库后汛二期存在弃水量大、洪水资源利用率不足、电厂效益低的问题,根据洪水预报信息、洪水预报精度及误差分布,拟定了以"预报累积净雨量"和"库水位"为判别指标的桓仁水库后汛二期洪水调度规则。利用该规则调节5~30年一遇的设计洪水及20场实测洪水,结果表明在不增加原设计防洪风险的情况下,与原设计调洪规则相比,洪水资源和水能资源利用率均得到提高。     

溪洛渡、向家坝水库配合三峡水库对城陵矶防洪调度优化研究

长江流域发生流域性或中游区域性洪水时,城陵矶地区防洪形势严峻。为缓解防洪压力,提出了溪洛渡、向家坝水库配合三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位优化方法,并模拟计算了多个防洪补偿控制水位方案。考虑三峡水库对城陵矶地区按不超警戒水位、不超保证水位的两种防洪调度目标,提出了基于两种调度目标转换临界水位(调度目标转换水位)的防洪调度优化方法,通过调度模拟试验定量分析了不同调度目标转换水位对城陵矶地区防洪补偿调度的影响。结果表明,在不影响下游荆江河段防洪标准和不增加三峡库区淹没风险的前提下,三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位可由单库运用下的155 m提升至联合调度运用下的158 m;在上游溪洛渡、向家坝水库的配合下,调度目标转换水位可设置为150 m,从而减小中游地区应对中小洪水的防洪压力。     

丹江口水库对汉江泥沙特性的影响研究

为分析人类活动对汉江泥沙特性的影响,以白河、皇庄和仙桃三个水文站为例,以丹江口水库关闸蓄水时间划分研究时段,利用1955～2006年的日流量和日含沙量资料对比分析了研究时段内汉江中下游年、汛期、非汛期,月输沙量及水沙关系的变化特性.结果表明,丹江口水库的运行对其下游年、汛期、非汛期输沙量,输沙量年内分配及水沙关系的变化特性均有显著的影响.     

三峡水库中长期径流预报方法研究

中长期径流预报是充分利用水资源、发挥电站经济效益的有力手段。以三峡水库为研究对象,分别采用周期外延叠加技术、人工神经网络模型、投影寻踪自回归模型和支持向量机回归模型对三峡水库逐月入库径流进行预报。从不同侧面比较分析了这四种方法优劣,并总结各预报模型计算结果的特征及规律,为三峡水库寻求径流预报规律和制定未来中长期调度计划提供了技术支持。     

三峡库区黄花城河段泥沙淤积情况的二维数值模拟

为准确反映三峡库区真实的泥沙淤积情况,以已有二维平面水沙模型为基础,考虑絮凝及床面泥沙固结后密度变化等因素,改进细沙冲淤判别标准,推导出泥沙运动及河床演变方程,将改进后的模型应用于三峡水库典型淤沙河段黄花城河段的泥沙冲淤变化模拟中,模型计算值与实测值对比结果表明,模型模拟精度较好,改进的泥沙模型可较真实地反映库区细沙的输移特性。在此基础上,利用该改进模型预测水库运行未来20年(2013~2032年)黄花城河段的演变趋势,发现主要淤积部位在左汊,且重点淤积部位逐渐向左汊出口转移,右汊淤积发展相对缓慢,该河段仍保持淤积状态,但整体淤积速率有所放缓。研究成果对于准确预判三峡库区的泥沙淤积状况意义重大。     

三峡水库修建后长江中游城陵矶至九江河道冲淤变化研究

长江中游城陵矶至九江河段为典型分汊河道,分析该河段在三峡工程蓄水后的冲淤变化,对预测该河段河床演变发展有重要意义。根据2003～2016年城陵矶—九江河段实测水文地形等原型观测资料及冲淤量计算成果,对河道冲淤量、冲淤强度、河床冲淤分布和冲刷形态变化等方面从沿时和沿程上进行全面分析,发现河段整体呈持续冲刷态势,近年来冲刷强度显著增强,冲刷主要部位在枯水河槽,冲刷形式以深泓纵向下切为主,沿程以西塞山为界,上段整体表现为"槽冲滩淤",下段表现为"滩槽均冲"。     

三峡水库蓄水后江湖关系的研究

针对三峡工程投运后江湖关系的变化是影响长江中下游治理、水资源开发利用与保护策略的关键,分析了荆江河道冲刷、荆江三口分流、城陵矾水位及洞庭湖区冲淤的变化,基于三峡工程投运后的实测资料,指出长江中下游江湖关系变化的复杂性是长期研究的焦点,并评价了前人研究结果.     

水动力调控三峡库区支流水华方案初步研究

针对三峡水库蓄水运用后支流库湾春季水华频现问题,利用MIKE 21模型建立了香溪河—三峡库区整体平面二维水动力数学模型,对春季不同水文条件下香溪河口回水区的流速进行了数值模拟。计算结果表明,三峡水库单独调控时,小于香溪河库湾水华的临界流速0.05 m/s,而支流水库单独调控时,在丰水年香溪河口流速可大于0.05 m/s,仅利用三峡水库小幅度水位变动(0.6~1.0 m/d)对支流库湾流速的改善效果十分有限,而利用干支流水库对香溪河库湾流速的联合调控效果明显,可适度控制三峡库区支流库湾水华的爆发。     

WRF模式云微物理过程对三峡库区降水模拟的影响

以三峡库区为研究区,针对库区发生的一次典型降水过程,对中尺度天气模式WRF在五种不同云微物理过程参数化方案下的三峡库区降水模拟进行分析,并运用同期降水资料评估不同云微物理方案对三峡库区降水的模拟效果,以优选数值天气模式中的云微物理方案。结果表明,WRF模式下不同云微物理方案模拟的降水差异较明显,WSM3类简单冰方案和Ferrier(new Eta)微物理方案在面平均降水量、降水分布等指标上能更好地反映实况,而WSM5类方案的模拟结果与实测值差异较大,选择合适的云微物理过程参数化方案对WRF模式能提供较好的降水模拟结果。     

西部大开发中以特许权方式建设中小型水电站可行性初探

通过分析在西部经济不发达地区以特许权方式建设中小型水电站的可行性,探讨了政府在此领域应采取的相应政策和应注意的问题,提出用特许权方式在西部地区建设中小型水电站是西部大开发的有力支撑之一。     

三峡水库蓄水条件下树坪滑坡变形特征及稳定性分析

为了解三峡水库蓄水对树坪滑坡的影响,基于监测资料分析了滑坡位移随水库蓄水变化的规律,采用有限元分析软件Geo-studio分析了各蓄水阶段树坪滑坡的渗流场、位移场和稳定性变化特征。结果表明,水库蓄水过程可分为125~139~135m、135~156~145m和145~175~145m三个阶段,每个蓄水阶段对树坪滑坡的影响程度不同;库水位上升时滑体内地下水浸润线呈内凹趋势,库水位下降时滑体内地下水浸润线呈外凸趋势,且凹凸程度与运行水位差正相关;第一阶段蓄水过程主要引起树坪滑坡前缘局部变形,第二阶段蓄水过程中滑坡前缘变形量增大且变形逐步向滑坡中部发展,第三阶段蓄水过程中滑坡前缘及中部变形量明显增大,变形逐渐向后发展。最后根据树坪滑坡变形机理,提出了防治措施。研究成果可为三峡库区管理提供理论依据。     

基于统计图形的入库流量预报误差分布规律

基于2003~2008年三峡水库汛期入库流量预报误差资料,分析了其正态特性,给出了通过K-S检验的分段入库流量预报误差统计图形,并利用统计图形比较了Laplace与Logistic分布拟合效果。结果表明,2003~2008年三峡水库汛期入库流量预报误差基本服从正态分布,且Laplace分布更适合描述其分布规律。