三门峡水库历史、现状与未来汛期运用问题

综述了三门峡水库的建设缘由、水利枢纽工程的增建与改建、水库运用与潼关高程的关系、对潼关高程问题采取的主要措施、水库的水沙调节特点与能力以及水库在当前黄河调水调沙中担负的重要作用。通过对汛期水库运用方式的分析,认为现行的“洪水排沙、平水发电”方式是合理的,洪水量大幅度减少是造成潼关高程问题的根本原因,汛期平水敞泄排沙效果差,会造成一系列负面影响。未来汛期水库实时敞泄可从补充方案中选取,即依据年度累计淤积量、汛期时段分布和水库净排沙比变化等进行敞泄,以实现当年库区少淤多冲或冲淤平衡,潼关高程下降或稳定,达到多     

潼关高程变化成因分析

三门峡水库蓄水运用2年后，潼关高程急剧抬升。水库修建前，潼关河床基本处于冲淤平衡或微淤状态。经分析，潼关河床高程升高的主要原因是三门峡水库运用方式，在水库“蓄清排浑”控制运用期，非汛期、汛期运行水位及上游来水条件是潼关高程上升的影响因素。     

水库可持续利用初步探讨

多沙河流上修建水库,泥沙淤积是危及水库可持续利用的主要原因。本文通过分析水库运用过程中的泥沙淤积变化,展示了水库淤积对水库防洪和工程效益的影响。以溪洛渡水库为例,指出在目前“蓄清排浑”运用模式情况下,水库淤积虽然能够得到相当程度的控制,但仍不能确保主要防洪和兴利库容的长期使用。对泥沙调度仍有相当优化和进一步减淤的必要性。研究表明,充分利用调度和设计潜力,水厍的有效库容能够得到更多和更长期的保留,以实现可持续利用。     

从历史看潼关高程变化

渭河在潼关流入黄河。历史上，潼关上、下河道受地质构造的控制，河槽沉降导致大量淤积。在三门峡建库前的一个短期内，由于水沙条件变化，潼关和渭河有较大的抬高。但渭河下游一直为地中河，说明迄今淤积还没有导致潼关高程长期大量抬高。小北干流的淤积和抬高与其河性有关，和潼关以下的黄河河道在河流动力学(河势及水沙条件等)方面有本质区别。根据小北干流长期淤积抬高而认为潼关高程也会同样淤积抬高、论据似嫌不足。三门峡水库建库后，潼关高程大量抬高主要是水库壅水的结果。所以降低三门峡水库的运行水位，可为潼关高程的降低创造必要的条件。     

三门峡水库水沙综合调节优化调度运用的研究

本文采用系统分析的方法,研究三门峡水库在满足防洪、防凌要求,并使库区保持泥沙冲淤基本平衡、潼关河床高程在允许范围内升降条件下,通过水库调水调沙合理运用,使下游河道淤积减少,同时,使水库灌溉、供水和发电效益最大的水沙综合调节优化调度运用方式。为此,建立了水库水沙联调随机动态规划模型,并围绕“降维”问题,对所引用的泥沙冲淤计算模型作了适当的改进,目标函数是以下游河道泥沙淤积量为基本目标,包括发电、灌溉、供水和潼关河床高程影响,由罚函数和权系数组成的综合目标函数,共有七个状态变量,一个决策变量,水库入流是由流量和含沙量描述的二元随机过程。通过随机动态规划模型求解计算,得出相应的优化调度规划。本文采用优化调度规则和现行调度规则对两组水文系列进行计算,获得了良好的结果(参阅图3)。     

碧口水库泥沙淤积规律及控制

碧口水库经２３年泥沙淤积,截止１９９８年底总库容损失５４％,死库容损失９２％。通过对历年泥沙淤积资料的分析,对碧口水库泥沙淤积规律有了认识。通过实测计算库容损失率,预计了死库容淤废年限及水库淤积平衡年限。对今后水库运用提出了建议。     

碧口水库泥沙淤积规律及控制

碧口水库经23年泥沙淤积,截止1998年底总库容损失54%,死库容损失92%.通过对历年泥沙淤积资料的分析,对碧口水库泥沙淤积规律有了认识.通过实测计算库容损失率,预计了死库容淤废年限及水库淤积平衡年限.对今后水库运用提出了建议.     

从三门峡水库的运行看潼关高程的变化

本文根据三门峡水库长期的运行资料，对三门峡水库淤积和潼关高程的变化进行了分析研究。潼关高程和入库水沙减少有重要的关系，但是水库运行也很大程度影响潼关高程。资料显示，三门峡水库潼关以下的淤积量和连续三年平均坝前水位有正比关系，而潼关高程和上述淤积又有正比相关关系。所以，降低水库的运用水位是降低潼关高程的必要条件。切实降低水库运行水位，潼关高程降低到326m附近是可能的。即使在目前水沙减少的条件下，结合降低水位运行的溯源冲刷和中小洪水的沿程冲刷，降低潼关高程仍然是可能的。     

三峡水库长期使用问题研究

本文介绍了水库长期使用的基本原理、影响因素及三峡水库长期使用问题的研究过程和主要结果.研究表明,三峡水库为河道型水库,上游来水量丰沛、含沙量小,来水来沙集中在汛期,具有长期使用的有利条件;采用"蓄清排浑"的调度运用方式,能起到较好地控制水库泥沙淤积,至水库淤积达到相对平衡时,大部分有效库容能保留,水库可以长期使用.今后,在运行实践中还需要结合上游大型水利水电工程的运行,不断优化三峡水库调度运行方式,以确保综合效益的充分发挥和水库长期使用.     

蓄清排浑运行方式在雷打滩电站中的运用

分析了南盘江雷打滩电站采用“蓄清排浑”和“蓄洪运用”两种运行方式在水库泥沙淤积、库容损失、回水淹没等方面的影响     

黄河冲淤特性"相对清水冲刷、相对浑水淤积"

本文回顾总结了以往对黄河干支流河道冲淤特性的研究情况 ,利用所提出的冲淤临界流量与含沙量的关系与渭河下游、黄河下游进行了对比。以此为基础 ,勾画出了黄河干支流冲积河道“相对清水冲刷、相对浑水淤积”的物理图景 ,提出了多沙河流“相对清水冲刷、相对浑水淤积”的冲淤特性     

泥沙淤积对三峡水库9月分旬蓄水的影响

采用9月分旬蓄水的方式,可以较好的应对三峡水库汛后提前蓄水时特大洪水的可能威胁。但随着水库运用时间的增加,泥沙淤积将造成大量库容损失,9月分旬控制水位确定时必须要考虑泥沙淤积的影响。本文通过水库泥沙淤积计算,考虑了泥沙淤积造成的库容损失,对三峡水库9月分旬控制水位进行了深入研究。结果表明,与不考虑泥沙淤积情况下的分旬蓄水相比,考虑泥沙淤积的9月分旬蓄水进一步降低了可能的防洪风险,虽然水库发电效益略有减小,但影响不大。     

溪洛渡水电站对三峡工程的减沙效益研究

通过溪洛渡水电站与三峡水库之间，400余km河道冲淤变形的多种途径研究，认识到坝下游宽级配卵石河床清水冲刷的冲刷量是有限的。悬移质基本不与床沙交换，上游水库淤积多少悬移质泥沙量，下游水库入库输沙量就几乎减少同样多的量；在上游水库推移质未出库前，下游水库入库推移质输沙量随时间增长呈递减。两库之间的河床变形不明显，河槽冲刷深度、水位下降幅度很有限，对环境影响不大。在不影响溪洛渡水电站的功能和效益的条件下，溪洛渡水库泥沙淤积后，对三峡水库的减沙效益是显著的。与三峡单库运行相比，不但减少了三峡水库淤积量，增加了词节库容，防洪库容，还降低了水库尾部洪水位，减小水库淹没损失，改善了通航条件。随着三峡上游若干大型水库不断修建，上游诸水库与三峡水库进行联合调水词沙，三峡泥沙问题将能延缓到大坝设计基准期以后出现。其前提是主要产沙区河流上拦沙能力很强的水库要尽早修建，其中最重要的就是金沙江上的白鹤滩水电站，必须加快设计，尽早建设。     

基于最优控制理论的水库排沙调度优化研究

我国各类水库面临的泥沙淤积问题十分严重,泥沙淤积不仅减少水库的兴利库容、缩短水库使用寿命,还会带来其它一系列包括生态、环境等在内的问题,处于多沙河流上的水库,这一问题尤为突出.因此,对于增强水库排沙减淤的调度运行方式的研究具有重要意义.本文利用最优控制理论,研究了多沙河流水库排沙减淤的优化调度运行方式,并通过实测水沙资料进行计算.由计算结果可以看出,经最优控制理论优化后的水库调度运行,其排沙比大幅度提高,减淤效果明显,可以作为水库排沙优化调度的一种有效手段.     

关于构建中西部经济协调发展平台的思考

提出“十一五”期间,中西部地区经济协调发展平台是通过推进以西安为中心的关中城市群的发展,逐步形成以潼关为中心,以渭南、三门峡、运城为“三角”的黄河中下游内三角经济区和以潼关为中心,以西安、郑州、太原为“三角”的黄河中下游外三角经济区;结合当前中西部经济发展实际,指出了构建中西部区域经济协调发展的平台的难点和对策、建议。     

关于构建中西部经济协调发展平台的思考

提出“十一五”期间,中西部地区经济协调发展平台是通过推进以西安为中心的关中城市群的发展,逐步形成以潼关为中心,以渭南、三门峡、运城为“三角”的黄河中下游内三角经济区和以潼关为中心,以西安、郑州、太原为“三角”的黄河中下游外三角经济区;结合当前中西部经济发展实际,指出了构建中西部区域经济协调发展的平台的难点和对策、建议。     

三门峡水库非汛期控制运用水位对库区泥沙冲淤的影响

为了控制和降低潼关高程,缓解水库运用对渭河下游的不利影响,三门峡水库自2003年以来开展了非汛期控制最高运用水位不超过318m的原型试验,亦称过渡运用方案。本文分析了水库实施过渡运用方案以来,库区冲淤和潼关高程的变化规律,探讨了非汛期控制最高运用水位不超过318m的作用。发现实施过渡方案以来,库区累计淤积量与叠加流量加权平均坝前水位的关系,符合以往的关系曲线。汛期多水少沙的洪水过程是2003年潼关高程冲刷下降的主要原因,过渡方案控制非汛期最高水位不超过318m的作用不大。本文认为,在三门峡水库非汛期控制最高运用水位的同时,应注意到水库的平均运用情况和综合作用。     

三峡水库建成后对长江中下游江湖水沙关系变化趋势初探Ⅱ.江湖关系及槽蓄影响初步研究

三峡工程建成后,改变了坝下游的来水来沙过程,中下游江、湖河床将发生冲淤变化.为研究三峡水库蓄水运用后长江中下游河势和江湖关系的变化,根据三峡工程分期蓄水进程,结合原型观测资料分析以及数学模型计算等多种技术手段进行了初步探讨研究.三峡水库运用初期(2003年6月-2032年12月31日)长江中下游干流将发生自上而下的冲刷,河床冲深,枝城以上河段较快完成冲刷,并向F游发展;受长江中下游十流河床冲刷影响,荆江南岸三口口门水位下降,荆江三口分流道河床冲淤相应发生改变,河床有冲有淤,以淤积为主;三峡水库运用后洞庭湖区淤积量减少,至三峡建库后30年末,湖区平均年淤积量为多年平均年淤积景的40%左右,三峡水库建库明显减缓了洞庭湖区泥沙的淤积:三峡水库运用后相应各河段槽蓄量也发生了变化,计算成果表明,与三峡水库建库前相比,同一水位条件下槽蓄景有不同程度的增加,枯水河槽槽蓄量增加较多,洪水河槽槽蓄量增加略小.由于泥沙运动的复杂性及其它原因,对于三峡水库建成运用后的江湖关系还需进行深入的探讨和研究,为今后研究江湖治理措施提供重要的科学依据.     

中小流量下黄河下游游荡段河床调整规律

小浪底水库运用后,进入黄河下游河道的水沙情势发生显著变化,大流量洪水频率大幅减小,中小流量洪水作用凸显。为揭示黄河下游游荡段中小流量下的演变特征,本文开展了500、1000、1500和2000 m3/s流量级下黑岗口—夹河滩段的动床物理模型试验。结果表明,垂向上,研究河段河床冲刷与淤积沿程相间分布,具有典型的游荡性河段的冲淤交替特征;横向上,中小流量下游荡段仍存在横向摆动的可能,且随着流量增大,主流弯曲系数由1.18减小至1.13,河道逐渐由蜿蜒向顺直发展;纵向上,各流量下深泓线调整趋势与冲淤量变化规律基本一致。此外,本文着重分析了河道工程与桥下河段河床的时空调整过程并运用随机模型进行了模拟。通过分析发现：时间上,河道工程附近河床垂向调整速率早期较快,之后随时间快速非线性减缓;空间上,桥下河段累积冲刷深度沿程非线性减小,空间衰减特性显著。应用表明,随机模型对典型局部河段的时空调整预测效果较好,相关系数R2可达0.74以上。本文探讨了中小流量下黄河下游典型游荡段长河段与局部的冲淤演变特征,可为未来黄河下游典型游荡性河段的河道整治与保护提供科学依据。     

水库泥沙和水机磨损学术讨论会在三门峡召开

西北五省(区)水力发电工程学会联系网倡议召开和委托陕西省水力发电工程学会筹办的“水库泥沙和水机磨损学术讨论会”于1988年12月7～9日在三门峡举行。西北地区的许多河流,特别是黄河,为多泥沙河流。在水利水电建设中,经常遇到水库淤积和水轮机、水泵磨损的技术难题。提交本次会议的论文共21 篇(有关水库河道泥沙的9篇,有关水机磨损的12篇)。