乌鲁瓦提水利枢纽工程泥沙调度方案研究

文章以乌鲁瓦提水库工程为例,对4种不同调度方式下的泥沙淤积状况利用数值模型进行模拟研究,以期尽可能保持有效库容和利用弃水排沙。研究表明:较优的排沙调度方案为分阶段蓄洪或蓄清排浑方案,对于提高水库服役年限和保持有效库容具有明显优势。     

多沙河流水库“蓄清调浑”运用方式及其设计技术

系统总结了1950年代以来我国多沙河流水库运用方式发展历程，阐释了不同时期水库运用方式及其设计技术的发展变化，详细剖析了“蓄清调浑”运用方式及其设计技术。“蓄清调浑”运用将以往低壅水“拦粗排细”传统拦沙模式发展为“小水拦沙，大水排沙，适时造峰，淤滩塑槽”滩槽同步塑造运用和拦沙库容多元化利用，改变了只淤不冲的传统拦沙模式，正常运用期采用水沙分级分类调度辅以非常规排沙调度，实现协调水沙关系和拦沙库容再生利用，能在长期保持水库有效库容的基础上，进一步兼顾水库调水调沙需要，有效避免了泥沙淤积占用水库有效库容，减少了水库强迫排沙对下游水沙关系的不利影响，是对“蓄清排浑”运用的继承和对“调水调沙”的全面发展。在设计技术上，为了更好地满足调沙需要，要求科学合理设计调沙库容和排沙水位相应泄流规模，考虑调沙过程中的不同淤积状态，按照“深槽调沙、中槽兴利、高槽调洪”的库容分布规则进行水库库容配置；超高含沙量河流要在正常泄流排沙孔以下增设非常排沙底孔，形成“正常+非常”双泥沙侵蚀基准面；特高含沙量河流水库有效库容保持和供水调节之间难以协调，要采用水沙分置开发方式。研究成果将为当前和今后一段时期内多沙河流水库...     

三峡水库汛期“蓄清排浑”动态运用方式计算研究

在入库沙量大幅减少的背景下,三峡水库持续开展汛期中小洪水调度,增大了汛期库区泥沙淤积和防洪风险,减少了水库下泄大流量的机会。在三峡水库汛期,开展“蓄清排浑”泥沙调度方式动态运用研究有助于进一步优化三峡水库汛期调度方式。利用三峡水库干支流河道一维非恒定流数学模型,探索开展了三峡水库汛期 “蓄清排浑”动态运用方式计算研究,并提出了汛期“蓄清排浑”动态运用方案。计算结果表明:三峡水库汛期“蓄清排浑”动态运用方式可以同时兼顾排沙、发电和防洪,“蓄清”水位150 m要优于155 m,“蓄清”运行期间库水位可选择在145~150 m之间浮动运行;建议将寸滩含沙量达到2.0 kg/m³且当日寸滩站入库流量≥25 000 m³/s的时间作为水库增泄“排浑”的起始时间,将出库含沙量降至约0.1 kg/m³作为“排浑”调度结束重新进入“蓄清”调度的泥沙参考因素。研究成果可为三峡水库汛期优化调度提供参考。     

多沙河流水库“蓄清调浑”设计运用研究进展

从理论研究、技术应用和工程实践3个层面系统梳理了多沙河流水库设计运用的发展历程,其发展先后经历了“蓄水拦沙”“蓄清排浑”“蓄清调浑”3个阶段。进入“蓄清调浑”阶段以来,在理论研究层面,揭示了泄水建筑物布设与水库排沙及有效库容保持的互馈机制、高含沙水流能耗机理、输沙能量转换机理,为多沙河流水库设计运用提供了理论基础;在技术应用上,水库拦沙库容再生利用与多元化利用、淤积形态与库容分布耦合设计技术及水沙分置开发技术均得到了创新发展,为超高、特高含沙河流上重大水利枢纽工程开发建设提供行之有效的途径;在工程实践中,以小浪底水库为代表的运用实践,以及黄河古贤、泾河东庄和马莲河等重大水利工程为代表的规划设计,为“蓄清调浑”设计运用提供了丰富的理论与技术支撑,未来结合工程建设运行可进一步验证完善“蓄清调浑”运用理论及设计技术。     

溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库汛期联合排沙调度方式初步研究

采用实测典型水沙过程,对溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库基于沙峰调度和基于汛期“蓄清排浑”动态使用的联合排沙调度方式开展了计算研究。结果表明:基于沙峰调度的梯级水库联合排沙调度方式从定性分析来看有利于提高梯级水库出库沙量,但提高的幅度有限;基于汛期“蓄清排浑”动态使用的梯级水库联合排沙调度方式有利于提高梯级水库出库沙量,且提高的幅度相对较大。通过计算研究提出了基于沙峰调度和基于汛期“蓄清排浑”动态使用的溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库联合排沙调度方案,研究成果可为溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库汛期泥沙调度提供科技支撑。     

论三峡水库“蓄清排浑”运用方式及其优化

泥沙问题是三峡工程的关键技术问题之一,在三峡工程论证和初步设计阶段提出水库采取"蓄清排浑"的运用方式,可以解决泥沙问题。2003年水库蓄水运用以来的实践表明,水库基本遵循了"蓄清排浑"调度运用原则,并根据上游来水来沙减少等新情况对水库运用方式进行了优化调整。本文系统分析了三峡水库"蓄清排浑"运行方式及其优化调整的利弊,包括提前5年实施175 m试验性蓄水、汛期水位动态变化、汛末提前蓄水等对水库淤积和坝下游河道演变的影响,提出了进一步优化水库调度方式,形成"蓄清排浑"运用的新模式,保持水库长期使用的建议,试图为三峡水库科学高效安全运用提供科技支撑。     

多沙河流水库减缓淤积调度运用方式初探

现有调度水库一般采用蓄洪运用方式,但在多沙河流上,这种方式往往使得水库淤积加快,影响水库的兴利库容,同时影响水库的寿命。为了延缓水库的使用年限,采用蓄清排浑的调度运用方式,水库的泥沙淤积量显著减少,水库的使用年限也相应提高。     

中小型水库的增容与保持库容

为了缓和生产生活供需水矛盾，论述了扩大水源的水库增容技术措施的大方向，即在溢洪道上修建迷宫堰、橡胶坝，并针对具有普遍性的水库淤积问题，提出了以下保持库容的防淤排沙的办法：（1）采取生物和工程措施，防止泥沙进入水库，包括水台理，库、坝联合运用，清、浑分治；（2）排沙清淤，包括蓄清排浑，高渠冲淤，泄空人工清淤排沙，多库联合排沙调度。     

冰雪融水河流水库排沙运用方式研究

以克孜河卡拉贝利水库为例,对冰雪融水河流水库蓄清排浑运用、异重流排沙和泄空冲刷运用方式进行了研究。结果表明:在进行冰雪融水的多沙河流水库设计时应合理选择汛期运用水位,把握好汛末的蓄水时机,制定合理的排沙运行调度方案,保证水库效益的长期、稳定发挥。     

三门峡水库运用实践与分析

为适应水沙条件、工程自身及黄河防洪体系的变化,三门峡水库运用方式历经了3次转变,先后进行过蓄水拦沙、滞洪排沙、蓄清排浑及基于蓄清排浑的洪水期敞泄排沙运用。通过探索与边界条件相互适应的运用方式的实践,在水库运用初期造成上游严重淤积的情况下,逐渐消除了不利影响,保持了335 m水库水位下相对稳定的防洪库容,持续发挥着水库的综合作用。建议三门峡水库分步开展非汛期水位320 m及以上的原型试验,释放水库库容调蓄能力,以及开展动态汛限水位、分期汛限水位等试验,进一步提高水能利用效率。     

英那河水库防洪预报调度方案制定与分析

英那河水库不仅承担着水库上下游的防洪任务,同时作为大连市重要的水源地,其水资源利用效率对于大连市的社会经济发展极其重要,因此水库防洪调度方案的研究具有重要意义。针对英那河水库改扩建后没有适用于目前水库汛期防洪调度的方案问题,通过分析水库产流预报和退水预报的可利用性,并在此基础上,以累积净雨、入库流量和水库水位作为改变水库出库流量的判别指标,研究制定了考虑预报信息的英那河水库防洪调度方案。结果表明:考虑预报信息的英那河水库预报调度方案不仅满足水库调度原则,合理可行,而且便于操作。方案利用退水余量作为水库预泄后回蓄水量,在保证水库兴利效益,提高洪水资源利用效率的同时,还提高了水库的防洪能力。     

三峡水库汛期“蓄清排浑”动态运用方式初探

为研究三峡水库汛期调度方式优化问题,以实测资料为基础,对三峡水库蓄水运用以来入出库沙量特性变化进行了分析,主要从泥沙角度对三峡水库采用汛期“蓄清排浑”动态运用方式进行了初步探讨。研究结果表明:三峡水库蓄水运用后汛期入库沙量大幅减小,上游溪洛渡和向家坝水库蓄水运用后三峡水库汛期6—9月份含沙量已经开始小于论证阶段5月份和10月份的含沙量;三峡水库主汛期出库沙量占年出库沙量的90%以上,且汛期出库沙量主要集中在1~2次大的出库沙峰过程中;近期三峡水库汛期采用“蓄清排浑”动态运用的泥沙调度方式,泥沙淤积可许。研究成果可为三峡水库汛期优化调度提供参考。     

“2016·7”清江流域洪水调度方案分析

2016年7月,清江流域发生了特大洪水,湖北省防汛抗旱指挥部认真研究、贯彻、落实防洪决策部署,把保障人民群众生命财产安全放在首位,反应迅速、调度灵活。经过对汛情进行研究分析,制定出了相应的措施,即采取预泄腾库迎洪、汛中错峰拦洪、汛末适时收水等,取得了清江特大洪水防御的阶段性胜利。对"2016·7"清江洪水调度方案及措施的制定、落实情况进行了总结分析,可为今后清江流域防洪调度工作提供借鉴与参考。     

Optimal early refill rules for Danjiangkou Reservoir

Water levels in reservoirs are generally not allowed to exceed the flood-limited water level during the flood season, which means that huge amounts of water spill in order to provide adequate storage for flood prevention and that it is difficult to fill the reservoir fully at the end of year. Early reservoir refill is an effective method for addressing the contradiction between the needs of flood control and of comprehensive utilization. This study selected the Danjiangkou Reservoir, which is the water source for the middle route of the South-North Water Diversion Project(SNWDP) in China, as a case study, and analyzed the necessity and operational feasibility of early reservoir refill. An early reservoir refill model is proposed based on the maximum average storage ratio, optimized by the progressive optimality algorithm, and the optimal scheduling schemes were obtained. Results show that the best time of refill operation for the Danjiangkou Reservoir is September 15, and the upper limit water level during September is 166 m. The proposed early refill scheme, in stages, can increase the annual average storage ratio from 77.51% to 81.99%, and decrease spilled water from 2.439 × 109 m3 to 1.692 × 109 m3, in comparison to the original design scheme. The suggested early reservoir refill scheme can be easily operated with significant comprehensive benefits, which may provide a good reference for scheduling decision-making.     

洪泽湖周边滞洪区分区运用研究

到目前为止,还没有对洪泽湖周边滞洪区的运用方式进行过专门的研究;在现有研究中,只是将其当成单一的一次性全部滞洪来理解,一旦形成滞洪,经济损失将是巨大的。随着淮河入海水道二期等工程的规划实施,淮河下游泄洪能力进一步扩大,为洪泽湖周边滞洪区的运用方式调整创造了条件。根据洪泽湖周边滞洪区的地形、人口分布特点,提出了分区滞洪的方案,并分别测算了现状和淮河入海水道二期工程建成后两种工况下的运用效果。在此基础上,研究提出了未来滞洪区的面积调整及滞洪区安全工程建设的建议,拟为优化洪泽湖周边滞洪区调度运用方式以及国家172项重大工程洪泽湖周边滞洪区建设工程的前期工作研究提供参考。     

段曹斌 胡苑成 詹寿根

由于受库区淹没处理、下游防洪等诸多因素制约,万安水电站于1993年建成后一直按初期运行方案运行,不仅无法充分发挥水库防洪、发电、灌溉和航运效益,还恶化了电站的汛期运行条件。目前,万安水库下游防洪条件已经得到较大改善,为提高万安水库运行水位创造了条件。针对拟定的提高万安水库运行水位的3种方案,从发电效益改善,库区淹没处理投资,航道改善等方面进行了可行性分析。结果表明,恰当确定水库运行水位,加上受益行业共同投资,3种方案都能获得较好的经济效益。建议进一步从下游防洪要求方面开展深入研究,尽早实现水库效益最大化。     

石头河水库防洪调度方案研究

根据石头河水库的设计任务、运行现状及泄水建筑物的泄流能力等因素，从综合考虑水库安全和洪水资源化两方面因素，寻求水库安全渡汛途径。该水库汛期调度以库水位的涨落幅度作为其泄流判别条件，采用四级控制泄流。依此建立了石头河水库的防洪调度方案，分析了水库的抗洪能力，并就其在实际中的具体应用做了介绍。     

辽河流域2005年防洪调度风险分析

在2005年的辽河流域防洪调度实践中,经历了“泄水迎洪、主动防御”,“蓄洪错峰、调控洪水”,“制订预案、确保水库安全”3个阶段。每个阶段都有不同的保护重点,每个调度方案的最终目的都是降低汛期可能产生的大洪水或洪水发生时的压力和风险。本文介绍了辽河流域2005年采取的“全信息动态综合优化预报调度”新方法的风险分析过程。     

基于MIKE FLOOD模型的潖江蓄滞洪区调度运用方案研究

为保障潖江蓄滞洪区的合理调度运用,保证北江中下游防洪安全,进行了调度方案的研究。基于MIKE FLOOD平台,建立了潖江蓄滞洪区一、二维耦合水动力数学模型,对拟定的五个调度运用方案进行了对比研究,分析了不同方案下石角站洪峰流量及自身淹没范围的情况。对比结果表明,适当延迟蓄滞洪区的启用时机,对削减石角站洪峰流量、减少区内淹没损失的效果更为明显。据此确定"当江口圩水位达到22.2 m时,一次启用蓄滞洪区"的方案最优。该方案下,发生P=0.3%、P=0.5%和P=1%洪水时,石角站洪峰流量可分别削减1 150 m~3/s、1 407 m~3/s和1 017 m~3/s,最大淹没面积为86.1 km~2。相关成果可供潖江蓄滞洪区的管理决策参考,也可为其他蓄滞洪区的调度运用方案研究提供参考。