河道型水库动库容问题初探

阐述了河道型水库动、静库容问题的本质,分析了动库容现象对水库入库流量反推计算以及调洪演算等的影响,介绍了国内外水库动库容计算或处理方法的研究进展,提出了当前相对可行的动库容计算方案,并对该课题未来研究趋势进行了展望.     

水库动库容调洪计算方法

一、概述(一)基本方程洪水在水库中行进时,水库沿程的水位、流量、过水面积、流速均随时间而变化,其流态属于明渠不恒定流。水库调洪计算实质上是求解下列圣维南方程组:     

大伙房水库动库容分析计算

根据水库特性， 通过水库动库容量与坝前水位、入库流量相关分析， 得出相应的函数关系， 将天然河道典型化为梯形断面棱柱体河槽，计算求得大伙房水库动库容，其计算结果与实际观测资料结果较接近， 平均相对误差小于５％ 。     

考虑动库容的水库调洪计算方法浅析

文章以某大型水库为实例，从理论上证明了在动库容占有较大比重的水库调洪计算中，应该考虑水库动库容影响。通过计算实例可以证明动库容调洪方法求出的调洪最高洪水位比静库容调洪方法求出的调洪最高洪水住更接近于实际水位。     

水库防洪预报调度中动库容问题研究

本文分析了水库动库容的计算问题,用数值计算方法具体推导了时段水位变化ΔH计算公式,用本文提出的方法与公式可初步计算水库动库容对调洪计算结果的影响度。     

乐昌峡水库动库容特性及防洪优化调度

乐昌峡水库具有河道型水库特点,采用静库容调洪演算方法难以满足水库实时调度要求。通过建立库区水动力学模型,选取典型设计洪水,对乐昌峡水库进行动库容调洪演算。在与静库容调洪结果对比的基础上,揭示了乐昌峡水库动库容对调洪的负面影响,并提出水库调洪优化方案。研究成果可为河道型水库合理制定调度方案提供参考。     

犍为水库动库容分析及其在梯级联合调度中的应用研究

介绍了水库动库容的特性及计算方法,通过犍为库区实测断面资料,同时结合库区地形图资料,计算出不同水库水位及入库流量下的水库动库容,并对水库动库容和静库容作了对比分析。在此动库容基础上,选择了三场典型洪水过程进行了犍为梯级联合调度研究,研究表明,当采用动库容进行水库预泄时,由于计入了河道的槽蓄作用,三场典型洪水预泄时间较静库容减少约7.5~20.5h,使成果更接近实际,对工程设计有一定的参考价值。     

水库动库容调洪计算的数值-解析解法

本文从水库实例和理论推导上论证了在动库容占有较大比重的水库调洪计算中，应该考虑水库动库容影响。并且将水库调洪数值-解析解法应用于水库动库容调洪，它使水库动库容调洪计算完全用解析公式求出，不需查图与试算，精度高，速度快，且易于程序化。通过计算实例可以证明用本文提出的方法求出的调洪最高洪水位更接近于实际水位。     

论综合利用水库的重复库容

工程设计中经常采用设置汛期防洪限制，减少专用防洪库容；在满足水库本身及下游防洪安全的前提下，使防洪库容尽量与兴利相结合即汛期利用部分兴利库容防洪，这部分库容为防洪与兴利共用，称为重复库容（亦称结合库容），重复库容汛后恢复为兴利库容，以达到减少投资提高综合利用效益之目的。防洪库容与兴库容是否结合和结合多少，不公取决于水库的调节能力、洪水特性及河川径流的变化规律，而且还是一个技术经济问题，要经过分析比     

飞来峡水库动库容调洪负效应及对工程运行管理的影响

总结了飞来峡水利枢纽静库容、动库容调洪情况,揭示了飞来峡将来存在动库容负效应现象,由此提出,枢纽运行管理必须考虑动库容负效应的影响。     

水电站水库群防洪补偿联合调度模型研究及应用

针对具有下游防洪任务的水电站水库群,提出基于预报及库容补偿的水库群防洪补偿联合调度逐次渐进协调模型,推求水库汛期防洪库容动态控制方案。该模型运用了大系统分解协调理论及贝尔曼的逐步逼近思想,以各水库为独立的子系统建立3层递阶结构,针对库间水力、电力联系及防洪库容限制等复杂的约束条件进行不同层次的协调。模型经过多次迭代计算,得到最佳的水库群防洪库容协调方案。该模型应用于清江流域梯级水库,计算结果表明,在不降低水库及梯级原有的防洪标准前提下,能有效利用上游水布垭水库的防洪库容,分担隔河岩水库部分防洪任务,并显著提高梯级水库发电量。     

Backwater Computation for Choking Flood Flows through Bridge Contractions

Abstract

A new method for the computation of backwater profiles for choking flows due to bridge contractions is proposed. This method was derived from energy, momentum, and water continuity equations. The computations considered the critical flow condition at the contraction, which forms the control section for the upstream flow of the contracted reach. In addition, the energy losses associated with the local contraction were also taken into account. The proposed method was tested by applying it to a large flood which occurred at an Interstate 5 (1-5) bridge over Los Gatos Creek near Coalinga, California in 1995. Results indicate that the proposed method can be used to compute the backwater profile for choking flows in practical applications.     

气候变化下山溪性河流水库防洪减灾措施

近年来极端气候变化频发,引发局地短时强降雨,易造成超标洪水,严重威胁山溪性河流上的水库安全,由此而导致的大坝漫(溃)坝案例已有发生,且危害巨大,防范和化解此类重大灾害是新时期水库设计和安全运行管理的关键问题。通过归纳总结已建土石坝工程实例,认为水库漫顶溃坝风险主要来源于水文资料短缺、洪水成因复杂和突发性强,水情监测预警预报不到位,抵御超标准洪水时调洪能力有限等不利因素。因此,关注设计洪水的合理性分析及安全性评价,建立对超标准洪水的分析预测和监测预警,合理规划泄洪建筑物的规模以及抗冲结构设置,加强水库排沙预泄措施和梯级水库的联调联控等综合调洪能力的提高,提升非常情况下的应急安全管理能力等,是病险水库除险加固以及新建水库工程设计及运行管理的必需措施。     

双库并联系统蓄水量空间分布特性研究

蓄水量空间分配是制定水库蓄放水次序、供水任务分配的主要依据。本文研究了并联供水水库蓄水量空间分布特性,提出了水库调节能力指数和补偿调节库容阈值的概念,从理论上推导了双库并联系统蓄水期和供水期蓄水量的空间分布规则,在应用上建立了辽宁省碧流河与英那河水库蓄水量空间分布优化模型,采用并行种群混合进化粒子群算法(PSSE-PSO)对模型进行了求解。理论与应用研究表明:(1)蓄水量空间分布存在明显的阈值特性,即任一水库并不是始终作为被补偿水库,当系统总蓄水量超过某阈值时水库由供水状态转为蓄水状态,反之由蓄水状态转为供水状态;(2)补偿水库与被补偿水库的划分不宜仅依据水库库容或其调节能力大小预先确定,而应依据系统中各库调节能力指数和调节库容阈值综合动态确定。     

山区跨河桥梁的阻水壅高影响研究

桥梁阻水壅高对河道泄洪存在一定不利影响,山区河段跨河桥梁的壅水特性具有一定的复杂性。采用一维水流数学模型法,研究了山区河段不同桥型方案对河道阻水壅高的影响。结果表明,流速、阻水比与桥梁壅水密切相关,流速较小的情况下,壅水值对阻水比的差异更敏感;阻水比总体不大的情况下,壅水值对流速差异更为敏感。山区河段总体流速较大,桥梁防洪评价阶段需充分考虑河道特点优化桥梁布置方案,减小对河道泄洪的影响。     

支流水库防洪功能定位及防洪库容设置探讨

根据永宁水库在流域防洪体系的定位分析,对永宁水库拟定了3种不同的防洪调度方案,结合技术经济指标和防洪作用比较,确定水库的防洪库容。在满足支流防洪需求的前提下,充分发挥永宁水库在浦阳江防洪体系中的作用,为流域支流水库防洪库容的设置提供了一种研究思路。     

三峡水库变动回水区河道推移质输移特性研究

通过对三峡库区有关的野外实测资料、模型试验和计算资料，分析了三峡水库变动回水区河道推移质输沙特性，三峡水库运行末期，变动回水区泥沙淤积物以沙质推移质为主，其中上段还有孵石推移质。从上游往下游，泥沙淤积物的颗粒逐渐变细，主槽的粒径组成粒粗，而边滩的粒径组成较细。随着水库运行年限的增长，主槽泥沙颗粒经历着粗化过程，而边滩却处于不断细化过程。主槽中原来淤积的细颗粒泥沙由于新淤积粗颗粒的保护和荫蔽作用，主槽的泥沙尽管粗化，水库运用后期的主槽淤积物仍有较细的泥沙颗粒存在，对于物模试验中放水过程对推移质输沙的影响、水库变动回水区所特有的碍航现象，以及修建向家坝和溪洛渡水利枢纽后变动回水区的推移质泥沙输移等问题，还有待在相性基础理论中进一步研究。     

水库除险加固后做好蓄水安全工作的思考

水库除险加固后初期蓄水,水库主管部门(或业主)应负责所属水库运行管理工作,明确水库管理单位或管护人员职责;建立健全水库安全运行管理规章制度;组织委托相应资质的技术单位编制及上报初期蓄水方案、工程运行调度方案、度汛方案以及大坝安全管理应急预案;对大中型水库应筹措经费,委托相应资质的技术单位,开展蓄水安全鉴定评价工作;督促并监督水库管理单位或管护人员履行职责。水库管理单位或管护人员应严格执行水库安全运行管理规章制度、初期蓄水方案、运行调度方案,认真实施水库蓄水调度运用工作;进行大坝巡视检查和大坝观测;开展水库工程日常维修养护;报告大坝安全情况。     

三峡与丹江口水库下游河道河型变化研究进展

在收集三峡与丹江口水库下游河道河型研究成果基础上,总结与分析了三峡与丹江口水库下游河道不同河型的成因,包括来水来沙条件,河道边界条件和比降变化。结果表明,丹江口水库建成运用后,汉江中游河道演变为相对稳定的分汊或单一河道,下游弯道发生撇弯切滩;三峡水库建成运用后,下游河道的变化程度要小于汉江下游。指出了三峡水库下游河道河型变化的复杂性,及需要进一步研究的课题,研究成果可供大型水利枢纽工程下游河道河型变化机理研究参考。