三峡工程对“07.7”洪水调度的作用分析

2007年7月末,长江上游发生较大洪水,根据预报分析,若三峡工程不拦蓄洪水,荆江河段各站洪峰水位将超过警戒水位。为缓解荆江河段的防汛压力,决定启用三峡工程进行拦洪削峰调度。通过洪水还原计算,分析了三峡水库调度对下游河段防洪的影响。三峡水库实施防汛错峰调度后,水库最高库水位为146.10 m,拦蓄水量约10.13 亿 m3,宜昌洪峰流量为50 800 m3/s、沙市洪峰水位为42.97 m。根据洪水还原分析,此次调度削减宜昌洪峰流量约1 700 m3/s,降低宜昌及荆江河段各站洪峰水位0.3 m左右,成功完成拦洪削峰调度任务,使荆江河段各站洪峰水位基本控制在警戒水位以内。     

三峡水库防洪调度对“09.8”上游洪水影响分析

针对2009年8月长江上游发生的较大洪水（简称“09.8”长江上游洪水）,为减轻荆江河段及荆南四河的防洪压力,控制三峡水库出库流量,实施削峰调度。通过还原计算,分析了防洪调度对荆江及城陵矶河段防洪的影响。结果表明,本次拦洪调度的三峡水库最高库水位达152.89 m,沙市、城陵矶水位均在设防水位以下,避免了荆江河段高洪水位,降低了防汛响应级别,减少了中下游防汛成本支出,同时增加了5.3亿kW·h的发电量,取得了较大的防洪与发电效益,是三峡水库建成以来首次大规模防洪调度的成功案例。     

三峡水库运用对长江中下游干流水位影响分析

为了分析三峡水库的调洪运用对长江中下游干流水位的影响,采用成熟的预报模型对2010年7月中下旬长江上游地区发生的大洪水过程进行还原计算,分析了三峡水库的拦洪削峰作用。结果表明,洪水过程中,通过对三峡水库的合理调度,有效降低了长江中下游干流各站水位,其中宜昌-沙市河段水位降低约2.5 m,城陵矶-汉口河段水位降低约1.0 m,九江-大通河段水位降低0.3～0.5 m,沙市水位降到警戒水位以下,缓解了荆江河段和中下游干流的防洪压力,缩短了监利-汉口河段各站超警戒水位时间。     

2017年汉江秋季洪水特性及预报调度分析

2013年丹江口大坝加高工程完成后,遭遇连续枯水,各年度蓄水严重不足,2017年发生明显秋汛,防汛部门科学调度,取得了统筹防洪、大坝蓄水安全与监测试验等多目标共赢的成果。通过分析汉江2017年秋汛的水雨情发展、洪水地区组成、水情预报及水库调度等,解析了汉江此次秋汛过程的降雨、洪水特性,水情预报精度水平及水库调度的成效。分析表明：汉江9月上中旬降雨起筑底作用,9月23日开始的连续强降雨过程累计雨量大、覆盖面积广,直接导致汉江连续涨水过程;丹江口入库洪水最大15 d洪量接近秋季10 a一遇,丹皇区间最大7 d洪量超过秋季20 a一遇;丹江口水库实施拦洪削峰调度,削峰率均在50%以上,削减中游干流主要站洪峰水位约2 m,避免了中下游分洪民垸和杜家台分洪。     

三峡水库运用对长江中下游干流水位影响分析——以2010年7月洪水为例

为了分析三峡水库的调洪运用对长江中下游干流水位的影响,采用成熟的预报模型对2010年7月中下旬长江上游地区发生的大洪水过程进行还原计算,分析了三峡水库的拦洪削峰作用.结果表明,洪水过程中,通过对三峡水库的合理调度,有效降低了长江中下游干流各站水位,其中宜昌-沙市河段水位降低约2.5 m,城陵矾-汉口河段水位降低约1.0 m,九江-大通河段水位降低0.3-0.5 m,沙市水位降到警戒水位以下,缓解了荆江河段和中下游干流的防洪压力,缩短了监利-汉口河段各站超警戒水位时间.     

三峡水库对城陵矶地区防洪补偿调度方式探讨

城陵矶地区历来是长江流域防洪的重点,也是长江上中游水库群的重要防洪调度目标。通过构建长江干流及洞庭湖区水动力学模型,模拟分析了不同典型洪水、不同调度方式下三峡水库对城陵矶地区的调度效果,提出了三峡水库对城陵矶地区的实时补偿调度方式。结果表明:在综合考虑补偿调度效果及水文气象预报的不确定性下,若预见期内预报城陵矶(莲花塘站)水位将达到或超过目标控制水位,则提前4～5 d开始控制三峡水库出库流量为宜,并应结合水文气象预报情况逐步减小或增加出库流量。     

断波在朱沱—三峡坝址库区河段传播规律分析

水库群建成运行改变了河道天然洪水传播特性,主要表现在洪水传播时间明显变化。通过建立朱沱—三峡坝址库区河段水动力学模型,模拟分析了不同坝前水位、不同断波流量,以及不同最大流量持续时间条件下的洪水波传播特性,揭示了各因素对断波在该河段传播的影响规律。研究表明:影响断波在河道中传播过程的因素较为复杂,断波流量、最大流量持续时间和坝前水位均会对其传播造成一定程度影响,其中最大流量持续时间对洪水传播时间的影响最小,断波流量其次,坝前水位的影响最大。研究成果可为三峡入库洪水精确预报和三峡水库优化调度提供一定的技术支撑。     

遇特大型洪水荆江河段洪水演进特性实体模型试验研究

利用长江防洪实体模型进行了2002年10月地形条件下长江荆江河段遭遇“54年型”和“98年型”特大型洪水时的洪水演进特性实体模型试验研究。研究表明：试验条件下洪峰从枝城传播至监利需14～21 h,平均传播速度3.2～4.8 m/s。当遭遇“54年型”洪水且不考虑三峡水库调蓄时,各站试验洪峰水位与1954年实际洪水相比普遍升高,荆江面临极其严峻的防洪形势,沙市站洪峰水位超过堤防设计水位约 1.60 m,石首、监利和城陵矶等站超过设计堤顶高程达 0.4～1.23 m;考虑三峡水库调蓄后,各站试验洪峰水位较不考虑调蓄情况明显降低,防洪形势有明显缓解,但依然不容乐观,其中沙市站洪峰水位超过堤防设计水位0.30 m,莲花塘站超过设计堤顶高程0.28m。当遭遇“98年型”洪水且不考虑三峡水库调蓄时,各站试验洪峰水位与1998年实际洪水相比普遍升高,荆江防洪形势严峻,其中沙市、石首、监利和莲花塘站分别超出堤防设计水位达1.20,1.25,1.73,1.68 m。     

长江上游寸滩站2010年“7.19”洪水预报分析

2010年7月长江上游控制站寸滩站出现1987年以来的最大洪水,洪峰流量达64 900 m3/s,是长江三峡水库建成以来的最大洪水。寸滩水文站是三峡水库的入库站,其洪水预报的时效性和精度直接影响三峡水库调度运用,长江中下游及重庆市的防汛。影响寸滩水文站洪水水位流量预报的因素较多,既受上游各干支流大江河来水组成的影响,也受下游三峡水库回水顶托的影响。在认真分析影响寸滩站洪水流量的各种因素,及时掌握水雨情资料的条件下,2010年寸滩洪水预报取得了较满意的成果。对2010年寸滩的洪水预报进行分析,为以后的洪水预报积累经验,以便更好地服务于长江防汛和三峡水库调度。     

水口水电站优化防洪调度

水口水电站现行的防洪调度方案存在的不足之处是，仅采用库水位作为调度的依据，未发挥水情自动测报系统的作用，也未考虑为下游减轻防洪压力．所提出的优化防洪调度方案以入库洪水预报为依据，采用预泄腾库的手段，在峰前将库水位由汛限水位61.00m降低至59.50m，增大防洪库容，对于20年一遇以上的入库洪水，通过电站的调洪蓄洪，实现为下游削峰约10％是可行的．     

金沙江中游与长江中下游洪水遭遇规律分析

按照《长江流域防洪规划》和《长江流域综合规划》的安排,金沙江中游已建及在建的6座梯级水库每年7月份共预留防洪库容17.78亿m³,配合三峡水库进行长江中下游防洪。基于金沙江攀枝花站和长江中游螺山、城陵矶、宜昌站的洪量和洪水过程并考虑泄水传播时间及区间来水过程,详细分析了金沙江中游洪水与长江中下游洪水的遭遇规律。研究结果可为金沙江中游梯级水库防洪调度方式的建立提供技术支撑,有利于充分发挥水库群的防洪效益。     

三峡水库运行期设计洪水及汛控水位初探

考虑长江上游水库群调蓄对三峡水库设计洪水的影响,采用最可能组成法和典型年法推求干支流控制站洪水的地区组成,构建多输入单输出(MISO)系统模型模拟向家坝至三峡水库未控区间的洪水过程,研究探讨三峡水库运行期设计洪水及汛期防洪控制水位(汛控水位)。结果表明:长江上游干支流梯级水库的调蓄作用对三峡水库设计洪水影响显著;三峡运行期千年一遇设计洪峰流量为81 136 m3/s,3、7、15和30 d洪量分别为188.2、386.3、727.4和1320.9亿m3,相比建设期设计值分别削减了18.2%、23.8%、20.6%、20.2%和16.9%;在不降低防洪标准的前提下,三峡水库运行期汛控水位(155 m)比建设期汛限水位(145 m)抬高了10 m,这不仅有利于库区航运、维护库岸稳定、保护消落区生态环境,还可增发电量、减少蓄水期对洞庭湖和鄱阳湖的影响,经济社会和生态环境效益巨大。     

金沙江下游梯级与三峡水库防洪库容互补等效关系研究

长江上游干支流梯级水库和三峡水库均承担着长江中下游的防洪任务,其防洪库容具有一定的互补等效性。本文采用典型年法和最可能地区组成法推求了三峡水库的洪水地区组成,基于不降低原设计防洪标准的原则,探讨了五个典型年和三种设计频率情况下,金沙江下游梯级和三峡水库防洪库容的互补等效关系。结果表明：(1)五个典型年能够反映三峡水库发生大洪水的地区组成规律,金沙江下游梯级和三峡水库防洪库容互补等效关系近似为线性关系。(2)同种典型年和设计频率下金沙江下游四座水库的互补等效系数值近似等同,主要受三峡水库典型年的洪水地区组成影响;当预测洪水主要来源于金沙江(或嘉陵江及未控区间)流域时,等效系数取0.8(或0.5)。(3)通过洪水预报和等效关系动态运用三峡水库防洪库容,在不增加防洪风险的前提下,三峡水库年均汛期可增发电量41.4亿kW·h(+9.86%)。     

基于HBV模型的高寒区径流模拟研究

高寒区产汇流规律复杂,且水文实测资料稀缺,给流域径流分析带来诸多挑战。以宗通卡坝址以上流域为研究对象,采用传统的水文比拟法,依据干流上下游水文站资料,推求坝址1960~2009年月径流系列。同时基于全球气象数据产品,考虑融雪径流的影响,构建了适用于该流域的HBV半分布式水文模型,模拟坝址1960~2009年月径流系列。通过对比两种方法的径流成果,分析其异同,认为HBV模型可用于高寒区径流模拟。     

三峡水库对城陵矶防洪补偿库容释放条件分析

针对三峡工程承担的防洪任务,从长江流域与洞庭湖水系洪水特性,城陵矶附近地区防洪标准及防洪补偿调度方式,分析提出了三峡水库对城陵矶防洪补偿库容的释放条件。在发生流域型大洪水的年份,因需要三峡水库长时间拦蓄洪水,动用较多防洪库容,水库将长期处于较高水位运行状态。如洞庭湖水系不发生大洪水,三峡水库对城陵矶地区防洪补偿库容就可释放。除发生流域型大洪水的年份外,7月中旬后,洞庭湖水系一般不会发生大洪水,加上洞庭湖自身具有较大的调节洪水能力,防洪安全有保障,8月1日之后有条件逐步抬升三峡水库水位至155 m运行,可提高水资源综合利用效率,也可减轻三峡水库蓄水期间蓄水对湖区水位的影响,保障湖区供水安全。研究结果对三峡水库科学调度具有指导意义。     

考虑分级防洪目标的梯级水库汛控水位调度模型及应用

围绕中小洪水减压、大洪水保安和特大洪水降损等防洪目标，构建了面向分级防洪目标的梯级水库汛控水位优化调度模型，针对不同频率设计洪水，基于“模拟-优化”框架，采用仿生进化算法对调度模型进行了高效求解，并利用熵权法对调度方案进行了多目标评价，比选了梯级水库汛控水位方案。以金沙江中下游6个梯级水库和三峡水库组成的梯级水库为研究对象，研究结果表明：相比原汛限水位方案，在不降低原防洪标准的前提下，选定的方案可使梯级水库水位抬高0.36～6.22 m,发电量增加6.28亿～19.26亿kW·h,增幅为1.18%～4.27%,经济效益显著，可为梯级水库汛控水位的规划设计提供技术支撑。     

三峡水库中小洪水调度性能风险评估

针对三峡水库汛期中小洪水资源利用中存在的防洪、发电、库区地质、航运、汛末下游供水及蓄满风险问题,分析了中小洪水特性,建立了各类风险指示函数,提出了三峡水库中小洪水调度性能风险评估方法;同时,结合三峡水库汛期初步设计方案和2008～2017年中小洪水调度实践方案,对比分析了初步设计方案与调度实践方案中关于汛期中小洪水调度性能风险及调度运用过程年际间的变化情况。研究结果表明:2008～2017年的10 a间,相较于初步设计方案,调度实践方案使汛期发电量共增加了853.7亿kW·h;防洪风险由0.53%上升至54.51%,汛末下游供水风险由54.65%下降至14.65%,蓄满风险由50.00%下降至40.00%;发电、航运及库区地质风险变化不大。     

城陵矶防洪控制水位的探讨

长期以来城陵矶控制水位既是堤防设计水位又是蓄洪工程调度运用水位,这一直是长江中游防洪问题争论的焦点。从分析现有江湖关系条件下的长江洪水特征出发,以长江中游防洪体系既定的布局为基础,结合三峡水库的调节作用,根据模型模拟结果和实际水情,提出将堤防设计水位与蓄洪工程调度水位分开,近期莲花塘防洪设计水位采用历史最高水位35.80 m、蓄洪工程调度水位采用34.4~35.80 m为宜。     

利用三峡枢纽下泄"清水"改善洞庭湖和荆江的防洪局面

随着三峡水库蓄水，上游金沙江大型水电枢纽陆续建成，三峡水库将长期下泄含沙量较小的“清水”。含沙量的大量减小使长江中游实质上已成为一务新的冲积河流。“清水”大幅度地冲刷荆江河段，将对荆江堤防、河势、航道和防洪形势产生重大的影响。另一方面，三峡水库长期下泄的“清水”具有可观的冲刷能力，是一笔宝贵的财富，善加利用可以改善长江中游的防洪形势。本文建议：增加引“清水”入洞庭湖的水量，一方面避免“清水”对荆江河道的过度冲刷；另一方面可以冲刷洞庭湖的一些关键部位，改善湖区的防洪形势、并促进城陵矾以下长江河道的冲刷。