水库汛期水位动态控制应用研究

我国已建水库大多从安全角度出发在整个汛期采用固定汛期限制水位渡汛,造成部分水库出现汛期不敢蓄水且弃水较多、汛后却难以蓄满的现象,在一定程度上影响了水库综合利用效益的发挥。文章结合已开展汛期动态控制水位试点工作的水库取得的理论及应用成果,系统论述水库汛期水位动态控制应用的条件、汛期水位动态控制方案以及相应的风险和效益。     

水库汛限水位动态控制技术

汛限水位是调节水库防洪和兴利矛盾的关键参数。当前我国水库汛期调度基本上采取固定时间固定汛限水位的调度方式,导致水库存在汛期弃水太多,汛后无水可蓄的书面,在水资源紧缺地区,水资源需求的日益增加与汛期大量弃水的矛盾日益突出。成为制约区域经济发展的瓶颈。     

水库分期和原有汛限水位的论证

利用汛期分阶段研究水库汛限水位的方法,使水库在整个汛期过程中得到不同阶段的汛限水位.在水库调度中,采用不同汛限水位,可使水库少弃水、晚弃水、多拦蓄,克服以往单一汛限水位弃水多、弃水早,汛后经常蓄不上水的不利局面.本研究以岳城水库为例.     

基于洪水资源利用的汛期分期研究

我国许多流域水资源短缺,而年内降雨量主要集中在汛期几个月。传统的汛期划分方法常常造成汛期大量弃水、汛末无水可蓄现象,影响了水库兴利功能的发挥。为此,从洪水资源利用的角度出发,分析了常用的汛期划分方法的不足之处,提出基于降雨、径流规律分析的定性统计法与Fisher最优分割方法相结合的汛期划分方法,并以跋山水库为例进行了汛期分期划分,划分结果较为理想。     

基矛洪水资源利用的汛期分期研究

我国许多流域水资源短缺，而年内降雨量主要集中在汛期几个月。传统的汛期划分方法常常造成汛期大量弃水、汛末无水可蓄现象，影响了水库兴利功能的发挥。为此，从洪水资源利用的角度出发，分析了常用的汛期划分方法的不足之处，提出基于降雨、径流规律分析的定性统计法与Fisher最优分割方法相结合的汛期划分方法，并以跋山水库为例进行了汛期分期划分，划分结果较为理想。     

山美水库后汛期分阶段水位控制运用探讨

山美水库原有的调度方案存在后汛期大量弃水和汛后无水可蓄、绝大多数年份汛末蓄不到正常蓄水位的问题。该文通过分析水文气象及历史资料,提出后汛期分阶段控制水库水位,以解决水库汛后无水可蓄的问题,并对下游防洪安全进行调洪模拟。该方案实施后相当于建设一个中型水库,意义相当重大。     

柴河水库汛期预蓄水量上限值求解

柴河水库控制流域内径流的年内和年际分配差异较大,年径流量的75％集中在汛期和主汛期,因此水库在汛期实施预蓄预泄调度方式可充分利用洪水资源,发挥水库综合效益,而科学合理的预蓄水量计算是预蓄预泄调度方式成功与否的关键。文中简要介绍了柴河水库汛期预蓄水量上限值求解的3种方法。     

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。     

漳泽水库汛限水位动态控制效益分析

漳泽水库的效益主要体现在供水方面,水库现行调度方式某些年份会发生汛期弃水,而汛末未蓄满的情况,在一定程度上影响了水库效益的发挥。开展汛限水位动态控制经济效益分析,在保证上下游防洪目标及大坝本身防洪安全的前提下减少弃水,提高兴利效益。     

紫坪铺水库后汛期限制水位分析

紫坪铺水库由于其特殊的地理位置以及承担的供水任务,运行以来蓄水期一直存在着上下游水库与紫坪铺水库争蓄的矛盾,水库蓄水难度较大。根据流域暴雨洪水特性以及对历史洪水的调查分析,确定以9月1日作为主、后汛期分界日期。经过调洪演算得知紫坪铺水库后汛期限制水位提升至875 m是可行的,为了不增加库尾河段的淹没,推荐后汛期限制水位提升至870 m。同时,通过近6年的实际运行情况说明,提高水库后汛期限制水位对于提高水库蓄满率成效显著。     

西霞院水库汛期的优化调度

分析了西霞院水库的设计指标与运用方式,提出了西霞院水库汛期优化调度的措施:①汛限水位不限,即在小浪底水库蓄水运用、下泄水流较清时,对西霞院水库采取汛限水位动态控制运用;②死库容不死,即利用西霞院水库设计淤积的死库容调节泥沙,协调进入黄河下游的水沙关系,减少黄河下游河槽淤积的可行性;③尽快开展小浪底和西霞院水文站的建设与研究,以满足黄河防汛、抗旱、调水调沙的要求。     

冬小麦储水灌溉节水增产效果分析

储水灌溉是利用土壤水库调蓄作用，把地面水以较大灌水定额通过灌溉储存在土壤中的一种灌水方法。可以做到以丰补欠，秋冬水春夏用，汛期水非汛期用，提高水源利用率，达到节水增产目的。同时可以减少农田灌溉高峰期用水量，缓解工农业和作物间争水矛盾。本文以冬小麦储水灌溉试验为例，分析了储水灌溉节水增产效果及其机理，并给出了当地冬小麦储水灌溉适宜灌水时间、灌水定额及管理要求。     

动态拦蓄洪尾风险调度模型初探

分析了实施水库拦蓄洪尾风险调度的可行性、必要性和影响拦蓄水位确定的主要因素；提出了动态拦蓄洪尾风险调度模型，该模型可以表达汛期不同时间水库拦蓄洪尾水位的动态变化；从目标函数的物理意义出发，提出了模糊综合评判法和试算法相结合的求解方法，该方法能最大限度体现决策者的偏好，保障解的合理性和可操作性。实例研究表明，文中提出的方法是合理、有效的。     

水文资料的计算与复核研究

设计洪水是确定水库汛限水位的基础，传统的设计洪水确定方法导致一些水库在汛期弃水而汛后又无水可蓄，造成洪水资源的极大浪费。为此，分析了设计洪水的几个影响因素和计算分期设计洪水的关键问题，结合实例说明了水文资料复核的必要性和可行性。     

论三门峡水库在黄河防洪工程体系中的作用

通过对三门峡水库运用40余年来社会效益、经济效益以及负面影响的论述，分析了三门峡水库在未来黄河防洪减淤工程体系中的作用和地位，讨论了潼关高程淤积抬升的主要原因及降低潼关高程的综合治理措施，指出了小浪底水库建成后，决定三门峡水库运用方式的主要因素仍是黄河下游和渭河下游的防洪减淤问题。同时，给出了三门峡水库不同运用阶段的水位控制运用指标的建议：①继续做好三门峡水库335m防洪水位和326m防凌水位运用的准备；②汛期平水期保持库水位不超过305m，当入库流量大于1500m^3／s，实施敞泄排沙，并控制北村断面1000m^3／s流量相应水位不超过310m；③非汛期运用水位原则上最高不超过318m，遇调水调沙等特殊情况，需要短时间调蓄时，最高水位不得超过320m，非汛期平均运用水位按照不超过316m控制；④实施渭河下游综合治理，降低潼关高程。     

黄河水体CODMn样品加酸保存对监测结果的影响

自１９９０年对黄河水体ＣＯＤＭｎ样品加酸保存后，ＣＯＤＭｎ监测结果显著升高，且丰水期边年超标，根据山东河段干、支流各监测断面ＣＯＤＭｎ历年监测结果及实验资料分析后认为，样品加酸保存是影响ＣＯＤＭｎ监测结果升高的重要原因，而泥沙则是导致ＣＯＤＭｎ监测结果升高的根本原因。     

基于Autobank的湘江汛期某堤坝稳定性计算

堤坝稳定性一直是防汛难题,汛期高洪水位和汛退时水位陡降常导致堤坝渗透破坏和内外堤坡失稳,甚至引发溃堤。根据地质法获得汛期某已出险堤坝岩土物理力学参数,利用有限元法建模反演汛期稳定性,并通过汛期堤坝在不同水位状态下渗漏和变形失稳实测资料,对模拟计算采用参数进行校正,同时对设计加固堤坝的渗透和抗滑稳定性进行计算分析。结果表明:汛前原堤坝在设计水位、坝顶水位和水位陡降时会发生渗透破坏和堤坡失稳;加固堤坝在坝顶水位和水位陡降工况下内、外坡抗滑稳定,但在坝顶和设计水位时内、外坡脚会发生渗透破坏;调整加固方案后,抗渗和抗滑稳定性皆满足要求,调整后设计方案是可行的。     

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。     

基于随机模拟法的水库防洪风险分析

塔尔水库是博尔博松流域规划的一项非常重要的水利设施,有巨大的防洪灌溉的功能和作用。以塔尔水库为例．基于该水库1970～2010年夏汛共40a相关模拟洪水资料,运用随机模拟法,模拟出3000场夏汛洪水过程,进而计算分析水库防洪风险。结果表明,实行分期汛限水位控制可以有效降低水库的防洪风险;分时段提高汛限水位可以有效提高汛末水位,增加水库汛末蓄满率;后汛期水位不是变化很大时水库的风险不会发生大变化,但不宜将水位提的过高。希望研究结果能为今后塔尔水库的建设或类似水利设施的防洪工作提供科学指导。     

高庄水库清淤对水质提升的影响

为提升高庄水库水质,同时提高水库防洪和调蓄能力,对高庄水库实施了水库生态清淤工程,并分析水库底泥及水库清淤前后水质监测数据。结果表明：高庄水库清淤前水质有下降趋势,断面等级的主要控制因素主要是总磷含量、高锰酸盐指数和氨氮含量;底泥中的总氮含量主要来源于干物质,土壤综合污染程度不高,表现为尚清洁;底泥重金属具有同源性,表明其污染来源相同;清淤后水库水质断面等级提高明显,可降低水体中高锰酸盐指数和总磷含量,但作用不如降低氨氮含量明显;不同水期水质污染因子含量存在差异,主要表现为高锰酸盐指数汛期略高于非汛期,氨氮含量汛期低于非汛期,总磷含量汛期高于非汛期;为提高水库清淤效益,建议本次清淤10 年后开展新一轮的清淤疏浚。