三峡水库沙峰调度试验研究与思考

三峡水库蓄水运用以来,入库泥沙大幅减少,水库泥沙淤积大为减轻。但受局部暴雨影响,近几年入库泥沙主要集中在典型洪水期间,为水库在洪水期间进行沙峰排沙调度试验提供了有利条件。利用入库泥沙实时监测与泥沙预报技术,对三峡水库洪峰与沙峰传播特性、沙峰调度进行了研究,为2012,2013年汛期成功实施沙峰调度提供了技术支撑,并取得了较好的排沙减淤效果。为了掌握更精准的沙峰调度时机、制订更科学合理的沙峰排沙调度方案,提出了下一阶段沙峰调度观测与研究的重点和方向。     

三峡水库库区沙峰输移特性研究

近年来,三峡水库入库泥沙大幅减少,水库泥沙淤积大为减轻。受局部暴雨影响,入库泥沙主要集中在典型洪水期间,为水库的沙峰调度提供了有利条件。三峡水库在2012年和2013年汛期成功实施了沙峰调度,取得了较好的排沙减淤效果。利用实测资料分析和数值模拟等方法,对库区沙峰的输移特性和衰减规律进行了系统分析与研究。结果表明:三峡水库蓄水后,库水位抬高,库区水流流速减慢,沙峰输移时间较蓄水前大幅增加;库区沙峰衰减主要与河段长度、流量和泥沙颗粒有关。研究结果可为进一步掌握更精准的沙峰调度时机、制订更科学合理的沙峰排沙调度方案提供技术支撑。     

2020年三峡水库沙峰排沙调度分析

为了减少三峡水库库区泥沙淤积,提高水库排沙效率,2020年8月中旬长江4、5号洪水期间,在泥沙实时监测和精确预报的基础上,三峡水库进行了沙峰排沙调度.调度期间,三峡水库坝前最高调洪水位虽然高达167.65 m,但此次沙峰过程排沙比仍达到了27％,比试验性蓄水以来平均排沙比高9％,沙峰排沙调度取得良好效果.对2020年长...     

三峡水库泥沙淤积及减淤措施探讨

受上游水库蓄水拦沙、水土保持工程实施、河道采砂及气候变化等因素的影响,三峡水库的入库水沙条件发生了明显变化,水库淤积量大幅度减少。根据实测资料,分析了蓄水以来三峡水库淤积特性,以及减淤措施的实施时机及效果。研究表明:在入库沙量大幅度减少的前提下,三峡水库淤积大为减轻;汛期实施沙峰调度能够增大排沙比,减少水库淤积量;消落期实施库尾减淤调度能够有效缓解库尾局部河段淤积;局部河段清淤能够高效清除淤积泥沙,确保航道畅通。研究结果丰富了水库泥沙淤积管理方法和水库泥沙调度理论,为水库长期保持有效库容提供了参考。     

三峡水库泥沙调度探索

对三峡水库进入正常蓄水运用中的泥沙调度方式和调度结果进行总结,并对解决库区回水末端重点浅滩河段泥沙淤积加重的问题进行了初步试验研究。结果表明:一般在汛前4月下旬-5月上旬库水位消落期,当入库流量相对较大时,控制库水位日降幅度和调度时间;或在汛期,当预报上游有较大的来水来沙过程时,利用沙峰滞后洪峰的规律和汛期主要的洪水过程排沙量较大的特点,适时控制库水位和下泄流量,均可达到排沙减淤特别是减少库区回水末端淤积的目的。本文丰富了水库泥沙调度理论,并为三峡水库正常运行期科学调度积累了宝贵经验。     

2018长江2号洪水期间三峡水库沙峰排沙调度

2018年长江第2号洪水期间,寸滩站洪峰流量59 300 m~3/s,报汛最大含沙量达到4.47 kg/m~3,三峡入库沙量达到了7 440万t,均大于2014~2017年各年的全年入库输沙量,且入库沙峰大、持续时间长。根据泥沙实时监测与预报成果,7月11～20日三峡水库入库和坝前含沙量较大,三峡水库在进行防洪、航运调度的基础上,实施了沙峰排沙调度,将下泄流量42 000 m~3/s一直维持至沙峰通过大坝后。实测资料表明:7月18～20日三峡水库排沙效果明显增强,出库含沙量在0.50～1.20 kg/m~3之间,最大出库输沙率达到48.5t/s,日均出库沙量在370万t左右,按沙峰输移过程统计,沙峰过程排沙比达29%,7月份排沙比达到了31%,取得了较好的排沙效果,有效减轻了库区泥沙淤积。研究成果为进一步完善三峡水库"蓄清排浑"新模式积累了宝贵的经验。     

关于三峡水库排沙调度的建议

在回顾三峡水库长期使用问题已往研究成果和分析三峡水库初期蓄水运用以来库区泥沙淤积状况的基础上,提出了关于三峡水库排沙调度的建议。排沙调度是三峡水库运行调度的重要组成部分。排沙调度的目的是保证三峡水库大部分有效库容能长期使用;排沙调度的主要要求是在水库泥沙淤积达到初步平衡之前,仍应控制水库有效库容的年损失率小于1 000万m~3/a,以及水库变动回水区上、中段无累积性泥沙淤积。汛期防洪限制水位的调整应符合上述要求。按三峡水库排沙调度方案,可以保持三峡水库大部分有效库容长期使用。     

三峡水库2018年7月洪水期间泥沙输移特性分析

阐述了2018年7月三峡水库入库洪水组成、洪水泥沙发展、三峡水库调度及出库水沙过程。分析了场次洪水水库泥沙预报,2008年175 m试验性蓄水以来寸滩-庙河的沙峰输移时间、衰减比以及三峡水库场次洪水排沙比等水库泥沙输移特性。分析结果表明:①泥沙预报选取的细颗粒级配曲线与实测悬沙颗粒级配曲线基本一致,沙峰、峰现时间预报精度较高,含沙量过程基本一致。②流量级越小,坝前水位越高,沙峰输移时间越长;沙峰在清溪场-庙河段的衰减较在寸滩-清溪场段更为明显,且衰减程度与场次洪水的洪峰量呈反比,即流量越小,沙峰比越小,衰减越明显。③排沙比与场次洪水平均入库流量呈较明显的正比关系,且随流量的增大而呈加速增大趋势。     

三峡水库排沙比对来水来沙的响应

排沙比是水库拦截泥沙程度的指标之一。排沙比越大,水库淤积强度就越小;反之亦然。以三峡水库2004-2012年库区各水文站的实测资料为依据,通过对三峡水库运行以来水库排沙比及其影响因素的分析,发现坝前水位和入库、出库流量是影响水库排沙比大小的主要因素,其次是入库沙量和泥沙颗粒大小。进一步分析得出排沙比对月均库水位变化的敏感度随月均入库流量的增加而迅速增加,当月均入库流量小于15 000 m3/s时,月均库水位变化对排沙比几乎没有影响。当月均入库流量大于20 000 m3/s时,水库排沙比的变化幅度随月均库水位的变化较大,当月均库水位从138 m增加到155 m时,其排沙比约从62%降低至不到10%。为了提高水库排沙比,在水库调度上建议采用"大水低位、小水高位"的运行方式。     

紫坪铺水库汛期多目标调度运行实践

"7·10"洪水的多目标调度采用了不同泄水设施的组合利用方案,利用洪水演进在时间和空间上的差异,规避了白沙河的洪峰叠加;利用水库的调蓄能力,将洪水约束在下游堤防安全水位之内;利用发电机组下泄的清水稀释减轻高浊度洪水对自来水厂制水的压力;利用水库水沙异化传播的特性,进行洪峰和沙峰的错峰调度,及时排出泥沙,减轻水库淤积。     

三峡工程利用洪水资源与发挥综合效益问题探讨

针对三峡工程坝址洪水特性和近20年来长江上游径流呈减小趋势及入库泥沙明显减少的变化,分析了三峡工程初步设计的水库调度运行方式存在的问题。实施了汛期中小洪水滞洪调度和提前至汛末水库蓄水方式,对利用洪水资源存在的防洪风险和水库泥沙淤积增加等问题提出了对策措施;阐述了库尾减淤调度试验和汛期沙峰调度试验成果,探索了水库“蓄清排浑”运行的新型模式,为科学调度,合理利用洪水资源提供了技术支撑。     

黄河三盛公枢纽错峰排沙的利与弊

通过对三盛公水利枢纽进库站 ,历年含沙量大于 2 0 kg/ m3的沙峰资料分析得知 ,沙峰滞后于洪峰 ,泥沙淤积在库区主槽 ,淤沙可以在沙峰过后 ,通过壅水明流输沙、敞泄期的朔源冲刷和沿程冲刷排出库外。另外 ,沙峰绝大部分是细泥 ,经过库区沉沙后进入灌区的历次沙峰 ,对总干渠、干渠、支渠均不产生淤积 ,以灌溉为主的三盛公水利枢纽 ,在农作物需水期进行错峰排沙的调度方式 ,弊多利少     

达克曲克水电站水沙调度方式探索与实践

为了解决达克曲克水电站汛期由于泥沙大量淤积造成的导流兼泄洪排沙洞洞前大量淤沙、水工设施冲磨等问题,消除对下游农业灌溉的影响,保障水电站安全经济运行,借鉴小浪底和三峡水库"蓄清排浑"的运行方式的经验,从实际出发,结合达克曲克水电站泥沙严重淤积的特性,对水沙调度方式进行了积极的探索和实践,汛期采取了蓄水排沙和连续排沙相结合的水沙调度方式,取得了一定的成果,为同类水库水沙调度提供了借鉴和参考。     

头屯河水库水力排沙经济效益分析

头屯河水库位于头屯河出山口,受流域洪水特征影响,入库河水中泥沙含量较高,泥沙淤积是水库安全调度运行的一个较难解决的问题。该文对头屯河水库泥沙量和淤积量进行分析,提出合理有效的排沙捡淤措施,并从经济角度对水力排沙进行效益分析。该方法以极少的投入取得了巨大的经济效益,为其他相似水库的排沙清淤在经济上提供了成功的范例。     

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。     

克孜尔水库泥沙淤积分析及排沙对策探讨

为探明渭干河上游克孜尔水库泥沙淤积原因、减少水库淤积,对入库泥沙年际、年内的变化特点和粒径的沿程变化进行了分析,认为水库泥沙淤积严重的原因主要为:(1)入库水沙总量逐年增加;(2)水库现有排沙洞不利于干流泥沙排出;(3)水库运行方式不利于泥沙出库;(4)拦门沙坎的形成导致冲沙水量不足。水库排沙对策:(1)综合利用机械挖泥疏浚方案、导沙入河方案解决现有拦门沙坎及近坝段泥沙淤积问题;(2)采取在水库上游增建淤地坝以及开展水土保持工作等多种措施减少入库泥沙总量;(3)在干流木扎提河上游新建水库进行水沙联合调度。     

三峡水库淤积排沙及河型转化规律

三峡水库泥沙排沙在其论证和运行阶段一直是关注的热点问题。根据上游来水来沙、实测固定断面和河床质地取样等资料,分析了三峡水库运用以来进出库水沙变化、总体淤积和排沙规律、沿程淤积规律、河型转化规律等,并将初步设计论证研究成果与其他成果进行了对比分析。研究成果表明:三峡水库运用后,入库年径流量与建库前变化不大,但年输沙量锐减60%,来沙减少的趋势仍将持续;三峡水库平均年库容损失率为0.3%,在世界范围内是非常低的,可确保水库长期使用;三峡水库的年淤积量与入库沙量基本呈线性关系,汛期蓄水位越高则其斜率越大;三峡库尾河段总体呈冲刷状态,泥沙主要淤积在常年回水区,尤其在河道开阔断面;部分分汊河道发生了河型转化,淤积后河道总体朝单一、归顺方向发展。研究成果可为三峡水库运行管理和研究提供支撑,也为同类型水库决策提供参考。     

大通河天王沟水电站泥沙设计重点问题探讨

天王沟水库坝前水深和库容都较小,且入库沙量相对较多,库沙比仅为0.8,所以水库很快淤积平衡,库区泥沙问题较为严重。天王沟水电站工程泥沙问题主要是研究水库回水与上游铁城电站尾水合理衔接以及保持进水口前＂门前清＂,通过对入库水沙分析提出的水库泥沙调度运行方式及防排沙措施,基本解决了电站的主要工程泥沙问题。     

基于来沙量减少的三峡水库运行水位的思考

泥沙问题是关系到三峡工程长期利用和发挥最大综合效益的关键技术问题,从三峡工程开始论证至今,对三峡的泥沙问题进行了持续、深入、全面的研究。近年来,三峡水库上游的来沙量大幅减少,水库泥沙问题好于预期。根据实测水文资料,分析了三峡水库运行以来入库水沙及库区淤积的变化,根据10月份来水形势,提出三峡水库提前蓄水的必要性;在总结相关研究成果及2010年三峡水库汛期中小洪水调度实践的基础上,从泥沙角度探讨了三峡水库优化运行的可行性,提出在三峡水库试验蓄水期,可将汛期运行水位提升至150 m并根据实际情况开展中小洪水调度,为今后的运行调度积累经验。     

长江上游水库群联合调度中的泥沙问题

长江上游已形成以三峡水库为核心的世界上规模最大的巨型水库群,2012年开始实施上述水库群的联合调度。分析了水库群联合调度中,与水库泥沙密切关联的汛期防洪、汛末蓄水和汛前消落调度方案及其对水库泥沙带来的影响。在较为深入、系统地研究了长江泥沙变化规律及其原因、水库淤积和长江中下游河床冲刷特性的基础上,对水库群联合调度中面临的水库淤积与长期使用问题,以三峡水库为例,提出了精细化的"蓄清排浑"和库尾减淤等泥沙调度方法。对水库群水沙联调,促进流域泥沙合理配置以及水库群联合调度条件下的泥沙问题与应对措施等提出了建议。