合理预留刘家峡水库防凌库容提高黄河上游梯级电站保证电量

黄河上游龙、刘、盐、八、青梯级电站总装机容量３２４．４万ｋＷ，占西北电网总装机的３０％左右，是西北的骨干电源，但在每年１１月至次年３月份黄河宁，蒙河段防凌期间，由于刘家峡水库出库流量受到严格限制，使该梯级电站发电量大幅度降低，而本段时间正是西北电网用电高峰期，因此供需矛盾加剧，缓解这一矛盾的的一个可行办法就是本时段初刘家峡水库预留一定库容，以利龙羊峡水库在防凌时段内加大出库流量，增发电量。     

黑山峡水库对黄河宁蒙河段的综合作用

黑山峡水库位于黄河上游梯级电站的尾部、宁蒙河段的首部,其建成投入运用后,可以有效地协调上游梯级水库发电和宁蒙河段其他综合利用之间的用水矛盾,对上游梯级电站发电流量进行反调节,对黄河水资源和西线工程入黄水量进行合理配置,在宁蒙河段减淤、防凌、防洪、供水、保证生态流量、协调中下游河道水沙关系及增加梯级电站发电效益方面具有重要作用。     

黄河上游梯级水量调度与宁蒙河段冰情变化关系分析

黄河上游梯级水流加联合中运用后，严格控制出流过程，提高了下游部分河段的水温，对减轻下游宁蒙河段的洪水与凌洪威胁，改善宁蒙灌溉高峰用水条件起到了控制作用。为缓解西北电网缺电以及为蒙河段的防凌工作提供了良好条件，尽量合理发挥刘家峡水库反调节作用以及梯级水库电站的补偿作用是做好龙、刘两库凌期运用的重要工作。     

黑山峡水利枢纽在宁蒙河段防凌中的运用研究

在总结刘家峡水库用于宁蒙河段防凌的经验与问题的基础上，通过预测大柳树水库下泄水温对宁蒙河段冰情的影响，分析了宁蒙河段近年来河道淤积、过流能力变化的情况，并通过近年来刘家峡水库冬季防凌运用的下泄流量和防凌效果分析，初步拟定了黑山峡水利枢纽冰期设计下泄流量过程，经合理性论证后认为：①可避免发生封河后遇冬灌退水造成严重冰塞壅水的情况，还可避免发生小流量封河；②有利于减小稳封期河道槽蓄水增量，并且基本上不超过内蒙古河段的最小保证水位；③进一步加大了开河期控泄力度；④可有效减小河道槽蓄水量。     

黄河黑山峡水库库容规模需求研究

库容规模的确定是黄河黑山峡河段开发方案的关键之一。分析新形势下黄河黑山峡河段开发需求,包括:协调水沙关系,减轻宁蒙河段淤积,恢复和维持适宜中水河槽规模;增强防凌能力,保障宁蒙河段防凌防洪安全;合理调配水资源,协调水量调度和发电运用之间的矛盾,充分发挥水资源综合效益;为附近地区供水,改善民生,保障生态安全。计算分析不同开发需求的库容规模,包括调水调沙库容规模、防凌库容规模和供水调节库容规模,综合研究不同库容需求在时间、空间上的分布及相互关系,提出南水北调西线调水生效前黑山峡水库库容规模需求为40.8亿m³,西线调水生效后黑山峡水库库容规模需求为57.6亿m³。     

如何优化水库在防凌中的调度

防凌是一个非常庞大的、极其复杂的系统工程。既有工程措施，也有非工程措施；既有主动防守，也有被动防护措施。在影响冰情的热力、动力及河床边界条件的三个因素中，其中热力因素主要为气温，可以通过加强气象预报为防凌提供技术支持。但是，由于影响气象的因素极其复杂，气象预报的预见期和预报精度都受到一定的限制。对于给定的河流段，其河床边界也已经确定，一般很难改变。因此，利用水库调度改变进入下游河道的水动力和影响库区段河道边界及外界动力，在防凌工作中具有极其重要的作用。实践证明，水库的防凌调度在黄河防凌工作中占有极其重要的地位。龙羊峡、刘家峡水库对保障宁蒙河段的防凌安全，万家寨水库对于保障库区内蒙古段和坝下山西河曲段的防凌安全，三峡、小浪底水库对保障黄河下游的防凌安全具有非常重要的作用。     

黄河内蒙古河段防凌防洪运用方式研究

从分析龙羊峡、刘家峡两水库运行前后内蒙古河段的凌汛特点、水沙条件变化规律入手,对黄河内蒙古河段的防凌需求和防洪需求进行了研究。结果表明:在防凌方面,封河期河道流量应维持在650~700 m3/s,在稳封期流量逐步递减,开河期流量应维持在450~500 m3/s,需要防凌库容8.31亿~11.04亿m3;在防洪方面,内蒙古河段调水调沙控制指标以流量维持在2 500 m3/s左右、持续时间约12 d为宜,需要水量25亿m3,扣除调水调沙时期河道平均流量并考虑区间引水和支流来水,要实现宁蒙河段的调水调沙指标,还需要补水约19.5亿m3。     

黄河上游河段冰凌预报模型

根据黄河上游大型水库运用后宁蒙河段水文，气象等方面的实际观测资料，按照冰凌的物理成因，系统分析上游河段冰凌的变化特点及生消演变规律，选取与预报因子有密切关系的各种因素进行统计分析遴选，以热量平衡、水量平衡原理为基础，采用数理统计多元线性回归分析的方法进行分析计算，分别建立了黄河上游河段封冻，解冻，解冻最高水位，解冻最大凌峰流量等预报统计模型，可直接为宁蒙河段防凌和上游龙羊峡，刘家峡水库防凌调度服务     

黄河上游干流水库调节水沙对宁蒙河道的影响

黄河上游干流大型水库投入运用后，在带来了巨大的发电、防洪、灌溉和防凌效益的同时，也给枢纽下游冲积性河道的演变带来了一些负面的影响。本文主要对水库运用前后黄河上游宁蒙河道水沙条件的变化和河道冲淤演变进行分析研究，给出了头道拐站输沙能力与流量问的量化关系。在分析泥沙输移规律和宁蒙河道淤积成因的基础上，计算了龙羊峡和刘家峡水库调节水沙对宁蒙河道的影响。初步计算分析了内蒙河道维持目前过洪现状及恢复到2000m^3／s平滩流量条件下所需要的水量。该研究对西线调水和水库运用具有指导作用。     

2014年黄河防凌形势分析及对策建议

近一段时期以来,受自然因素和人类活动影响,黄河宁蒙河段河道淤积萎缩严重,凌汛险情不断,黄河中下游凌汛问题依然突出,直接危及滩区群众生命财产安全,黄河防凌在今后相当长时间内依然是重要任务之一。目前黄河已进入凌汛期,黄河防凌工作正在稳步有序开展。在深入分析了当前黄河防凌形势的基础上,介绍了黄河凌汛的特点、凌情发展和防凌工作进展情况,提出了全面落实防凌责任、加强测报预报和预案、河道清障、水库防凌调度、迁安救护、巡堤查险抢险、军民联防等确保防凌安全的7项措施。     

黄河宁蒙河段冲淤时空分布特征与淤积原因

在补充完善水沙、观测断面等资料的基础上,采用沙量平衡法和断面法分析计算了1960年以来宁蒙河段的泥沙冲淤量,两种方法计算结果接近、各有特点,可互为补充使用。分析冲淤量时间分布特征表明,不同时期年内的冲淤分配特征不同,1987年以来宁蒙河段泥沙淤积加重,且淤积加重主要集中在汛期和小于0.1 mm的各粒径组泥沙,大于0.1 mm的粗泥沙淤积量有所减少。分析冲淤量空间分布结果表明,宁蒙河段淤积主要发生在内蒙古三湖河口至头道拐河段和巴彦高勒至三湖河口河段,1987年以来以河槽淤积为主,横断面萎缩。根据宁蒙河段水沙来源情况,从多个方面分析宁蒙河段淤积变化原因表明,干流水沙条件变化尤其是龙刘水库联合运用对干流水沙条件的显著改变,包括减少了汛期水量以及大流量过程,是导致宁蒙河段淤积加重的主要原因。     

黄河上游梯级水库联合运行设计

黄河上游干流龙羊峡至青铜峡河段梯级水库（电站）群装机规模大，梯级电站之间水力联系密切，是西北电网的骨干水电基地。梯级水库群中具有优良多年调节性能的龙羊峡水库和具有良好年调节性能的刘家峡水库。     

黄河上游水库（电站）群联合调度效益显著

黄河上游龙～青段规划１５个梯级水库（电站），截至１９９７年２月已开发投运了７个，设计总装机容量５６５．７万ｋＷ，年发电量２３２．４亿ｋＷ·ｈ，分别占该河段设计开发容量和电量的４５．４％和４６．４％。以龙羊峡、刘家峡两个水库为中心的黄河上游梯级水库（电站）群的联合调度，在发电、灌溉、防洪、防凌、城市工业供水以及配合沿黄河工程施工等方面发挥了重大作用，其经济效益和社会效益十分显著。     

近期黄河宁蒙河道增淤主要是支流高含沙洪水泥沙造成——兼论修建大柳树水库为宁蒙段冲淤的合理性

近期黄河宁蒙河道增淤主要是支流高含沙洪水携带泥沙造成的,天然来水大量减少和工农业用水猛增造成河道输沙水量大减,也增加了河道淤积,龙刘两库对该河道增淤影响甚微。     

黄河上游梯级水库群调水调沙潜力初步研究

利用水库群开展水沙调控是解决黄河上游泥沙淤积的有效措施之一。以1956~2010年长系列来水、来沙资料为准,分析了黄河上游沙漠宽谷河段的水沙规律和调控时机,以龙羊峡、刘家峡水库(龙刘)为调控手段,在以水定电模式下建立黄河上游梯级水库群联合调度模型。在3种情景下求解模型可知:(1)黄河上游调水调沙14、30 d的最大需水量分别是32×10~8和67×10~8m~3;(2)定量给出了梯级水库群的调水调沙潜力,调水调沙14 d的周期为2年1次,调水调沙30 d的周期为3年1次;研究成果对黄河上游沙漠宽谷河段河道水沙调控以及梯级水库群科学调度具有重要的指导意义和应用价值。     

黄河上游梯级水库运行的生态影响研究

为科学揭示梯级水库群运行对河流生态的影响,基于黄河上游实测水沙序列,采用IHA(Indicators of Hydrologic Alteration)指标体系,对比分析了不同工程运行时期黄河上游水文情势变化,运用多系列贡献率分割法,量化了不同影响因子对水文情势变化的贡献率。通过输沙率法结合断面淤积形态分析揭示了黄河上游河道冲淤演变。结果表明,黄河上游水库运行对河流径流及河道形态产生了深刻影响,进而影响了河流生态。水库运行后非汛期月均流量上升、汛期月均流量下降、高流量事件发生频率与流量减少,径流趋于平缓,且宁蒙河段泥沙淤积、断面形态趋于宽浅。分析表明水库运行是造成黄河上游兰州水文情势变化的主要原因,以及石嘴山、头道拐水文情势变化的重要原因,高流量事件的减少加剧了河道淤积,使河流生态朝不利方向演化,为维护黄河上游生态健康有必要实施生态调度,提高涨水期和洪水期下泄流量并制造高流量事件。研究为评估梯级水库运行的生态影响、指导梯级水库生态调度提供方向性参考。     

黄河上游宁蒙河道冲淤变化分析

黄河上游来水沙地区分布不均匀，水沙异源。大型水库修库前，来沙多，宁蒙河道淤积，５０年代淤积尤为严重。青铜峡、刘家峡水库运用后，水库大量拦沙，宁蒙河道发生冲刷。龙羊峡，刘家峡水库联合运用后，汛期蓄水削峰，出库中小水流量历时加长，大流量出现机会大大减少，宁蒙河道重新调整，主要表现在；水流挟沙能力降低；河道淤积严重，水位升高，平滩流量减小；河势摆动加剧，滩岸坍塌严重；西柳沟高含沙洪水淤堵干流呈加重趋势。     

黄河上游水库对宁夏河段防洪防凌及灌溉的影响与对策

黄河上游已建水库特别是龙羊峡、刘家峡、青铜峡３座水库，对宁夏河段的防洪防凌、灌溉有着重要影响。建库后，龙羊峡、刘家峡两水库拦蓄洪水、削减洪峰作用显著；凌期平均封河日期推迟、平均开河日期提前、封冻天数缩短，冰情、冰害有所减轻且主要发生在库区；在一定程度上缓解了宁夏引黄灌区春灌缺水的局面。针对建库后河道冲淤及河势的变化，需加强河道整治和上游水库的调节运用，使水库更好地发挥兴利除弊的作用。     

关于黄河黑山峡河段开发方式的争议和意见

地域、社会经济和自然资源的划分配置，使甘、宁两省(区)分别拥有小观音和大柳树低坝水电站，可各自承担水库淹没和搬迁，资源和淹没互相补偿，地质和坝高相互适应，各有利弊，各得其所。黑山峡水库建在龙(羊峡)库之前与建在龙库之后，其水库的作用有明显的差异。从龙、刘(家峡)两库联合运用18a的实际情况可以看出，刘库实质上已起到了黑库承上启下的反调节作用，目前不存在水资源配置难以满足要求的问题。目前甘、宁省(区)都需要发展电力，如由两省(区)对各自拥有的河段自主开发利用，效益将十分显著。