三峡水库清淤及淤积泥沙综合利用可行性研究

库容保持是水库发挥防洪、发电、航运、水资源利用等功能及综合效益的重要保障。三峡水库库容是极其宝贵的战略资源,根据实测资料分析,阐明了三峡水库运行以来库区泥沙淤积特征,基于三峡库区不同库段泥沙淤积特点和淤积泥沙适宜的利用途径分析,提出了三峡库区分段分类淤积泥沙利用总体方案。建议尽快编制三峡水库清淤及淤积泥沙综合利用总体实施方案,推进库区清淤及排沙试点工作并逐步推广实施,深入研究淤积泥沙低成本材料利用技术,为保障三峡水库库容安全以及综合效益的可持续发挥提供支撑。     

三峡工程泥沙问题研究60年回顾

对60 a来三峡工程泥沙问题研究的历程、主要研究结论作了简要综述。三峡水库初期蓄水运用以来的泥沙实测资料与预测对比分析表明:三峡水库上游来沙减少的趋势与初步设计阶段预测基本一致,但减少的进程有所提前;三峡水库泥沙淤积量远小于预测值;坝下游河床冲刷量与预测值基本一致,河床冲刷范围则大于预测;坝下游河床冲刷对防洪与航运的影响与预测基本一致;三峡工程泥沙问题总体上未超出论证与初步设计阶段的预测。在此基础上提出三峡工程正常运行期泥沙问题研究的建议,其中关于排沙调度方面,应按控制水库防洪库容年损失率小于1 000万m~3/a,以及变动回水区上、中段无累积性泥沙淤积的要求制定排沙调度方案,以长期发挥三峡工程的综合效益。     

陕南山区中小水库排沙运用

陕南山区中小型水库泥沙淤积问题日益严重，兴利效益降低。通过多年来对陕南商州市南不库和二龙山水库的排沙观测及试验研究表明，利用异重流、浑水水库排泄悬移质泥沙，可以减缓水库淤积，而且排沙耗水少，对以悬移质来沙为主的水库，效果尤为显著，定期泄空冲刷，可以恢复水库已淤库容，使水库保持一定有效库容长期使用，泄空时机一般在汛末或汛初。     

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。     

浅析克孜尔水库2008年汛期异重流排沙的运行概况

通过对克孜尔水库泥沙淤积情况及异重流运动条件的分析,并结合2008年汛期水库异重流排沙实例,为高含沙河流水库运行提供几点异重流排沙调度经验,以解决水库兴利与排沙的矛盾,减缓水库泥沙淤积,延长有效库容的使用年限。     

新疆克孜尔水库泥沙淤积成因分析及水库调沙运用方式的探究

本文通过对新疆克孜尔水库1953-2008年近56的年入库悬移质泥沙观测资料的分析,得出结论:克孜尔水库泥沙淤积速度过快是由于近10年来,渭干河出现了丰水、丰沙的水文年景过程,大洪水及特大洪水挟带大量泥沙是造成水库泥沙淤积严重的主要原因。同时介绍了克孜尔水库目前采取的减缓水库泥沙淤积速度的排沙措施:异重流排沙、低水位浑水排沙的运用情况。从而提出了从根本上解决水库泥沙淤积日趋严重问题的有效措施是:采取人工辅助工程措施进行冲淤排沙,可使水库长期保持一定的防洪库容、兴利库容,以延长水库的使用寿命。     

三峡水库汛期沙峰排沙调度研究与初步实践

三峡工程蓄水运用以来,入库来沙大幅减少,泥沙淤积大为减轻,且绝大部分泥沙淤积在库区常年死库容内,为水库排沙调度试验提供了有利条件。在分析三峡水库洪峰、沙峰传播特性的基础上,针对三峡入库洪峰、沙峰传播的时间差异性,提出了"洪峰到来时拦洪削峰,沙峰临近时加大泄量排沙"的沙峰调度策略。依据所提出的调度模式,于2012,2013年汛期进行了沙峰排沙调度试验,获得了较好的效果,丰富了水库泥沙调度理论,为三峡水库正常运行期科学调度积累了宝贵经验。     

基于泥沙冲淤数值模拟的水库调度方案研究

以东台子水库为研究对象,基于一维不饱和全沙数值模型,研究蓄洪运用方案、蓄洪排沙运行方案、分阶段蓄洪运用方案、蓄清排浑运用方案等四种水库调度方式下的泥沙淤积情况,力图在兴利防洪的基础上尽量利用弃水排沙,保持有效库容。对不同运行年限的淤积量、水库库容变化和排沙比等要素的模拟研究表明,分阶段蓄洪运用或蓄清排浑运用方案更有利于保持有效库容,对延长水库使用寿命具有一定作用,是较优的水库排沙优化调度方案。     

论三峡水库泥沙淤积的控制——处理三峡水库泥沙的策略与措施

本文专门论述三峡水库泥沙淤积的控制，它是解决三峡工程泥沙问题的关键之一，首先介绍了根据多年研究，提出的利用水库长期使用方法，控制库容淤积，从而能保证绝大部分防洪库容和调节库容。其次提出按照水库积和回水的相互作用，利用防洪限制水位控制库尾回水抬高、筘辊重庆市洪水位抬高，以尽可能减少中、后期淹没，第三、着重阐述了在三峡水库泥沙研究中为了增加水库航深，首次提出航运控制调度的概念，以限制枯水期水位消落，增加其航深，在此基础上从水库淤积控制角度论述了三峡水库运用水位的选择。     

向家坝水电站泥沙淤积计算

为了研究上游为两个水库共同调度的情况下水库泥沙的淤积特性,选取了金沙江干流向家坝水电站作为研究对象.采用自主开发的一维非恒定流泥沙冲淤计算数学模型对向家坝水电站水库泥沙淤积进行了计算,具体对水库库区泥沙淤积、水库河床纵剖面变化、水库库容损失、水库排沙比、库区坝前泥沙淤积厚度作了计算,进一步分析泥沙淤积形态、泥沙淤积速度、库容损失以及排沙比的变化特点,得出了以下结论:由于上游水库的调度作用,使库区来水来沙较天然大不相同,导致库区泥沙淤积呈现带状淤积为主;前期泥沙淤积速度较慢,以后逐年加快,接近平衡时,淤积速度才又减慢;库容损失逐年增加;排沙比较大,水库运行前期排沙比较大但逐年减小,以后又逐年增大至水库淤积平衡.此外,还简要介绍了向家坝、溪洛渡以及雅砻江上的二滩电站的联合运行的综合拦沙效应.     

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。     

三峡水库长期使用研究

本文介绍水库长期使用的基本依据、运用规划。三峡水库属河道型水库,具有长期使用的优越条件;采用“蓄清排浑”的运用方式,正常蓄水位175m方案,运用100a后,可以保留水库有效库容86％～92％;水库回水变动区泥沙淤积较少;重庆市1％洪水水位约为199.2m,上游建库后,将不超过196m。     

从巴家嘴水库除险加固谈来水来沙特性与多沙河流水库泄流规模论证

足够的泄流规模是多沙河流水库保持有效库容,发挥长期综合效益的必要条件,确定泄流规模时应充分认识其来水来沙特性。巴家嘴水库位于高含沙的蒲河上,建成后曾多次除险加固,目前水库防洪能力不足,正在进行再次除险加固前期工作。本文通过对巴家嘴水库来水来沙条件的认真剖析,总结其多年来设计运行经验,多角度论证了各特征水位泄流规模,从而给出了多沙河流水库泄流曲线的设计典例。提出了多沙河流水库泄流规模设计不仅要确定水库最高蓄水位下总泄流规模,还要确定水库死水位、汛期限制水位、淤积平衡后平滩水位泄流规模。各级特征水位下满足排沙、减淤、保持有效库容泄量要求的水库泄流曲线是多沙河流水库泄流曲线的显著特点。     

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。     

溪洛渡、向家坝水库与三峡水库联合蓄水调度研究

由于溪洛渡、向家坝水库与三峡水库蓄水时间上的同步性,使三峡水库蓄水难度进一步加大,进而影响其综合效益的发挥。为满足下游地区在蓄水期对上游梯级水库下泄流量的新要求,研究金沙江溪洛渡、向家坝水库与三峡水库联合蓄水调度方案,优化梯级水库蓄水过程。在综合分析防洪、泥沙、库区、发电及供水等指标基础上,推荐梯级水库蓄水调度方案。防洪、库区淹没及泥沙淤积的影响分析表明,所提方案可进一步缓解下游地区的供水压力,对金沙江梯级水库联合蓄水调度一定实践指导意义。     

三峡及上游水库对长江中下游洪水的控制作用

三峡工程防洪效益巨大，防洪库容２２１．５亿ｍ＾３，它控制了沙市以上绝大部分洪水，控制了螺山以上大部分洪水，从防护地区的地理位置和水文条件来看，三峡水库对荆江地区和城陵矶地区的防洪作用是长江上游水库无法替代的。     

论三峡水库“蓄清排浑”运用方式及其优化

泥沙问题是三峡工程的关键技术问题之一,在三峡工程论证和初步设计阶段提出水库采取"蓄清排浑"的运用方式,可以解决泥沙问题。2003年水库蓄水运用以来的实践表明,水库基本遵循了"蓄清排浑"调度运用原则,并根据上游来水来沙减少等新情况对水库运用方式进行了优化调整。本文系统分析了三峡水库"蓄清排浑"运行方式及其优化调整的利弊,包括提前5年实施175 m试验性蓄水、汛期水位动态变化、汛末提前蓄水等对水库淤积和坝下游河道演变的影响,提出了进一步优化水库调度方式,形成"蓄清排浑"运用的新模式,保持水库长期使用的建议,试图为三峡水库科学高效安全运用提供科技支撑。     

川江臭盐碛河段河床演变分析研究

本文根据该河段在1962年、1963年及近几年的河床演变观测资料,对该河段的水流运动、悬移质输沙、沙质和卵石推移质的输移等方面进行了分析,得到该河段的冲淤变化与其来水过程、水流结构和水流挟沙能力的次饱和程度等的相互关系。并根据该河段的冲淤演变规律,对三峡水库采取“蓄清排浑”顺应川江河道演变规律的运用方式进行了分析。     

变化环境下七里山水域高洪水位研究

七里山水域是洞庭湖汇入长江的江湖交汇区,受三峡工程及上游溪洛渡、向家坝水库运用清水下泄影响,江湖水沙输运、河道冲淤及河势演变、河段蓄泄关系、洪水位和泄流能力等出现诸多新变化,对长江中游特别是洞庭湖区的防洪蓄洪格局产生影响。在长江中下游水沙整体宏观数学模型的基础上建立了七里山水域二维水沙局部细致模拟数值模型,模拟研究了水库群运用后,在不同控制水位、不同蓄滞洪区启用条件下,针对各种典型洪水的防洪蓄洪问题。对于1998年型洪水,通过三峡等上游水库调节并抬高七里山控制水位0.5 m时,可不分蓄洪;对于1954年目标洪水,则需利用洞庭湖区24蓄洪垸和洪湖对等承担分蓄洪任务。     

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。