三峡双线五级连续船闸工程技术研究

三峡船闸采用双线五级连续型式,船闸规模大、水头高,闸室有效尺寸280m×34m×5m(长×宽×槛上最小水深),上游水位变幅135～175m,下游水位变幅62.0～73.8m,设计总水头113m,最大通航流量56700m3/s,可通行万吨级船队,是目前世界上规模最大、总设计水头最高的船闸。自20世纪50年代开始进行设计研究,1994年4月开工,2003年6月建成并投入试通航。三峡船闸的建成投产,是多门类、多学科技术综合研究和运用的结果,三峡船闸一系列关键技术的研究解决,使船闸技术在多个方面取得了突破和创新。     

工程水力学反问题研究及应用

给出了反问题的基本概念,将反问题的分类从过去的“综合、控制、识别与连接输入、系统参数识别”扩展为“参数控制反问题、源项控制反问题、边界条件控制反问题、初始条件控制反问题、形状控制反问题”。在反问题的求解方法方面,采用脉冲谱法、离散优化法、控制论方法等方法,求解了Poisson方程、Laplace方程反问题、热传导方程及对流扩散方程反问题,展示了工程水力学反问题在地下水工程、环境工程、水利水电工程等工程应用领域广泛的应用前景。     

资料缺乏地区水系连通工程效益评价方法研究

在资料缺乏地区,常规的指标体系法难以用于水系连通工程的效益评价,是生态水利工程管理中的难题。本文借助易于获取的卫星遥感数据与常规水质监测数据,提取并融合水系连通度、景观脆弱度、水质污染度三个特征指标,建立了适用于资料缺乏地区水系连通工程的综合效益指数（CEI）,进而运用德尔菲法确定指标权重,采用模糊综合评价法定量评价了鄱阳湖典型滨湖城市共青城市2018、2019年河湖水系连通工程的综合效益。结果表明：2018和2019年共青城市水系连通工程CEI分别为2.014和1.906,水系连通度和景观脆弱度无显著改变,水质污染度为主要压力因子。CEI评价方法不仅能够在统计资料缺乏的情况下对水系连通工程效益进行定量评价,而且能阐明各指标结果的时空特性,为水系连通工程建设提供参考。     

初探大坝安全智能融合监控体系

大坝安全监控领域的多学科交叉的性质，要求将信息、人工智能、材料、工程与管理等多学科的理论和方法进行科学、有效、合理的融合，以期达到把目前广泛采用的离线、静态、被动的监控，转变为在线、动态、实时的智能监控目标。这是从根本上解决大坝结构整个寿命期间安全及减小灾害影响的一条崭新思路。本文从对大坝所具有的开放的复杂巨系统特性研究出发，探索性地研究了实现大坝安全智能监控目标的一条途径一智能融合理论和方法体系。其核心思想是实现从单一正向思维模式向逆向思维、系统思维、反馈思维等全方位思维模式的转变，通过应用知识工程、信息智能处理等理论和方法，与传统的数学、力学方法相互渗透和融合，来完成大坝安全监控中的各项工作。作者初步将其分为数据级融合、分析级融合、诊断级融合和评价级融合四级体系结构，简要叙述了各级融合的基本原理和典型实现方法。     

三峡工程导流明渠提前截流关键技术及措施研究

本文经多年科学试验研究，解决了三峡工程导流明渠截流中的一系列关键技术问题：对双戗堤协调进占、垫底加糙技术、数字仿真系统、截流科学化、信息化集成等进行了详尽的研究，其成果通过施工检验，满足工程要求。     

基于NSGA-Ⅱ方法的三峡水库汛末蓄水期多目标生态调度研究

为充分发挥三峡水库的经济效益和生态效益,建立了以三峡水电站发电量最大和下游河道适宜生态流量改变度最小为目标的水库优化调度模型,基于生态水文学法量化了下游河道适宜生态流量。为有效求解多目标优化问题,引入带有精英保留策略的非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-II)作为调度模型的寻优算法。通过比较2015年调度期内三峡水库优化调度方案和现行调度方案的发电效益和生态效益表明:提高生态流量改变度0.63%可使发电量增加2.32%,降低0.58%的发电量将生态流量改变度降低8.86%。该算法避免了对多目标进行加权求解的盲目性,能获得多个兼顾两个目标且分布均匀、收敛性较好的优化调度方案,为决策者提供了多种可行的选择。研究成果为三峡水库蓄水优化调度提供理论依据和具体方案参考。     

大型水轮机金属蜗壳结构形式的研究与应用

综述了国内外水轮机金属蜗壳结构形式的研究与应用现状,介绍了几种常用蜗壳结构形式的优缺点,总结了前苏联蜗壳结构形式的研究与发展情况,并论述了三峡水电站充水保压蜗壳关键技术研究与应用情况,为我国在建和拟建的高水头大容量水电站蜗壳结构形式的选择和设计提供了技术支持。     

三峡水库枯水期不同运行方式对洞庭湖生态补水效果研究

洞庭湖枯水期面临的持续低水位对湖区生态环境带来严重影响,三峡水库枯水期增加下泄流量为洞庭湖生态补水提供了有利条件。为定量描述三峡水库枯水期不同运行方式对洞庭湖生态补水效果的空间差异,拟定3种水库典型消落方案,即提前消落、均匀消落、高水位消落;依托构建的江湖一体化耦合水动力模型分析不同消落方式对洞庭湖补水效果的空间分布格局,并评估不同方案对发电量的影响。结果表明:提前消落和高水位消落方式对洞庭湖水位的影响具有明显的空间异质性,对东洞庭湖北部影响较为明显,而对于东洞庭湖南部、南洞庭湖和西洞庭湖影响较小;提前消落较均匀消落方式城陵矶水位平均提高0.12m,对应的三峡发电量减小0.30%,而高水位消落方式城陵矶水位平均降低0.09m,发电量增加0.28%。研究成果可为兼顾洞庭湖生态补水的三峡水库消落方案的制定提供参考。     

特大型水电工程建设和运行面临的主要科技问题

三峡总公司正逐步由工程项目法人向国家授权投资机构转变,由单一的三峡工程建设向多项目、金沙江流域梯级开发转变,由主要侧重于三峡工程建设向多个大型水电工程建设、电力生产等多业务并举转变,面临众多的复杂技术难题。本文针对三峡总公司开发的金沙江下游梯级电站,提出了工程建设所面临的防洪与水资源高效利用、复杂条件下的高坝技术以及大型水电工程的生态环境保护等3大关键技术问题,并对各个问题进行了系统论述。这些问题的提出,对我国特大型水电工程的建设具有借鉴和参考价值。     

香溪河库湾春季营养盐空间差异性成因分析

三峡蓄水后,香溪河库湾春季水体中营养盐分布呈明显的空间差异性,具体表现为总氮含量大致呈从上游到河口逐步升高的趋势,而总磷含量呈从上游到河口逐步降低趋势.为明确库湾水动力条件对库湾营养盐空间分布的影响,本文采用三维数学模型模拟了三峡蓄水后香溪河水动力场的分布,利用示踪方法分析了三峡蓄水初期香溪河库湾水动力场对春季营养盐时空分布的影响.结果表明,春季库湾近河口区域水体表现出明显的分层分向流动特征,长江干流水体与库湾水体间的交换作用显著,相应磷营养盐也随水流带出库湾,干流水体对香溪河库湾磷营养盐有明显的稀释作用,特殊的水动力条件是库湾营养盐空间分布差异性主要成因.研究可为三峡水库正常调度运行后香溪河库湾富营养化的控制和治理提供方法,也可为相似库湾营养盐的分布特征研究提供参考.