三峡水库汛末蓄水时间与目标决策研究

针对三峡水库运行中存在的防洪、发电与航运之间的矛盾,研究了汛末不同蓄水方案下,三峡水库的防洪风险、发电以及上下游航运效益的变化情况;通过寻求水库防洪、发电及航运之间的相互关系,建立水库水沙联合调度模型,对三峡水库汛末蓄水时间和方式进行了多目标决策;应用加权均衡规划排序模型对非劣方案进行评价,给出了三峡水库汛末蓄水运行的最佳方案,为三峡工程正式建成后制定合理的调度运用方案提供科学依据。     

三峡水库初期蓄水对长江口淡水资源的影响

2003年6月1~15日和同年10月20~31日三峡水库进行了初期蓄水。6月份水库蓄水后使下游大通流量减少了37%,长江口的淡水资源的持续时数降低了40%,最大盐度增加了3倍,平均盐度增加了6倍;10月份水库蓄水使大通流量减少了1/2,淡水资源的持续时间呈现下降趋势,最大盐度增加了3倍左右,平均盐度也有类似的表现。再从流量的沿程变化、流量的变化程度、影响河口淡水的持续时间、河口淡水资源影响因子方面进行了讨论,认为三峡蓄水是这两次河口淡水资源减少的主要原因。     

考虑综合利用要求的三峡水库提前蓄水方案

采用三峡水库汛期分期方案,将蓄水时间提前至汛末期,综合考虑上下游防洪、发电、通航和蓄满率等要求,建立了多目标蓄水调度模型,构建了优化-模拟-检验的算法流程,采用遗传算法进行求解。结果表明,最优方案在满足上下游防洪安全要求的前提下,蓄水期可增发电量17%,减少弃水44%,蓄满率和通航保证率显著提高。通过对汛末期防洪库容进行科学划分和对蓄水调度图进行优化,既确保防洪安全又最大限度挖掘兴利效益,为研究水库汛末蓄水调度问题提供了一种新的思路和方法。     

基于来水保证率的三峡水库蓄水调度图研究

提出基于保证率的三峡水库来水和下游需水计算方法;以旬为时间尺度,构建对蓄水不利的来水和下游需水的组合情景,得到基于来水保证率的三峡水库分阶段蓄水调度图。该调度图可充分考虑上下游防洪要求,基于不同来水和下游需水情景的保证率水平,并可结合中期水文气象预报应用实施,在调度实践中适度承担风险,兼顾综合效益发挥,具有可操作性和实用价值。     

梯级水库蓄水对三峡水库洪峰沙峰异步特性的影响

梯级水库蓄水后,三峡水库入库泥沙大幅度减少,同时三峡水库洪峰沙峰传播特性发生变化,有必要研究新水沙条件下三峡水库洪峰沙峰异步特性变化及其原因,为深入认识水库洪峰沙峰异步特性机理和精细化减淤调度方式提供理论基础。采用实测资料分析法和理论分析法,以2003—2018年三峡水库实测水文资料为基础,对梯级水库蓄水后三峡水库洪峰沙峰异步特性变化进行分析,初步探讨这些变化的主要原因。结果表明:梯级水库蓄水后,三峡水库洪峰沙峰异步现象加剧,表现为入库滞后沙峰比例增加最多、库区洪峰传播时间减少以及沙峰传播时间增加。造成该现象的原因是入库泥沙来源发生变化、入库洪峰流量减少以及入库泥沙颗粒粗化。     

梯级水库蓄水对三峡水库洪峰沙峰异步特性的影响

梯级水库蓄水后，三峡水库入库泥沙大幅度减少，同时三峡水库洪峰沙峰传播特性发生变化，有必要研究新水沙条件下三峡水库洪峰沙峰异步特性变化及其原因，为深入认识水库洪峰沙峰异步特性机理和精细化减淤调度方式提供理论基础。采用实测资料分析法和理论分析法，以2003—2018年三峡水库实测水文资料为基础，对梯级水库蓄水后三峡水库洪峰沙峰异步特性变化进行分析，初步探讨这些变化的主要原因。结果表明：梯级水库蓄水后，三峡水库洪峰沙峰异步现象加剧，表现为入库滞后沙峰比例增加最多、库区洪峰传播时间减少以及沙峰传播时间增加。造成该现象的原因是入库泥沙来源发生变化、入库洪峰流量减少以及入库泥沙颗粒粗化。     

水库蓄水对库底沉降影响的数值分析

抽水蓄能电站常采用沥青混凝土进行库底防渗护面处理,过快的蓄水速率和过大的蓄水水头可能导致库底护面开裂。以某抽水蓄能电站的上水库为例,用考虑Biot固结理论的平面有限元法,在依据沉降观测点实测资料优化确定地基土模型参数的基础上,分析了水库蓄水速率和蓄水水头对库底沉降量、沉降率及库底沥青混凝土应变率的影响。结果表明,蓄水速率对地基的最终沉降值影响不明显,而在蓄高水位历时内,地基的沉降增量和最大沉降率均与蓄水速率和蓄水水头有很好的相关性,沥青混凝土的最大应变率仅与蓄水速率相关。     

碳酸盐岩区大型水库蓄水对岩溶水环境的影响——以隔河岩水库为例

本文以隔河岩罗家坳河间地块为例,探讨岩溶区水库蓄水的环境效应。据蓄水前后地下水动态分析水动力场变化,并通过模拟典型剖面二维流及绘制流网图,直观显示出蓄水前后地下水迳流分配格局的明显差异;据水化学资料分析水化学场变化及其原因,预测水化学变化趋势;提出水库运行过程中系统进行水动力和水化学同步监测与分析、预报环境变化的研究思路与目标。      

利用地下水库蓄水的初步认识

论述了地下水库的概念、蓄水原理及理论基础、蓄水基础条件和方法及重大蓄水效益.建议建设地下水库蓄水示范工程,推广利用地下水库蓄水,以缓解一些地区严重缺水的局面.利用地下水库蓄水除具备水文地质基础条件外,还必须修建水利工程.因此,它是水文地质学和水利工程学的交叉和结合,将来可能发展成为水利工程学的一个重要分支—“地下水库蓄水工程学”.     

水库蓄水对库岸滑坡的影响研究

水库蓄水将显著改变库岸的水文地质条件,进而影响滑坡的稳定状态。以鄂西南某水库为例,阐述了库水位对滑坡稳定性影响的一般规律,并采用剩余推力法计算分析了滑带土抗剪参数、库水位变化和地下水疏干系数对库岸滑坡的影响。在此基础上,对蓄水后库岸滑坡的变形模式进行了模拟分析。研究表明,水库蓄水不仅使滑坡稳定性发生变化,滑坡的变形模式也将由推移式转变为牵引式。     

三峡水库调节作用对长江近河口段水文水动力特性影响

为了评估三峡水库蓄水对长江感潮河段水文水动力特性的影响,建立了具有预测功能的水动力模型。考虑径流与潮流之间的相互作用,模型在只有上边界流量过程的条件下可以给出下边界的潮位过程。在此基础上应用一维河网非恒定流数学模型,对三峡水库蓄水前后长江近河口段大通—徐六泾的水流运动进行了10年的数值模拟。统计分析结果表明,水库调蓄作用对感潮河段各站的潮位累积频率及水文水动力因素的年内过程变化影响甚大。     

2012年长江上游朱沱水文站特大洪水预报分析

朱沱水文站是长江上游干流重要控制站之一,2012年7月朱沱水文站发生自1954年建站以来的最大洪水,形成了长江三峡水库建成以来的最大入库洪水。由于朱沱水文站洪水预报及时、准确,使得朱沱、江津等重庆沿江城镇安全转移数万人无一人伤亡,财产损失也减小到最小。朱沱水文站的洪水预报对重庆市的防汛减灾发挥了重要作用。     

滑坡宏观机理研究——以长江三峡库区为例

在长江三峡库区310个滑坡调查和统计分析的基础上,将库区滑坡宏观变形机理分为滑动面控制、滑体控制和两者组合控制3类。滑动面控制机理表现为顺层斜坡的滑体边界没有明显形成之前,由于暴雨诱发,滑动面先丧失内聚力和摩擦阻力而引起滑体快速滑动．在滑动过程中滑坡边界破裂才发生;其显著特征是没有明显的滑动前兆、暴雨突然诱发、集中群发、单个滑体较薄、滑动面倾角陡、滑动面上没有擦痕和摩擦薄膜,并具有流一滑的特征。滑体控制机理表现为潜在滑体边界先发生宏观破裂,在重力和其他动力作用下发生蠕变滑动,然后克服潜在软弱面的摩擦阻力而发生快速滑动;其主要特征是滑坡有先存边界,滑动面上有大量擦痕和摩擦薄膜。两者组合控制机制表现为滑体边界破裂和滑动面蠕滑同时组合作用,导致滑坡快速滑动,多为可能多次发生滑动的老滑坡。     

长江下游感潮河段大洪水和特大洪水的形成及趋势

分析了长江下游感潮河段大洪水和特大洪水高水位形成的水文因素,揭示了年最高水位今后一段时期内可能的变化趋势。主要结论是:该河段大洪水和特大洪水高水位的形成原因十分复杂,本世纪以来每次大洪水和特大洪水高水位的形成几乎都有其主要原因;该河段大洪水特大洪水高水位出现的频次有增加趋势;自1975年以来,年最高水位的均值呈明显的升高趋势,其主要原因是人类活动对防洪产生的负面影响,海平面上升也有一定的影响。     

Engineering Strategies on Flood Control in Middle Reach of Yangtze River, China

CAUSE FOR FL OODS IN MIDDL E REACH OF YANGTZERIVERFlood,a kind of interface disaster,occurs atthe interfacebetween atmosphere and lithosphere. Flood happens when at-mosphere and lithosphere interplay and couple each other(ofcourse,biosphere may also join in this) . Both meteorologicaland geographical factors can bring about flood;the formercontrols the time of flood and the latter controls the place ofdisaster. The second Neocathaysian tectonic subsidence area(L i,1973) is the…     

长江上游径流变化及其对三峡工程的影响研究

长江上游1881—2006年径流数据分析结果表明,宜昌站1990年之后的径流量比1990年之前明显降低,其中9、10两个月份的降幅最为显著。究其原因,主要是上游地区水资源开发利用和气候变化等因素所致。水资源开发利用的分析和预测研究结果表明:1998—2006年间,上游地区的年用水量平均以6亿m3/a的速度增长;随着上游地区未来用水量的增加、许多水利水电工程的开发建设以及调水工程的实施,三峡水库的来水量及径流过程将发生进一步变化,进而可能对三峡水库未来汛后蓄水、枯水期通航、发电等产生一定的影响,尤其是枯水年份。梯级优化调度模型评价结果表明,上游水资源开发利用的增加,将对三峡电站的发电效益产生显著影响。     

三峡水库汛期分期的变点分析方法研究

介绍了变点分析理论，结合三峡水库汛期的分期，阐述了均值变点、概率变点的理论与分析方法。采用宜昌站1882-2001年实测日流量资料，用均值变点分析方法对汛期每日最大洪峰构成的时间序列进行分期；同时选择一定的阈值，在假定发生概率服从二项分布的条件下，应用概率变点分析方法进行分期，最后给出了三峡水库汛期的分期方式。经比较表明，变点分析理论应用于汛期分期中，能反映来水的基本规律，具有一定的应用价值；但从理论上以及防洪的角度来讲，概率变点分析方法较均值变点方法更适于水库汛期的分期计算。     

三峡水库对长江河口北支咸潮倒灌影响探讨

为了解三峡水库的运行对长江河口北支咸潮倒灌的影响,对三峡水库初步运行前后北支咸潮倒灌的变化进行了分析.结果表明:三峡水库运行后,受水库下泄水量变化影响,北支咸潮倒灌时间提前,10~11月咸潮倒灌强度增加,12月至次年4月倒灌强度减弱,咸潮倒灌强度的降幅小于增幅;在咸潮倒灌最为严重和长江口淡水利用最为重要的1~4月,水库的实际运行所引起的北支咸潮倒灌减弱的幅度并不大;三峡水库的实际运行使得北支咸潮倒灌的强度在各月重新分配,但对一年中整个咸潮期咸潮倒灌的总强度影响不大;水库运行后,北支极端咸潮倒灌的强度降低,这对提高长江口水源地的供水安全及保证率有利.     

三峡蓄水后库区洪水波传播规律初步分析

三峡水库蓄水后,原天然河道变成水库回水区,库区内洪水传播特性发生显著变化,且不同库段内洪水传播特性随库水位及上游来水条件而改变。针对三峡蓄水后库区水力条件变化,基于MIKE11模型模拟计算不同库水位及来水条件下洪水波在库区传播时间,以及影响洪水波传播的水流速度,运动波、动力波传播速度等因子,通过对计算结果验证与分析,初步揭示了三峡库区内不同库段在各种来水条件下的洪水波特性以及变化规律。