万家寨水库建成后上游河段冰情特性研究

为深入研究万家寨水库建成后上游河段的冰情变化规律及影响因素,并为防凌调度提供依据。根据1987—2015年黄河万家寨上游河段的历史实测冰情资料,统计分析了该河段的冰情特征以及万家寨水库运行后出现的新冰情,并对影响该河段冰情的河道形态、气象条件、水库调度和水力因素等方面进行了分析。研究表明,万家寨上游河段冰情特征规律是:封河顺序由库区自下而上,封冻形式为平立封相交;开河时库区立封河段及立封河段以下解冻较上游晚,以上河段由下游向上游开河,开河形式为文开、武开、半文半武。1998年万家寨水库运行后,河道形态及水力因素的改变,气温的升高导致冰情发生了明显的变化,主要表现为:流凌、封河日期推迟,开河日期提前,不封冻河段变成稳定封冻河段,封冻长度增加,封河期水位升高,冰塞冰坝险情增加。该研究对万家寨水库建成后上游河段冰情进行了全面的剖析,对制定合理的防凌减灾方案具有重要意义。     

西北寒旱区高坝水库的水温与冰情研究

为探究西部寒旱地区水库修建对水温、冰情的影响,采用垂向一维水温冰情模型及纵向一维水温模型,对黑河黄藏寺水库库区和坝下游河道水温、冰情进行了预测,并与建库前进行了对比和分析。研究结果表明:黄藏寺水库水温结构为分层型,冬季坝前水温呈逆温分布,水库的修建对库区及坝下河段冰情程度有一定的弱化,初冰时间较建库前推迟约1个月,冰情持续时间减少约20天,最大冰厚由建库前的0.76 m减小至0.49 m,坝下一定范围内不再有冰情出现;水库泄水出现了一定的春夏季低温水及秋冬季高温水现象,沿程水温在各时段均出现了不同程度的恢复效应。     

长江梯级水库下游重点滩段河势及航道条件变化

长江上游特大型梯级水库运行后坝下游水沙条件将显著变化,对下游河势和航道条件产生影响。本文建立了向家坝下游水富至泸州(水泸段)二维水沙数学模型,在验证的基础上,计算分析了向家坝、溪洛渡水库运行后向家坝下游河段泥沙冲淤时空变化规律,研究了重点滩段河势变化及对航道的影响。研究表明,上游梯级枢纽运行后,向家坝下游河道总体呈冲刷态势,弯曲河段水流趋直但仍保持弯曲河型,分汉河段支汉水浩萎缩,主槽冲深,这对增加过渡段浅滩航深有利,但局部产生淤积,造成新的浅段;边滩淤积,滩槽高差加大,加剧局部不良流态,急流浅滩的航行条件有恶化趋势。     

考虑河流生态保护的水电站水库优化调度研究

为减轻水利工程建设对水库下游造成的不利生态影响,针对水库下游减脱水河段的生态保护问题,基于河道最小生态流量和适宜生态流量定义了减脱水河段的生态保护程度,提出了以生态保护程度和发电量最大为目标的水库生态优化调度模型,并采用改进NSGA-Ⅱ算法对模型进行求解?运用该模型对湖南省刘家坪水电站水库进行实例研究,结果表明：优化调度可对下游减脱水河段的生态环境起到保护作用,电站生态保护程度随着发电效益的增加而减小;均衡考虑生态效益和发电效益的调度方案相比发电效益最优的方案生态保护程度由0.011提高至0.551,发电量降低20%,能够在不大幅降低发电量的基础上基本满足最小生态流量的要求,可作为实际调度的参考。     

汛限水位优化调度对三峡水库泥沙淤积的影响

汛限水位优化调度在进一步充分发挥三峡水库的综合效益的同时必然影响水库淤积发展过程,进而影响航运状况。文中运用一维及二维非恒定流非均匀沙数学模型,计算分析了汛限水位优化调度对三峡水库泥沙淤积及航运的影响,结果表明,采用汛限水位优化调度方案后,三峡水库的淤积发展过程将加快,但是,在三峡水库运行的前100年内,这种淤积差别并不大。优化调度对各个河段淤积的影响程度不同,从绝对量来说,水库下段受优化调度影响最大,一度出现的淤积量差别是最大的;从相对量来说,水库变动回水区下段及常年回水区上段受优化调度的影响要明显大于下段。从变动回水区航运情况看,优化调度对铜锣峡以下河段航运的影响不大,对铜锣峡以上河段,由于受上游水库修建及来水来沙减少造成的冲刷的影响,优化调度的影响也并不明显。     

三峡水利枢纽工程非恒定流通航影响研究Ⅱ:三峡-葛洲坝两枢纽区间

三峡电站汛期和非汛期调峰将对下游河段航运产生非恒定流影响,利用下游的葛洲坝水库进行反调节调度,可改善三峡大坝以下河段通航水流条件,减小不稳定流对航运的不利影响,这样既兼顾了航运,又能充分发挥三峡电站的发电效益,但由于葛洲坝的反调节库容有限,不能完全调平三峡水库的下泄过程,因此对三峡电站负荷日调节对下游两坝间航运影响进行了专题试验研究,论证并优化了各种调节调度方案,提出了为设计采用的研究成果及需进一步研究的有关问题。     

蜀河泄水建筑物规模的优化计算

在保证安康、蜀河水库安全以及安康水库下游防护对象安全的前提下,考虑安康、蜀河区间洪水,以最大削峰为准则,建立安康水库的优化调度模型,采用动态规划法进行求解.结果分析表明优化调度后,削减了蜀河入库洪水,从而减小了蜀河枢纽泄水建筑物的规模,优化了船闸建筑物的布置,降低了工程成本.     

宁夏水文防汛信息管理系统的建立和应用

为了确保我区水利枢纽工程和黄河上、下游河段的安全。我们利用现代化计算权网络技术开发了“宁夏水文防汛信息管理系统”，对水库和洪水流域的降雨时空变化，洪水量级和过程等众多水情信息准确及时掌握，科学合理优化调度，使水利资源得以合理运用。     

三峡水库库区香溪河河口泥沙淤积特性研究

三峡水库库区分布有大小66条支流,水库蓄水后大部分支流河口段淤积明显,常年回水区内部分支流口门形成类似拦门沙的淤积体,可能对水库库容及支流航运造成影响。本文以香溪河河口段为例,分析其泥沙淤积特性及成因。结果表明,2006—2011年香溪河河口段约6.6 km范围内淤积泥沙241万m3,2002—2015年河口段深泓平均抬高7 m以上,口门附近断面最大抬高约12 m,淤积幅度大于干流河段。香溪河河口段淤积的泥沙以干流倒灌为主,随着干支流来沙量减少,其河口泥沙淤积将趋缓。     

黄河下游游荡段非均匀悬沙输移特点

黄河下游水流含沙量大,河床调整迅速,河道输沙能力变幅大,输沙过程与规律复杂。因此研究黄河下游泥沙输移规律,是研究河床变形过程、预测河道发展趋势的基础,对水沙治理与河道整治规划具有重要的现实意义。本文以黄河下游游荡段为对象,基于1986—2015年游荡段实测水沙资料与地形资料,分析了花园口-夹河滩河段与夹河滩-高村河段的非均匀沙输移特点。研究结果表明：①输沙率经验公式的相关性与泥沙粒径有关,泥沙粒径越小,输沙率经验公式的相关性越好,细沙的相关系数可达0.99。②排沙比与来沙系数、河相系数均呈负相关,且河相系数较大时,排沙比变幅较小。夹河滩-高村河段的中沙排沙比与来沙系数、河相系数的相关关系较其他粒径组泥沙更为密切,花园口-夹河滩河段则分别为细沙和粗沙排沙比。③在同时考虑了水沙条件与断面形态对河段排沙比的影响之后,输沙率经验公式的精度明显提高,相关系数在0.48 ~ 0.65之间。     

水库下游冲刷河道最低通航水位确定方法

水库下游河道水位受出库流量及河床冲刷两方面的影响,天然河流设计最低通航水位计算方法不再适用。本文利用水库下游河床的渐进性调整原理,提出通过分析河段水位下降趋势、河床冲刷趋势及数学模型,量化水库下游冲刷河段枯期同流量下水位随蓄水时间变化的方法,在此基础上由河段设计通航流量推求其设计最低通航水位。用此方法推求三峡水库下游沙市-监利站未来某时期设计最低通航水位,对比数模成果及实测成果,结果显示本文提出的方法能较全面的确定枢纽下游冲刷河道的设计最低通航水位,方法适用性强,结果合理。     

变化环境下黄河下游治理模式对河床冲淤的影响

针对近年来入黄水沙量减小的形势,结合黄河下游滩区治理的新思路,利用一维水沙数学模型开展了长历时尺度的下游河道模拟研究。采用2013年汛前实测大断面作为初始地形,针对年均来沙3亿t、6亿t和8亿t三组水沙情景,分别模拟了现状宽河治理模式和防护堤窄河治理模式下下游河道未来50年的冲淤演变趋势,重点关注了累计冲淤量、沿程冲淤分布、滩槽冲淤分布和平滩流量等要素的变化趋势。结果表明:三种水沙情景下窄河模式整体均较宽河模式表现为减淤,其中在来沙3亿t的情景下,窄河治理模式的减淤效果在沿程各河段均有体现;在来沙6亿t和8亿t的情景下,窄河治理模式在游荡型和弯曲型河段有所减淤,但在过渡河段增淤,可导致驼峰淤积现象,河床冲淤规律相对复杂,对治理模式的影响需要进一步研究。     

雅砻江下游梯级电站群中长期优化调度模型及其算法研究

雅砻江下游河段流量丰沛稳定,电站分布集中,电站经济指标和开发条件优越,发电效益和综合效益显著.为指导雅砻江下游梯级电站联合优化运行,建立了中长期优化调度模型,利用POA(逐步优化算法)求解模型.求解模型时考虑了各种约束,得到计算结果较为满意,显著提高了水库效益.     

近期黄河下游游荡段平滩河槽形态变化计算

小浪底水库运用后黄河下游河床持续冲刷,其平滩河槽形态发生了显著变化,尤其在游荡段。而游荡段的断面形态沿程变化较大,因此需要采用基于河段尺度的特征变量来描述整个游荡段的平滩河槽形态变化。本文应用了基于河段尺度的平滩河槽形态参数(平滩河宽、水深及面积等)的计算方法,该方法以各断面的这些参数计算为基础,同时考虑了基于对数转换的几何平均与断面间距加权平均的计算。然后利用近10多年来下游游荡段的实测大断面资料,计算了汛后各断面及河段尺度的平滩河槽形态参数。计算结果表明小浪底水库运用后,游荡段主槽形态调整中尽管横向展宽过程较为突出,但仍以冲刷下切为主。最后建立了河段尺度的平滩河槽形态参数与下游4年平均的汛期流量及来沙系数的关系式,在一定条件下可预测游荡段平滩河槽形态变化情况。     

极端枯水条件下梯级水库蓄水调度策略——以金沙江下游-三峡梯级为例

以发电效益最大为目标，探究适应极端枯水条件的金沙江下游和三峡梯级水库蓄水策略。结合蓄水效益最大规则和三峡供水调度需求，提出了极端枯水条件下梯级水库蓄水调度方式，以蓄水位目标为控制边界拟定不同水量分配原则的蓄水方案，选择典型极端枯水进行模拟调度和效益分析。结果表明：梯级水库蓄满的临界天然来水条件为8月—9月上旬来水不少于97%频率的典型来水（1994年），9月中旬—11月来水不少于90%频率的典型来水（1992年）；极端枯水条件下，梯级水库通过开展联合补水调度，能够满足三峡向下游供水的调度需求；梯级水库无法全部蓄满情况下，优先蓄满金沙江下游梯级水库可使发电效益更大，推荐优先蓄满白鹤滩水库，其次溪洛渡水库。     

从2001年水库运行情况浅谈万家寨水库调度

万家寨水库调度的好坏，不仅关系到枢纽本身的效益，同时也影响着下游天桥电站的效益和黄河北干流内其他待建的梯级电站的开发，甚至直接关系黄河中游的断流与否。以2001年万家寨水库的运行情况为例，从万家寨水库的经济效益和社会效益两个方面，浅谈万家寨的水库调度。     

黄河下游河道洪水冲淤与水沙搭配关系

本文总结了以往对黄河下游河道冲淤临界条件的研究情况；利用1960～1999年422场洪水资料分析了影响洪水冲淤的各种水沙因素，建立了黄河下游4个河段洪水排沙比与综合水沙系数的关系，该水沙系数包括流量、含沙量、洪峰流量变幅、洪水沿程衰减系数、洪水历时等5个因素；利用4个河段的冲淤临界条件勾画出了4个河段洪水冲淤调整与来水来沙搭配(或组合)之间的关系；该关系可为小浪底水库调度决策以及黄河下游治理提供参考。     

充分发挥东江水库防洪发电作用获取最佳效益

准确的洪水预报是科学地进行水库调度的必要工具和手段。文章通过几则调度实例的具体分析，总结工作得失。科学调度东江水库，取得了较好防洪、发电效益，并研究水库的最佳调度方式，争取实现设计多年平均发电量指标，尽可能拦蓄洪水，千方百计减少下游洪涝灾害；力争取得更大的经济效益与社会效益。     

海勃湾水库库区桥位壅水的冰凌模型试验研究

黄河内蒙古河段海勃湾枢纽是一项防凌、发电综合利用的水利枢纽工程,建成后将对其上下游的防凌安全产生深远的影响.本文通过对冰凌运动模型相似条件的分析,重点以水流条件相似和浮冰运动条件相似为基础,建立了其上游河段约15公里附近的河道模型和冰凌输移模型,按海勃湾水库修建与否、不同流凌密度及不同流量级,对其上游乌达铁路新桥附近开展了多组次冰凌模型试验.试验结果表明,在无水库情况下,小流量级别的流凌相对更容易在桥位处形成卡冰结坝、壅高水位;在有水库的情况下,由于库区回水的影响,不易在库区桥位附近形成严重的冰凌险情,水库的修建,对库区桥位附近的冰情无不利的影响.研究成果对黄河海勃湾河段冰凌运动的模型试验进行了探索性的研究,为分析海勃湾水库的建立对上游库区内桥位附近防凌的影响提供了可供借鉴的参考.     

大渡河瀑布沟以下梯级电站发电及水沙联合调度方案研究

大渡河中游控制性水库瀑布沟电站的建成投运为下游电站解决长期以来的泥沙淤积问题提供了新的契机。针对大渡河干流年来水时空分布特点,利用瀑布沟水库对径流的调蓄与拦沙作用,充分发挥流域统一调度的优势,提出了解决下游水库泥沙淤积的联合调度减淤方案。利用扩展一维模型,对实施联合调度后各库减淤变化进行了模拟分析,数据显示联合调度减淤方案有助于改善下游水库长期的淤积问题。