高坝大库水库影响区判别要点与特殊水库影响型式探讨

水电工程水库影响区包括水库滑坡、变形库岸、塌岸、浸没、岩溶内涝和采空变形影响区等6类,相关规范对其判别原则与判别工作内容进行了规定,但鉴于地质条件复杂性和影响对象多样性,水库影响区判别地质工作中尚有一些认识有待统一。在多座大型水电站水库影响区判别实践经验的基础上,重点对水库滑坡、变形库岸、塌岸、浸没影响区判别中的要点进行了实例分析,并结合部分工程实例,对现有影响区类型之外的一些特殊水库影响型式如水库内涝影响区、水库泥石流影响的判定进行了阐述。

降雨及库水位变动对向阳水库岸坡稳定性的影响研究

在水的作用下,岸坡内地下水渗流场和岩土体力学性质发生变化,从而影响岸坡的整体稳定性。以重庆市向阳水库平进村岸坡工程为例,基于非饱和流固耦合理论、弹塑性理论和强度折减法,采用有限差分方法,分析在降雨工况、库水位升降等多种工况条件下平进村Ⅱ级缓坡的滑移破坏模式和安全系数变化规律,评价在岸坡前缘段采取压脚治理措施的防护效果。结果表明:①在不同工况下,岸坡均存在3种潜在滑移模式,即坡表覆盖层滑移、沿浅层软弱夹层滑移以及沿深层破碎夹层滑移。②岸坡天然地下水位埋深浅,当遭遇极端降雨时,大量雨水入渗将引起地下水位上抬,坡体有效应力降低,抗剪能力削弱,导致边坡稳定性明显降低。③采取前缘压脚防护措施可有效提高岸坡整体稳定性,压脚前后岸坡多滑移模式的安全系数提高约0.01~0.30。

三峡水库微塑料与悬沙的聚集特性及作用机制

本文依据三峡库区悬沙矿物组成和泥沙级配为依据配置沙样,选择长江上游典型微塑料PMMA和PS,在自制大型水箱中开展水流剪切作用下微塑料和泥沙异质聚集实验,分析微泥絮团的形态特征和聚集机制。结果表明在水流紊动剪切作用下,相比泥沙同质聚集的絮团粒径,微泥异质聚集的絮团粒径更大,且每毫升样品中微泥絮团上的微塑料吸附数量随水流剪切率增大而迅速增加。扫描电镜和能谱分析结果表明,在水动力条件下泥沙与PMMA、PS微球发生异质聚集,聚集过程中存在电子转移和化学态的转变,并产生不饱和键(C C)。由于PMMA官能团的结合能变化比PS大,此过程失电子更多、表面电荷更大,更容易与泥沙发生聚集。

考虑潜在溃坝的水库大坝运行成本和收益量化方法

针对水库大坝逐渐老化、自身风险和运行成本不断增加的情况,为了进一步明确水库大坝运行的经济性,构建了一种考虑潜在溃坝损失作用下的水库大坝运行综合成本与综合收益量化模型。首先,综合考虑大坝潜在溃坝的影响,根据ISM理论明确了水库大坝运行成本与收益影响因素之间的相互作用关系,确定了水库大坝运行综合成本与综合收益量化指标;其次,基于DEMATEL法分析了各因素之间的相互作用程度,明确了各成本与收益指标之间相对重要程度;最后,结合技术经济学理论,计算了潜在溃坝损失作用下的水库大坝运行综合成本和综合收益。将所提模型应用于国内某水库,计算了该水库的运行综合成本和综合收益,并对其经济性进行了分析,结果表明:在考虑潜在溃坝损失的情况下,该水库运行综合成本为743.62万元,综合收益为10911.83万元,收益成本比为14.67,运行综合收益远大于运行综合成本,创收能力良好,经济效益显著。

基于Vine Copula的梯级水库短期发电调度风险估计

基于能准确描述高维变量相关关系的Vine Copula,考虑短期径流预报误差的空间相关性,构建了梯级水库短期发电调度风险估计模型,并将模型应用于长江上游溪洛渡、向家坝和三峡水库,分析了径流预报误差带来的单一水库、梯级水库短期发电调度风险。结果表明:基于C-vine Copula构建的联合分布能较好地描述屏山站、朱沱站、寸滩站和武隆站的日径流预报误差特性;随着水库可调节安全区间范围增大,单一水库发电量不足风险率、弃水风险率均越来越小,梯级水库发电量不足、弃水联合风险率和同现风险率越来越小,即水库调节库容越大,其承担的风险也就越小。

考虑适宜生态流量的水库多目标优化调度研究

为进一步优化调整水库调度方式,以黑泉水库为例,通过计算确定河道适宜生态流量,构建了综合考虑供水、生态及发电目标的水库优化调度模型,并对所得最优解集进一步分析,寻求协调供水、生态及发电效益的水库均衡调度方案。结果表明,黑泉水库的供水目标与生态目标及发电目标间存在明显的竞争关系,均衡方案(以平水年为例)可在河道适宜生态流量保证率达91.7%的同时,使灌溉供水保证率达86.5%,实现了较好的综合效益。研究结果可为黑泉水库科学高效决策提供技术支撑。

平原水库库底浅层气分布特征及其诱发库底渗漏模式初探

本研究以某平原水库为研究区,基于钻探、浅地层剖面结果并结合理论分析,对浅层气致平原水库库底渗漏问题进行了研究。结果显示浅地层剖面法可有效探测平原水库库底浅层气分布。当前库底浅层气在库心沉积物中多个区域独立分布。气温的变化、近三年地下水位及水库蓄水水位的波动均无法引起研究区内水库的库底浅层气突破库底夯实黏土层。但若地下水上升最大幅度由1.1~1.2 m升高到1.4~1.6 m,或水库蓄水最小水深由3.8~4.1 m降低到0.5~3 m时,当前库底浅层气热点分布区的库底黏土防渗层将存在破坏风险。平原水库库底浅层气分布时空演化及其诱发库底渗漏过程可分四个阶段:建成初期,库底浅层气向库心汇聚阶段;极端事件引发库底气突破库底夯实黏土层致浅层气释放阶段;极端事件结束气体排泄通道/渗漏通道被限制或被关闭阶段;前两个阶段反复多次后库底沉积物饱和,库底渗漏点形成阶段。

固化水库底泥制备人工骨料及其性能研究

水库底泥中含有大量无机质,经过处理后,可以用底泥生产建筑材料。采用固化剂固化水库底泥制备人工骨料,通过正交实验研究固化剂的最优掺量(固化剂的掺量以水库底泥的掺量为基准),其结果为:硅酸钠8%、石膏6%、聚羧酸高效减水剂3%、三乙醇胺0.05%(下文简称为SRPT)。然后,掺入最优SRPT作为附加固化剂制备出人工骨料并探究其性能。结果表明:掺入最优SRPT组骨料的筒压强度最大为7.31 MPa,相比于不掺固化剂组提升了44.2%,1 h吸水率为9.34%,堆积密度为937 kg/m^(3)。用SRPT固化剂固化水库底泥制备人工骨料可以高价值利用水库底泥,并且制备的骨料满足规范要求,研究成果为水库底泥在水利工程中的利用提供了新思路。

西霞院水库流路演变及泥沙淤积分布特征

西霞院水库是小浪底水库的反调节水库,主要对小浪底水库下泄的不稳定水流进行反调节。系统梳理了2007—2022年西霞院水库调度运行方式、入库水沙、流路演变以及泥沙淤积分布特征,其成果可为西霞院水库优化减淤调度提供科技支撑。结果表明:1)西霞院水库入库年均水量为305.55亿m^(3)、年均沙量为1.34亿t,入库泥沙持续淤积造成库区流路发生显著变化,焦枝铁路老桥至坝前库段由运行初期的4条流路逐渐演变成1条流路。2)至2022年8月,西霞院水库泥沙淤积总量为7 253.6万m^(3),其中大坝—xxy07断面区间泥沙淤积量为6 964.5万m^(3);水库汛限水位131.00 m以下库容为0.184亿m^(3),淤积比为76.71%;库水位131.00~134.00 m反调节库容为0.567亿m^(3),已被侵占0.003亿m^(3)。3)西霞院水库泥沙中SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、CaO含量占总组成的80.14%;泥沙颗粒角形因数小于等于1.30。4)西霞院水库距坝5.8 km以上现状滩面高程比淤积平衡后设计滩面高程高3 m以上,建议西霞院水库在小浪底水库排沙期水位降至132.00 m以下运行,避免上游滩面高程持续抬升侵占反调节库容。

基于CnGIM技术的某水库三维地质建模及分析

水库渗漏解决与否是水库能否修建及正常运行需要重点考虑的工程地质问题。文章根据某水库工程遇到的工程地质问题,利用CnGIM技术建立适合该水库的三维地质模型。系统地阐述了三维地质建模的总体流程及应当遵循的建模原则,并详细地介绍水库涉及到的各个地质体的建模过程,从而能够模拟需要分析地质体的实际地表和地下的空间起伏形态,精确得出需要分析地层的体积。在此基础上对该水库库区及坝基渗漏原因进行了三维可视化分析。研究结果为更好地促进水利地质行业向数字化发展提供参考与借鉴。

云南某水库库区岩溶调查及渗漏分析

岩溶又称喀斯特(Karst)在我国分布非常广泛,主要集中在西南地区,岩溶面积占西南地区幅员面积的三分之一以上。在岩溶发育地区,地表水系不发育,却蕴含有丰富的地下水资源,地下水渗流通道错综复杂,因此,岩溶问题对水利工程建设影响意义重大。本文在充分调查云南某水库库区水文地质条件、岩溶岩性特征、岩溶层组、岩溶形态及分带的基础上,详细论述了库区岩溶发育规律、岩溶发育强度及深度,对库区及坝址区的地层渗漏情况进行了分析评价,并提出了对坝址区进行全封闭式两层帷幕灌浆的防渗处理建议。

坝脚鱼塘对水库大坝安全影响数值模拟分析与对策研究

我国较多水库坝脚处存在鱼塘,对大坝渗流与结构稳定造成不利影响,影响大坝安全运行。在分析坝脚鱼塘对大坝安全影响机理基础上,选取鱼塘距离、深度、宽度、水位为主要影响因子,以江苏省常州市茅东水库为例,制定不同计算方案,采用有限元法计算塘基最大渗透比降、单宽渗漏量、下游坝坡抗滑稳定安全系数并进行比较分析。分析结果表明,相对于结构安全,坝脚鱼塘对大坝渗流安全影响较大,其中影响最大因子为鱼塘水位,其次为鱼塘距离和深度,鱼塘宽度影响最小;鱼塘水位越低、距离越近、深度越大、宽度越小,对大坝渗流安全越不利。建议水库安全鉴定时专题论证坝脚鱼塘对大坝安全的影响,根据论证结果选择合理处置措施,并加强鱼塘影响监测,科学处置坝脚鱼塘安全隐患。

安徽省小型水库安全监测能力提升试点工作探讨

通过对安徽省小型水库安全监测试点项目实施建设过程进行分析,项目采用“统招分签”建管模式,讨论项目建设实施过程中“统招分签”建管及监管模式,分析项目实施效果,总结经验与不足。项目通过创新技术和管理,实现了监测数据的集中管理与共享,提升监测设施建设质量及运维管理水平,为智慧水利发展提供了支撑。

龙羊峡水库汛期运行水位动态控制方案研究

龙羊峡水库已具备开展汛期运行水位动态控制的工程安全、洪水预报等条件,可利用与上游玛尔挡电站间的库容补偿关系,开展汛期运行水位动态控制。龙羊峡水库的预泄模式宜采用多级固定预泄方式,洪水预报的有效预见期为7d,预泄判别流量为1000m^(3)/s、1200m^(3)/s、1500m^(3)/s,预泄流量为1000m^(3)/s、1500m^(3)/s、2000m^(3)/s、2500m^(3)/s,相应的汛期运行水位动态控制域为2594~2594.6m,并随着玛尔挡水库水位的提升而逐步降低。当水库水位低于汛限水位2594m时,下泄流量以发电要求为主,当水库水位达到或>2594m时,视上游来水预报和水库蓄水情况,判断进入动态运用或防洪运用,当上游来水>2500m^(3)/s时,水库按设计防洪运用方式运用。

河南完成7座大型水库云数据收集

近日,河南省地质矿产勘查开发局测绘地理信息院完成了包括白龟山水库、燕山水库、陆浑水库、白沙水库、石漫滩水库、南湾水库、鲇鱼山水库等7座大型水库上游库区和下游工程管理区的云数据收集工作,为保障河湖划界、提升自然资源管理提供信息化技术支持。

水库移民安置公众参与有效性影响因素分析及提升策略研究

水库移民安置公众参与有效性对于保障移民权益,完善基层民主建设具有重要意义。采用FISM-MICMAC法和DANP法解析水库移民安置公众参与有效性影响因素作用路径,识别关键因素及其权重。结果表明:影响因素分为7个原因因素和8个结果因素,作用路径划分为3层,政策法规完善程度、移民文化程度和移民工作人员职业素养原因度位居前3,为深层因素,通过影响大众媒体关注程度等中间因素进而影响表层因素。基于影响因素间相互作用分析,对水库移民安置公众参与有效性提升策略进行讨论,为优化其机制提供参考。

新丰江水库沉积物磷赋存形态及分布特征

对新丰江水库表层沉积物磷的总量及其形态学进行分析,探讨沉积物不同形态磷之间的内在联系,揭示来源及其与水环境之间的响应关系,为水库的科学管理提供理论依据和数据支撑。2021年1月采集了新丰江水库12个样点的表层沉积物,分析总磷(TP)及各形态的含量与分布特征。结果表明:新丰江水库表层沉积物中TP的平均含量为(707.0±265)mg/kg,其中无机磷(IP)为主要存在形式,平均含量为(504.9±223.6)mg/kg,各形态磷含量及占IP比例顺序为自生钙结合态磷(Ca-P)(<239.9±113.3>mg/kg,47.1%)>碎屑磷(De-P)(<143.2±57.7>mg/kg,28.9%)>可交换态磷(Ads-P)(<61.6±16.1>mg/kg,13.5%)>铁结合态磷(Fe-P)(<60.2±43.5>mg/kg,10.5%);有机磷(OP)的含量为122.6~284.2 mg/kg,平均含量(203.5±50.4)mg/kg,占TP的30.4%;生物有效磷(BAP)的含量为139.5~379.5 mg/kg,平均含量(243.9±83.1)mg/kg,占TP的36.2%。从空间分布上看,TP含量从上游到下游呈显著下降趋势。各形态磷中,OP、Fe-P、De-P与TP的分布趋势相似,反映该水库沉积物磷以外源输入为主。相关分析表明,沉积物TP和各形态磷之间存在较强相关性,其来源具有一定相似性;BAP与Fe-P相关性最高,Fe-P可能是沉积物BAP最主要的来源;Ca-P、TOM均与OP之间存在显著正相关,均以外源输入为主,其次受内源生物影响,存在一定释放风险。加强对水库沉积物内源磷释放机制和控制措施的研究,对于科学管理水源水库至关重要。

雨窝地形下相邻小流域水库的降雨重现期对比分析

选取广东三大暴雨中心之一的珠三角北部区域中不同小流域的良洞、大秦和黄龙带3座中型水库作为研究对象,以及域内10个站点近10 a的逐日雨量数据,基于地区线性矩法计算3座水库的降雨重现期,分析不同水库的日雨量极值特征和面雨量频率值差异,研究方法和成果可为该区域的防洪规划设计和水资源调度等提供参考依据。

长江上游大型梯级水库岸线保护与利用耦合协调度评价及空间特征——以三峡水库为例

以三峡水库为代表的长江上游大型梯级水库运用后,极大的改善了长江防洪、发电和航运能力,促进了流域社会经济高质量发展。三峡水库是我国重要淡水资源战略储备库,其岸线的科学保护、合理利用对保护库区生态环境和促进社会经济发展有着重要意义。然而,人们对于大型水库岸线的保护和利用状况及其耦合协调发展水平长期缺乏关注。由此,以三峡水库为例,首先构建岸线保护与利用耦合协调度评价指标体系,根据8个关键指标进行定量评价;其次结合遥感影像、野外采样数据,运用耦合协调度模型对34段岸线的保护与利用耦合协调空间分布特征进行分析和讨论。研究结果表明:(1)三峡水库岸线利用水平和综合水平从水库上游至下游呈递减趋势,且岸线保护水平均值为0.523,大幅度高于岸线利用和综合水平。(2)三峡水库岸线保护与利用的耦合协调度主要分布在0.161~0.879区间,有44%的岸线位于磨合发展区中,协调发展程度为初级水平。(3)耦合协调度的空间分布特征由库区西部向东部呈现递减趋势,与社会经济发展水平存在一定的联动性。为此,我们提出今后要以岸线保护为主、同时需重视岸线利用的效率,促进岸线保护与利用的协调发展。结果有望为三峡水库岸线资源的保护与利用协调发展提供参考,助力长江上游梯级水库可持续运行。

基于时空变源混合产流模型的降雨—径流过程模拟——以湖南省斗山桥水库为例

在极端气候的影响下,洪水灾害频发,造成了严重的人员伤亡和经济损失。目前中小型水库的洪水灾害预警预报准确性不高,因此,以湖南省斗山桥水库为研究对象,探究了斗山桥水库流域降雨—径流过程,引入考虑土壤含水量变化和地貌水文响应单元的时空变源混合产流模型,对库区降雨—径流过程进行了模拟。结果表明,模拟结果与斗山桥多年平均月径流量对应的径流系数、径流深和径流量一致,场次洪水的预报效果较好。研究结果可为水库洪水管理提供参考借鉴。