金沙江下游水库蓄水期生态流量研究

金沙江下游的乌东德、白鹤滩水库已于近年来投入运用,汛末蓄水期金沙江下游水库对坝下“长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区”生态流量的影响日益突出。为减轻可能存在的影响,需合理制定水库蓄水期最小下泄流量。本文从金沙江下游最小及适宜生态流量计算出发,系统归纳了屏山水文站生态流量的现有研究成果,结合溪洛渡、向家坝水库实际运行数据,得到了具有实际可操作性的金沙江下游水库蓄水期生态流量,溪洛渡、向家坝水库8月、9月的合理生态流量分别为6080 m^(3)/s、6098 m^(3)/s。研究结果可为金沙江下游水库生态监测及管理工作提供参考。

基于DEM的水库下游洪水淹没演进过程研究

水库作为重要的水利工程在防洪减灾中发挥着重要作用,同时关系到下游广大人民的生命财产安全和经济可持续发展。为此,提出一种基于DEM的水库下游洪水淹没演进过程分析方法,并将其应用于周公宅水库下游区域洪水淹没演进过程研究中。结果表明,该方法能提高洪水淹没演进过程的分析效率,可实现水库下游洪水淹没演进过程模拟,且模拟结果符合山区河道的洪水淹没演进规律,可为水库洪水防御预案制定、下游洪水风险预警发布、避险转移工作开展提供数据参考和技术支撑。

面向鱼类产卵繁殖的人造洪峰生态调度实践——以金沙江下游-三峡梯级水库为例

2011-2023年,金沙江下游-三峡梯级水库共开展了20次面向鱼类产卵繁殖的人造洪峰生态调度试验,在取得良好试验成效的同时积累了大量的经验。为系统梳理多年来的生态调度试验成效及经验,详细介绍了金沙江下游-三峡梯级水库人造洪峰生态调度试验的原理、要点、监测评价方法,回顾了历年调度试验开展情况,总结了调度经验并对未来优化方向进行了展望。结果表明,金下-三峡梯级水库人造洪峰生态调度试验有效促进了长江干流产漂流性卵鱼类产卵繁殖,其中三峡水库促进坝下代表性产漂流性卵鱼类——四大家鱼自然产卵繁殖效果最为显著。截至2023年,长江中游四大家鱼累计总产卵规模达382.5亿粒。在多年生态调度和十年禁渔计划等工作的共同推动下,四大家鱼资源量基本接近20世纪80年代水平。然而,受气候变化、鱼类产卵及发育特性变化、产卵场变化等因素的影响,人造洪峰生态调度试验需要在调度过程优化、调度效果评价、调度效果提升等方面开展针对性地优化调整。相关结果可为变化环境下相似流域开展面向鱼类产卵繁殖的人造洪峰生态调度试验提供参考。

下游水库对上游梯级电站施工导截流的影响

水电站梯级建设时,上游梯级电站的河道水力特性受下游梯级水库的影响,特别是在西部峡谷地区,梯级之间河段的河道型水库特性极具特点,同时梯级水流控制措施相互影响,使上游梯级电站施工截流、导流和施工期蓄水等河道水文水力控制因素更加复杂.结合已建、在建和拟建的葛洲坝和三峡、瀑布沟和深溪沟、苗尾和功果桥、白鹤滩和溪洛渡等典型相邻梯级建设实例,分析河道型水库引起的河段水文、水力和泥沙特征变化及其对上游梯级电站施工水流控制的影响规律,给出了工程设计与建设中对深水围堰、深水截流、施工期蓄水与供水等问题的分析方法、应对策略与解决方案.

东南沿海水库下游地区基于动态模拟的洪涝风险评估

我国东南沿海地区大多为一些中小流域,这些流域上游多建有水库工程,下游则为人口稠密的平原区,流域调蓄能力小,汇流时间短.同时,随着近年来城镇化快速发展,洪涝风险不断加大.因此,迫切需要开展水库下游不同暴雨重现期下的洪涝风险评估研究,以便为防洪决策提供技术支撑.为此,本文利用遥感、GIS、水文水动力学模型等相关技术方法,建立洪涝动态模拟模型来评估洪涝危险性;采用层次分析法和因子叠加法,从洪涝危险性和洪涝易损性两方面开展洪涝风险综合评估分析.研究表明,通过多学科与多技术手段相结合方法,来模拟预测不同暴雨重现期洪水动态淹没过程,再结合相关社会经济属性,可以有效地评估研究区洪涝灾害的风险,从而为水库调度及流域防洪减灾提供有力支撑.

碧流河水库下游河道的现状防洪能力

针对缺乏实测流量资料的水库下游河道,利用一维河网模型系统MIKE11,采用多种工况组合,模拟计算并分析了碧流河水库下游河道主要断面的现状防洪能力。建模过程考虑水库调度与潮位等因素的影响:使用水库下游河道最新实测断面数据与网上遥感数据,参考设计资料,并结合计算经验综合确定计算模型参数。研究成果可为碧流河水库及其下游河道组成的联合调度系统提供决策支持。

水库下游冲刷的数值模拟——模型的构造

由于水库下游冲刷过程中悬移质与推移质、推移质与河床质、河床质与悬移质交换机理及床沙粗化机理的复杂性,使得研究水库下游冲刷数学模型的难度较大。 为了研究水库下游冲刷、河床演变问题及由此而引起的对防洪、航运等造成的影响,本文建立了一维全沙数学模型,模型考虑了非均匀悬移质不饱和输移、非均匀沙推移质输移及床沙级配的调整。文中考虑了冲刷过程中挟沙能力的沿程调整,挟沙能力包括以下三个方面,即悬移质中细颗粒部分从累计效果看不参予与床沙交换(冲泻质),这部分泥沙全部计入挟沙能力;悬移质的粗颗粒部分落淤到床面与床沙交换后部分地计入挟沙能力;床沙中可悬浮部分从床面冲起后部分地计入挟沙能力。非均匀沙推移质输沙率公式考虑了床沙运动的随机性及床沙粗化对输沙率的影响。床沙级配的调整采用CARICHAR混合层模型。对计算中经常遇到的关键性问题提出了处理方法。

水库下游卵石河床冲淤演变规律及机理研究

通过实测资料和模型试验研究了某水电站下游河道卵石河床冲淤演变规律,探讨了宽级配卵石河床的自动调整作用。在天然条件下,水电站下游河道河床稳定,水库运行后,水流的挟沙能力有很大富余,下游河道发生了较大冲刷。试验表明:在不同流量作用下,河床自上而下以冲刷为主,流量越大,冲刷强度越大;在冲刷过程中,水深变大,流速减小,床沙变粗,河道更加稳定。

水库下游不同约束条件分汊河道冲刷调整规律研究

在研究分析水库下游河道冲刷侵蚀特点的基础上,分强约束型和弱约束型分汊河道,分别研究其冲刷调整的规律。研究表明:①水库下游河道冲刷侵蚀过程往往存在先刷深、后展宽的冲刷侵蚀特点,河岸河床组成对纵横向侵蚀幅度的影响非常显著。②强约束型分汊河道冲刷调整规律为洲滩形态的调整,沙泓、石泓的下切以及分流比的变化。③弱约束型分汊河道的冲刷调整规律为岸线的崩退,心滩、边滩的切割侵蚀,新的洲滩形成,以及主支汊交替频繁,主泓摆动剧烈,汊道横向摆动大。在此基础上,总结分析了在冲刷调整过程中影响分汊河道演变的关键因素。

三峡工程运行后水库下游弯曲河道演变规律

三峡工程运行后水库下游河道水沙过程发生较大改变,引起弯曲型河道演变规律调整,对河势稳定、防洪安全等可能产生不利影响。基于实测资料分析了三峡工程运行后水库河道下游典型弯道演变规律及其主要动因。结果表明,三峡工程运行后水库下游典型弯道段均出现“切滩”,其主要原因是进入各河段的泥沙尤其是细颗粒沙量大幅减少;而下荆江绝大多数弯道段出现“撇弯”的主要原因为月均径流量过程变异系数较大、弯道段本身弯曲半径较小。随着长江上游干支流梯级水库陆续运行,预计水库下游各河段月均径流量过程变异系数将继续增大,将可能引起目前未发生“撇弯”但弯曲半径相对较小的弯道段发生“撇弯”。

三峡水库对下游河流水沙情势影响评估

为了评价三峡水库蓄水后下游河流水沙情势变化特征及其产生的生态影响,运用双累积曲线法、MannKendall趋势检验法和变动范围法(RVA)对三峡水库下游宜昌站1952-2015年逐日流量和含沙量指标进行探究。分析结果表明:三峡水库下游河流水沙特性在2003年发生明显转折,年均流量和含沙量均显著下降;月均流量在丰水期增加,枯水期减少,月均含沙量年内大幅下降;年最小1、3、7、30、90日流量发生高度改变,而年极值含沙量各指标改变度均达到100%;流量脉冲基本属于低度改变,含沙量高脉冲改变度达到100%;流量的逆转次数,含沙量的上升率、下降率和逆转次数均发生高度改变;通过对河流水沙情势改变度评价,其流量属于中度改变,含沙量属于高度改变。三峡水库蓄水后在一定程度上改变了下游河流的水沙情势,对河流生态系统健康带来一定影响。研究结果可为三峡水库下游河流生态保护提供参考。

三峡与丹江口水库下游河道河型变化研究进展

在收集三峡与丹江口水库下游河道河型研究成果基础上,总结与分析了三峡与丹江口水库下游河道不同河型的成因,包括来水来沙条件,河道边界条件和比降变化。结果表明,丹江口水库建成运用后,汉江中游河道演变为相对稳定的分汊或单一河道,下游弯道发生撇弯切滩;三峡水库建成运用后,下游河道的变化程度要小于汉江下游。指出了三峡水库下游河道河型变化的复杂性,及需要进一步研究的课题,研究成果可供大型水利枢纽工程下游河道河型变化机理研究参考。

丹江口水库下游河床冲刷与水位降落对航道的影响

在冲积性河流上修建水库以后,因水库的调节作用水库下游的水、沙过程发生巨大改变,导致河床新的变形,直接影响航道水深的变化,给航道带来不同影响。本文根据水库下游丹江口至碾盘山河段的观测资料和河床演变分析,论证了在水库调节作用下河底降低与水位下降关系的五种变化类型,分析了五种类型产生的原因和条件,这不仅对汉江中游的航道整治具有重要意义,而且对水库下游冲积性河流的冲刷,特别是三峡工程兴建后河床冲刷对航深的影响均具有一定的参考价值。

3S技术与水力学耦合在水库下游防洪中的应用研究

针对艾不盖河流域水流复杂、资料短缺及水库下游河道两岸保护对象实际情况,本文将3S技术与水力学耦合对水库下游防洪方案进行研究,建立了以Arc GIS为平台,实时加载遥感影像资料,耦合HEC-RAS的艾不盖河塔令宫水库下游河道以及两岸区域模型。模拟了天然洪水以及塔令宫水库经水库错峰运用后,水库下游河道及两岸区域的洪水演进情况,确定水库下游河道现状防洪能力。在此基础上确定防洪工程总体布置方案,通过不同方案工程总投资对比分析确定塔令宫水库下游防洪方案为:塔令宫水库通过错峰运用,溢洪道及泄洪洞闸门开启自由泄水,水库不增加防洪库容,水库下游单独整修和新建堤防。

蓄水对水库下游食物网中汞生物累积影响研究进展

1991年,加拿大学者Verdon首次报道了加拿大拉格朗德二级水库下游鱼体中汞含量显著高于水库库区的现象,发现水库下游是新建水库汞输出的重要场所,因此水库下游鱼类汞升高的风险继水库本身后成为新的关注热点.通过对相关野外研究的回顾,表明蓄水对水库下游食物网的鱼类、浮游生物以及水体中汞的富集产生影响,水生食物网中各组分甲基汞含量和比例随着营养级的升高而增加.蓄水加速了水库的甲基化过程,使水库自身成为巨大的汞源,不仅影响水库自身食物网中汞的分布,而且更加剧烈地影响水库下游食物网中汞的分布.水库既向下游直接输送溶解态和悬浮颗粒态的甲基汞,又向下游输送丰富的、可被杂食性鱼类和动物直接利用和吸食的甲基汞食物源.在下游食物网中,甲基汞有可能通过微型浮游生物网(悬浮颗粒物—浮游植物—浮游动物经典食物链),或者通过杂食性鱼类主动摄食来自水库直接输送的浮游动物,或者通过杂食性鱼类被动吸食来自水库直接输送的悬浮颗粒物富集途径,向位于更高营养级位置的鱼类进行传递.在我国,水库蓄水对下游汞输送机制以及对下游微型、底层食物网中生物累积和迁移转化的影响需要更加深入的定量研究.

金沙江下游-三峡梯级水库联合调度技术及实践

金沙江下游-三峡梯级水库是治理长江及实施“长江大保护”的关键性工程,也是国家能源战略重要支撑性电源组。梯级水库水力、电力联系紧密,联合调度潜力巨大,如何运用调度好梯级水库契合时代发展需求,也是水资源高效利用技术领域的重大挑战。围绕实现梯级水库综合效益最大化这一目标,详细介绍了由多源水雨情站点融合技术、气象预报技术、流域水文预报技术和梯级水库联合优化调度技术组成的技术支撑体系,在该体系保障下实施了综合考虑防洪保障、航运畅通、生态保护以及水资源利用等多方面因素的金沙江下游-三峡梯级水库联合调度。实践结果表明:2003~2021年,金沙江下游-三峡梯级水库累计拦蓄洪量2280.02亿m^(3),保障了长江流域防洪安全;累计补水3308.84亿m^(3),平均增加三峡水库下游航道水深0.81 m,为长江经济带发展畅通了黄金水道;累计开展各类生态调度试验35次,助力了长江大保护;输送清洁能源29320亿kW·h,减排二氧化碳逾24.39亿t,为双碳目标实现贡献了绿色动能。

水库下游河道冲刷的数值预报

本文以丹江口水库下游河道冲刷为例,简述了水库下游河道冲刷数学模型及验证情况,对计算中经常遇到的有关问题提出了处理方法。预报了1988年至2000年以及2001年实施南水北调中线调水工程后丹江口水库坝下黄家港至河口(汉川)河床冲淤、水位降落等。

滹沱河上修建水库后下游河床演变

本文对处于半于早缺水地区的海河流域滹沱河上修建水库后，库下游来水来沙条件变化引起的河床演变及其发生机制等问题进行了分析和讨论．

边界条件对水库下游河床演变的影响——以汉江丹江口水库下游河道为例

通过野外考察和室内自然模型试验,本文探讨边界条件在水库下游再造床过程中的作用。从土壤物理力学性质与水流作用力的对比关系出发,建立了河床边界抗冲性的定量指标;采用多元回归分析的方法,建立了调整之后的河床形态与边界条件、水动力条件之间的经验方程;还运用判别分析的方法,得到了区分水库下游河床演变趋势的判别函数。

柘林水库下游河道平面二维泥沙数学模型及其应用

对水库下游河床泥沙冲淤变化数值模拟研究已有很多报道 ,但对水库溢洪道下游具有天然覆盖层河道因未泄过洪水没有实测资料供模型验证、且覆盖层分层较明显和表层覆盖层具有粘性作用等 ,目前有关这方面研究成果报道较少 本文建立了正交曲线坐标系下平面二维泥沙数学模型 ,并应用于柘林水库下游河床泥沙冲淤变化计算 ,同时 ,对计算中的有关参数选择进行了详细地分析 。