耦合坝前水位优化的梯级水电站入库流量计算方法研究

水库出入库流量对于水电站调度运行非常重要。实际生产中的水库出入库流量一般由水位、出力、闸门开度等数据结合水库水电站特征曲线求得,但受坝前水位波动等众多因素影响,水库出入库流量的正确性及流域上下游电站间的径流逻辑一致性经常遭到破坏。为解决水位波动对径流一致性的影响,以大渡河流域下游梯级水电站为例,基于多点平均水位代替单点值的思路,以区间谬误率最小为目标,建立了梯级电站多点水位取值及水量平衡计算时间点的优选模型。并基于2019年1月至2021年12月的运行数据进行了验证分析,结果发现水位优化处理后,梯级电站的区间谬误率均有不同程度降低,其中深枕区间与龚铜区间效果最好,深枕区间下降幅度约为40%,龚铜区间下降幅度约为30%。研究成果可为其他流域的相关研究提供参考。

三峡水库汛期泥沙淤积对坝前水位的滞后响应

河床演变中普遍存在着滞后现象,而以往的三峡水库泥沙研究对滞后现象鲜有考虑。为深入认识三峡水库运行带来的泥沙淤积特征,建立了考虑上游来沙和坝前水位双重影响的泥沙淤积滞后响应模型。基于2003—2017年实测水沙资料,分析了三峡入库水沙特性及汛期泥沙淤积特点,利用滞后响应模型探究了汛期泥沙淤积的滞后规律。结果表明:2003—2012年入库水沙呈现“大水带大沙,少水带少沙”的特点,汛期淤积随坝前水位抬升而增加;2013—2017年入库水沙关系的一致性发生变化,受上游梯级库群拦沙影响,汛期淤积减缓。三峡水库汛期累计淤积与5年线性叠加坝前水位之间有较好的相关关系,汛期淤积不仅与当年来沙和坝前水位运行有关,也与前4年的来沙和坝前水位调度有关。

三峡库区地震活动与坝前水位关系研究

简要介绍了2003年6月三峡水库蓄水以来整个库区地震活动概况,探讨了三峡库区主要断层的渗透结构特征,详细论述了三峡坝前水位变化与库区不同库段、不同地质背景、不同成因水库地震活动的对应关系。三峡库区地震活动统计结果显示,高水位情况下若水位变幅剧烈,容易诱发地震,随着水位的上涨,地震震中呈现向长江及主要支流库岸汇聚的现象,水库地震主要受江水涨落而非构造所控制。除此之外,由于库区不同库段渗透结构差异,随着水位的上涨,库区M2.0级以上地震早期在高桥断裂一带(靠西)活动较多,后期仙女山、九畹溪两断裂(靠东)一带有一定地震活动。

葛洲坝坝前水位对三峡三期截流影响分析

三峡工程将于 2 0 0 2年 11月下半月进行三期明渠截流。此次截流具有流量大、落差大、流速高等特点 ,使得三峡三期截流具有较大的难度。葛洲坝不同的坝前水位将直接影响到三斗坪水位 ,进而对截流龙口主要水力学指标产生影响。采用水文水力学方法分析不同的葛洲坝坝前水位对三峡三期截流影响 ,以期论证合适的葛洲坝坝前水位 。

石头河水库坝前水位的观测与现状分析

本文对石头河水库坝前水位的观测情况进行了综合分析,指出了存在的问题主要是水尺不规范及坝前水位观测过分依赖自动水位计。解决的方案是建议修建水位井观测坝前水位,重视人工观测。

三峡水库运行后考虑重庆主城区防洪的坝前最佳水位

根据三维数学模型计算所得的不同坝前水位和上游流量下的重庆主城区水位公式,建立三峡水库坝前水位对于重庆主城区(九龙坡—铜锣峡)河段的壅水高度公式,公式可综合反映重庆主城区壅水高度与坝前水位关系,根据公式给出考虑重庆主城区防洪的坝前最高水位和最佳水位,可为三峡水库坝前水位调度提供参考。

大中型水库坝前年最高水位统计变化特性分析

根据全国１６０座大中型水库的实际观测资料，对坝前年最高水位的变化特性进行了较系统的分析研究。结果表明：年最高水位为独立随机变量，概率分布多为负偏，可由三参数对数正态表征。参数由概率权重矩法估计。

基于机器学习的电站耗水率计算及其对水位预测影响研究

耗水率是水电站坝前水位、尾水位预测的主要影响因素,也是电站发电计划编制和经济运行的基础,其精确计算至关重要。以三峡水库为研究对象,提出了基于机器学习的耗水率精细化计算方法。构建了基于水量平衡的水位预测模型,借助机器学习算法对耗水率与尾水位进行精确计算,并以此为基础预测2 h坝前水位与尾水位,观察机器学习算法应用对水位预测精度的提升。结果表明,在不同运行场景下,所提方法对于提升电站耗水率值、坝前和尾水位预测精度效果较好,电站耗水率误差绝对值降低60%以上,坝前水位预测误差降低约12%,尾水位计算误差降低约88%,可为电站安全稳定经济运行提供参考与支持。

溃坝洪水数值模拟

在已有溃坝洪水数学模型基础上建立的溃坝洪水计算模型,可对洪水由库尾向坝址的传播过程、溃坝洪水向下游的推进过程、溃坝洪水漫过堤防后在下游城镇内的淹没过程进行水动力学模拟.利用所建立的溃坝洪水计算模型,对某水电站大坝溃坝洪水在拟定的各工况下进行的坝下游洪水预测表明,溃坝历时、水库上游来流量及溃坝时不同的坝前水位是影响该模型计算结果的主要因素.

断波在朱沱—三峡坝址库区河段传播规律分析

水库群建成运行改变了河道天然洪水传播特性,主要表现在洪水传播时间明显变化。通过建立朱沱—三峡坝址库区河段水动力学模型,模拟分析了不同坝前水位、不同断波流量,以及不同最大流量持续时间条件下的洪水波传播特性,揭示了各因素对断波在该河段传播的影响规律。研究表明:影响断波在河道中传播过程的因素较为复杂,断波流量、最大流量持续时间和坝前水位均会对其传播造成一定程度影响,其中最大流量持续时间对洪水传播时间的影响最小,断波流量其次,坝前水位的影响最大。研究成果可为三峡入库洪水精确预报和三峡水库优化调度提供一定的技术支撑。

面板堆石坝溃坝洪水演进模拟及影响分析

水库大坝溃决洪水模拟计算与影响分析是水利工程防灾减灾领域的研究重点。为研究面板堆石坝溃坝对下游淹没范围和程度的影响,在分析面板堆石坝溃决特点的基础上建立了面板堆石坝至其下游电站库区河段的一维非恒定流水动力模型,以某一面板堆石坝为工程实例模拟计算了大坝在不同溃决模式下的洪水传播过程,得到了坝下河道沿程典型断面的洪峰流量、最高洪水位及相应的出现时间。结果表明:溃坝历时、溃坝最终溃口尺寸和溃坝前坝前水位是影响该模型计算结果的主要因素,溃坝历时越短、最终溃口尺寸越大、溃坝前坝前水位越高,坝址处洪峰流量越大。在各种溃坝工况中,下游河道两岸重要乡镇的大部分地区被淹没。研究成果可为面板堆石坝水库运行期溃坝洪水的应急抢险方案制定和灾情评估提供科学依据。

汛期洪水资源化利用对三峡水库淤积影响研究

作为三峡水库诸多优化调度方式中的一种,洪水资源化利用对水库淤积的影响受到持续关注,开展针对场次洪水的相关研究有助于进一步深化对水库淤积科学问题的认识,有望为调度工作提供一定的技术支撑。通过2013年以来的历史水文资料分析与水沙运动数值模拟,探究了入库洪水的输沙过程以及洪水资源化利用对库区淤积与水库排沙的影响。结果表明:洪峰流量介于30000~55000 m 3/s的中小洪水是近年三峡入库洪水的主要形式,随着入库洪峰流量的增加,洪水的地区组成逐渐趋向于金沙江下游、嘉陵江共同主导;常年回水区淤积、水库排沙是“消化”入库泥沙的两种主要途径,且以前者的作用为主;针对Ⅰ-3类入库洪水,坝前起调水位Z 0的抬升或洪水资源化利用对水库淤积的影响主要在于造成了库区淤积的重分布,次要在于改变了水库的排沙作用,在Z 0≤150 m条件下,洪水资源化利用对水库淤积的影响相对较小;针对典型洪水,当武隆洪峰流量Q′WL与入库洪峰流量Q′RK的比值小于1/5(即Q′WL/Q′RK<1/5)且朱沱洪峰流量Q′ZT与北碚洪峰流量Q′BB的比值介于3/2和3之间(即3/2<Q′ZT/Q′BB≤3)时,在Z 0=145 m情景下,洪水量级的提高增加了约50%的入库沙量,而水库调度抬升的库水位不足坝前水深的5%,导致前者较后者产生了更加严峻的变动回水区淤积和水库排沙情势;随着嘉陵江的洪水输沙作用逐渐显著,变动回水区,尤其是嘉陵江与长江干流交汇口下游河道的淤积情势愈发明显,应当予以重视。

刘家峡主坝位移确定性模型研究

刘家峡大坝已经运行20多年了,具有较长的观测资料系列.以前对原型观测资料进行过多次统计分析,效果也比较好.但从1986年龙羊峡水库蓄水以后,刘家峡水库运用方式有所改变,坝前水位变化规律发生了显著性变异.因而用以前的观测资料系列建立的统计模型难以可靠的预报未来的测值.为了监视大坝安全,要求建立具有比较可靠的预报和真实的位移分解功能的模型,因而开展了本项研究工作.

三峡库水位对寸滩站库尾水位顶托的影响

2020年长江第5号洪水洪峰流量和水位上的偏差引发了人们对"水位顶托"这一概念的关注。本文采用Hec-RAS水动力模型分别对库尾寸滩站采用入库流量和坝前水位等主要因素,来探究大洪水期三峡坝前水位对库尾水位的顶托影响。得到以下主要结论:A.采用Hec-RAS模型一维模块求解三峡库区的水动力问题是可行的;B.大洪水期三峡坝前水位对库尾水位确有顶托影响;C.顶托效应与寸滩来水流量成负相关。此次研究不仅可以补充完善汛期三峡库水位对库区水位顶托影响这一领域的分析研究,还对今后汛期长江上游干流区间水文分析提供指导意见和预报思路。

扇形活动坝水力自动启闭简单原理

渠化工程中的拦河建筑物在枯水时抬高坝前水位以获得较大航深,在洪水时则希望其能尽量降低高度,以免阻水、壅水,引起淹没损失。在欧洲的许多拦河坝中,普遍采用活动坝。

用"镜头"见证"高峡出平湖"——评中国新闻奖获奖作品《三峡大坝昨下闸蓄水》

第14届中国新闻奖今年9月底揭晓,湖北日报刊发的消息<三峡大坝昨下闸蓄水>获得一等奖.……

三峡大坝175m蓄水运行后重庆陈家溪航道水动力条件变化分析

三峡大坝175m蓄水运行后,随着坝前水位上抬,回水区末端也由原来的落中子~铜锣峡上溯到寸滩~红花碛,因此整个重庆主城河段在库区河道和天然河道之间反复切换。在此背景下,重庆主城河段的水流条件将发生大幅变化,对河道的水沙运动规律以及河床、河势演变将产生巨大影响。因此,本文借助大量实测资料,并以重庆主城段陈家溪航道为研究对象,建立三维数模进行水流分析,探讨三峡大坝175m蓄水运行对陈家溪航道段水动力条件变化影响。

复杂边界作用下三峡水库泥沙淤积特征与趋势

受上游水沙条件和水库调度过程等影响,三峡水库实际淤积过程较为复杂。本文基于一维泥沙数学模型,分析上下游边界条件变化对三峡水库淤积特征的综合影响,建立入库沙量和汛期坝前水位与库区淤积的经验关系,讨论了其贡献及未来淤积趋势。结果表明:上游干支流入库沙量和汛期坝前水位是影响三峡水库淤积的主要因素,其变化均将造成库区淤积重心的偏移,变动回水区下段及常年回水区上段的泥沙分选及冲淤情况受影响最为明显;2013—2020年,干流来沙对三峡库区淤积的贡献减小(由65%减小至42%),支流来沙贡献逐步增大(由32%增大至56%);汛期坝前水位变化对该时段库区淤积较2003—2012年期间的影响已经较小(1.6%~1.8%);当遭遇平常水文年水沙过程,未来三峡水库泥沙淤积量约在0.5亿t/a左右;当遭遇不利洪水组合水文年,尤其是支流发生大规模强降雨使岷江和嘉陵江洪峰流量大于30 000 m^(3)/s时,三峡水库泥沙淤积量约在1.6亿t/a左右。