论三峡水库“蓄清排浑”运用方式及其优化

泥沙问题是三峡工程的关键技术问题之一,在三峡工程论证和初步设计阶段提出水库采取"蓄清排浑"的运用方式,可以解决泥沙问题。2003年水库蓄水运用以来的实践表明,水库基本遵循了"蓄清排浑"调度运用原则,并根据上游来水来沙减少等新情况对水库运用方式进行了优化调整。本文系统分析了三峡水库"蓄清排浑"运行方式及其优化调整的利弊,包括提前5年实施175 m试验性蓄水、汛期水位动态变化、汛末提前蓄水等对水库淤积和坝下游河道演变的影响,提出了进一步优化水库调度方式,形成"蓄清排浑"运用的新模式,保持水库长期使用的建议,试图为三峡水库科学高效安全运用提供科技支撑。

三门峡水库蓄清排浑运用以来库区冲淤演变初步分析

水库蓄清排浑运用以来 ,黄河潼关 1974～ 1986、1987～ 1995、1996～ 2 0 0 2年均水量较 195 0～ 195 9年减少9 1% ,35 5 %、5 5 5 % ,沙量减少 4 0 9%、4 9 6 %、6 6 2 %。潼关以下三个时段年均淤积量为 0 0 4 2、0 16 1、0 2 0 8亿m3。呈水沙量递减 ,淤积量递增趋势。潼关同流量水位 2 9年升高 2 31m ,受上游冲淤下延影响升高 1 0 5m占 4 5 5 % ,其他因素影响升高 1 2 6m占 5 4 5 %。小北干流非汛期冲刷、汛期淤积格局未变 ,反映了水库运用对小北干流没有明显影响。渭河华县站 1974～ 1986年水量较大 ,渭淤 1～ 10断面仅淤积 0 0 6 5亿m3,华县同流量水位升高 0 0 3m。以 1974～ 1986年为准 ,1987～ 1995年、1996～ 2 0 0 2年华县年均水量减少 2 2 8%、5 6 2 % ,年均沙量减少 11 6 %、34 4 %。渭淤 1～ 10断面 1987～ 1995年淤积 1 72亿m3,特别是 1994和 1995年的中小洪水 ,汛期淤积 0 85亿m3主河槽萎缩 ,华县同流量水位升高 1 0 7m。

“蓄清排浑”水库运用方式与淤积过程关系探讨

为减轻水库泥沙淤积,我国研究工作者提出了行之有效的“蓄清排浑”运用模式。以往人们对“蓄清排浑”的理解基本停留在原则框架的层次,对“蓄清排浑”水库淤积过程的认识不够深入。本文采用一维不平衡泥沙数学模型,以溪洛渡水库为案例,针对影响“蓄清排浑”水库运行条件最为重要的时间和空间因素,从汛后蓄水时间和汛期限制水位两个方面对水库淤积量过程、三角洲推进、横断面发展和排沙比变化等淤积特性的影响进行了分析。研究结果给出了不同水库运行条件下库区泥沙淤积的一般规律。

三峡水库汛期“蓄清排浑”动态运用方式计算研究

在入库沙量大幅减少的背景下,三峡水库持续开展汛期中小洪水调度,增大了汛期库区泥沙淤积和防洪风险,减少了水库下泄大流量的机会。在三峡水库汛期,开展“蓄清排浑”泥沙调度方式动态运用研究有助于进一步优化三峡水库汛期调度方式。利用三峡水库干支流河道一维非恒定流数学模型,探索开展了三峡水库汛期“蓄清排浑”动态运用方式计算研究,并提出了汛期“蓄清排浑”动态运用方案。计算结果表明:三峡水库汛期“蓄清排浑”动态运用方式可以同时兼顾排沙、发电和防洪,“蓄清”水位150m要优于155m,“蓄清”运行期间库水位可选择在145~150m之间浮动运行;建议将寸滩含沙量达到2.0kg/m3且当日寸滩站入库流量≥25000m3/s的时间作为水库增泄“排浑”的起始时间,将出库含沙量降至约0.1kg/m3作为“排浑”调度结束重新进入“蓄清”调度的泥沙参考因素。研究成果可为三峡水库汛期优化调度提供参考。

三峡水库汛期“蓄清排浑”动态运用方式初探

为研究三峡水库汛期调度方式优化问题,以实测资料为基础,对三峡水库蓄水运用以来入出库沙量特性变化进行了分析,主要从泥沙角度对三峡水库采用汛期"蓄清排浑"动态运用方式进行了初步探讨。研究结果表明:三峡水库蓄水运用后汛期入库沙量大幅减小,上游溪洛渡和向家坝水库蓄水运用后三峡水库汛期6—9月份含沙量已经开始小于论证阶段5月份和10月份的含沙量;三峡水库主汛期出库沙量占年出库沙量的90%以上,且汛期出库沙量主要集中在1~2次大的出库沙峰过程中;近期三峡水库汛期采用"蓄清排浑"动态运用的泥沙调度方式,泥沙淤积可许。研究成果可为三峡水库汛期优化调度提供参考。

三门峡水库蓄清排浑控制运用对库区及下游河道冲淤的影响

1973年后三门峡水库进入蓄清排浑控制运用时期．1986年以来，进入三门峡水库的水沙量发生了明显的变化，不仅年入库总水沙量有大幅度减少．而且水沙量在年内的分配也变化很大．主要原因不是流域降雨的影响，而是上中游工农业用水量增加和龙羊峡、刘家峡等大型水库调蓄的结果．这些变化对保持库区冲淤年平衡十分不利，下游河道的冲淤也直接受入库水沙量的影响．分析结果表明，三门峡水电站汛期发电是必要的和可行的，应扩大装机容量，并建议打开#11、#12底扎，在大坝左岸再增建一条隧洞，以提高其综合效益．

从“蓄清排浑”水库运用方式与淤积过程关系看水库泥沙数学模型的验证

"蓄清排浑"是协调水库泥沙淤积与兴利矛盾的有效调度方式。长时段、长河段水库泥沙问题的研究目前还主要依赖于数学模型。通过分析当前国内各家模型发现,一定范围内拟定不同运用水位和不同汛后蓄水时间方案,前期淤积总量过程基本一致,但库区泥沙淤积分布和水库后期淤积量却差别很大,对兴利库容影响尤为明显。文中通过研究典型水库淤积过程与运用方式的关系,分析了不同方案运用对水库纵向淤积推进、横断面淤积发展和兴利库容保留程度等的影响,并对水库泥沙数学模型的验证提出了建议。

三门峡水库“蓄清排浑”运用与潼关高程关系研究

多泥沙河流峡谷型水库“蓄清排浑”运用的前提是:水库非汛期回水淤积要控制在一定范围内,淤积河段汛期存在一定的富裕冲刷能力;低水位运用条件下水库具备较大的泄流排沙规模;汛期洪水的量级较大。三门峡水库在“蓄清排浑”运用情况下,能否使潼关河段维持冲淤平衡,关键在于水库非汛期潼关高程自然上升量加水库高水位运用造成的上升量与汛期潼关高程下降量之间的对比关系。近期黄河洪水量大幅度减少,汛期潼关高程下降量小于非汛期自然上升量,在这种情况下,即使高水位影响因素消除,潼关河床冲淤平衡问题也难以解决,因此,必须采取综合措施控制潼关高程。

三门峡水库“蓄清排浑”运行探索与实践

三门峡水库“蓄清排浑”运行方式的探索与实践,走过了一段艰难曲折的路程。这一运行方式的成功采用,使三门峡水利枢纽产生了巨大的社会效益和经济效益,并在工程施工、水库调度、泥沙治理、浑水发电等方面积累了丰硕的成果,同时也为国内外其它多泥沙河流上水库的建设与运行提供了宝贵的经验。

蓄清排浑运行方式在雷打滩电站中的运用

分析了南盘江雷打滩电站采用“蓄清排浑”和“蓄洪运用”两种运行方式在水库泥沙淤积、库容损失。

水库蓄清排浑的初步探讨

本文通过头屯河水库2002年以来蓄清排浑技术取得的成果,总结了蓄清排浑技术的特点。通过蓄清排浑技术的运用,打破了水库使用年限的概念,提出了蓄清排浑技术新的理论体系,为今后相似水库的排沙运用提供了重要的理论依据。

从“蓄水拦沙”到“蓄清排浑”:三门峡水库建设的历史考察

中华人民共和国成立后,国家尝试通过建设三门峡水库“蓄水拦沙”根治黄河水患,造福人民。由于对黄河泥沙运动规律认识不足,过于信赖苏联专家,又缺乏科学论证,三门峡水库修建规划8个月内被草率地编制;随后在赶超心理的驱动下,水库工程仓促上马并提前完成;蓄水之后不到两年,库区淤积大量泥沙,关中平原大片良田被浸没,西安的安全受到威胁。针对这些问题,中国共产党从实际出发,采用“蓄清排浑”的方式对水库进行了改建。三门峡水库利用方式从规划建设阶段的“蓄水拦沙”变为改建后的“蓄清排浑”,表明中国共产党在黄河治理实践中善于总结经验,不断创新,治水能力愈来愈成熟。

西藏扎拉水电站排沙运行调度方式研究

扎拉水电站主要任务为发电,水库泥沙淤积问题较为严重将影响发电效益。为研究出能使水库长期有效发挥发电效益的排沙调度方式,根据水库水沙特点,研究了4种水库排沙运行调度方式,分别为不设排沙运行控制水位方案、设排沙运行控制水位方案、设排沙运行控制水位+短时间敞泄排沙方案和不设排沙运行控制水位+短时间敞泄排沙方案。结果表明:设排沙运行控制水位方案能在主要来沙期固定水位排沙,能较好地排沙并兼顾发电,是一种合理可行的排沙运行调度方式。研究成果可为同类型水电站泥沙调度提供参考。

我国多沙河流水库“蓄清排浑”运用方式的发展与实践

在多沙河流上修建水库将产生泥沙淤积,直接影响水库的寿命及防洪、发电、航运、供水等综合效益的发挥。20世纪70年代初,针对三门峡水库严重的泥沙淤积问题,我国水利科技工作者创新性地提出了水库"蓄清排浑"运用方式,并在黄河小浪底水库和长江三峡水库等水利枢纽工程中得到了应用和发展,成功解决了多沙河流水库泥沙淤积与水库效益之间的矛盾,减少了水库淤积,保持了水库有效库容长期使用,充分发挥了水库的综合效益,为多沙河流水库泥沙问题处理找到了一条行之有效的新途径。随着对水库泥沙问题认识的深化,"蓄清排浑"运用方式在实践中还将得到不断优化和完善。结合江河水沙变化的实际情况,本文提出了长江三峡水库和黄河小浪底水库等工程运行方式进一步优化的建议,为更好地保障水利枢纽工程的安全和综合效益的发挥,促进水库泥沙理论与技术的发展提供科技支撑。

利用排浑渠减少河道橡胶坝前淤积浅析

1999年,灵宝市政府在穿城而过的弘农涧河市区段修建了一座橡胶坝,该橡胶坝经过1年的运行,坝前淤积严重,淤积量达10万m^3左右。在后续二级和三级橡胶坝的规划设计中,工程技术人员通过采用橡胶坝、排浑渠、渠首坝及进水节制闸等各工程的联合调度运行方案,达到了蓄清排浑的目的。

溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库汛期联合排沙调度方式初步研究

采用实测典型水沙过程,对溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库基于沙峰调度和基于汛期"蓄清排浑"动态使用的联合排沙调度方式开展了计算研究。结果表明:基于沙峰调度的梯级水库联合排沙调度方式从定性分析来看有利于提高梯级水库出库沙量,但提高的幅度有限;基于汛期"蓄清排浑"动态使用的梯级水库联合排沙调度方式有利于提高梯级水库出库沙量,且提高的幅度相对较大。通过计算研究提出了基于沙峰调度和基于汛期"蓄清排浑"动态使用的溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库联合排沙调度方案,研究成果可为溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库汛期泥沙调度提供科技支撑。

考虑排沙运用的巴家咀水库兴利调度研究

巴家咀水库位于甘肃黄土地貌地区,天然来水含沙量大,库区泥沙淤积严重,是典型的承担排沙任务的供水水库,亟需编制综合考虑排沙与供水运用的调度规程。为此分析了巴家咀水库来沙与排沙特性,提出一种基于实测排沙数据采用线性回归分析拟合的排沙能力反正切函数,确定了7、8月份为主要排沙期,提出敞泄排沙与蓄清排浑两种排沙方案,分别采用迭代方程试算蓄水指示线,绘制水库兴利、排沙综合调度图,结合排沙能力函数模拟多年排沙调度过程,通过比较排沙与兴利之间的衔接及排沙能力对供水保障的影响,最终确定排沙期采用蓄清排浑方式排沙,并制定综合调度方案。

多沙河流水库“蓄清调浑”运用方式及其设计技术

系统总结了1950年代以来我国多沙河流水库运用方式发展历程,阐释了不同时期水库运用方式及其设计技术的发展变化,详细剖析了"蓄清调浑"运用方式及其设计技术。"蓄清调浑"运用将以往低壅水"拦粗排细"传统拦沙模式发展为"小水拦沙,大水排沙,适时造峰,淤滩塑槽"滩槽同步塑造运用和拦沙库容多元化利用,改变了只淤不冲的传统拦沙模式,正常运用期采用水沙分级分类调度辅以非常规排沙调度,实现协调水沙关系和拦沙库容再生利用,能在长期保持水库有效库容的基础上,进一步兼顾水库调水调沙需要,有效避免了泥沙淤积占用水库有效库容,减少了水库强迫排沙对下游水沙关系的不利影响,是对"蓄清排浑"运用的继承和对"调水调沙"的全面发展。在设计技术上,为了更好地满足调沙需要,要求科学合理设计调沙库容和排沙水位相应泄流规模,考虑调沙过程中的不同淤积状态,按照"深槽调沙、中槽兴利、高槽调洪"的库容分布规则进行水库库容配置;超高含沙量河流要在正常泄流排沙孔以下增设非常排沙底孔,形成"正常+非常"双泥沙侵蚀基准面;特高含沙量河流水库有效库容保持和供水调节之间难以协调,要采用水沙分置开发方式。研究成果将为当前和今后一段时期内多沙河流水库工程设计与运行提供指导和参考。

多沙河流水库“蓄清调浑”设计运用研究进展

从理论研究、技术应用和工程实践3个层面系统梳理了多沙河流水库设计运用的发展历程,其发展先后经历了“蓄水拦沙”“蓄清排浑”“蓄清调浑”3个阶段。进入“蓄清调浑”阶段以来,在理论研究层面,揭示了泄水建筑物布设与水库排沙及有效库容保持的互馈机制、高含沙水流能耗机理、输沙能量转换机理,为多沙河流水库设计运用提供了理论基础;在技术应用上,水库拦沙库容再生利用与多元化利用、淤积形态与库容分布耦合设计技术及水沙分置开发技术均得到了创新发展,为超高、特高含沙河流上重大水利枢纽工程开发建设提供行之有效的途径;在工程实践中,以小浪底水库为代表的运用实践,以及黄河古贤、泾河东庄和马莲河等重大水利工程为代表的规划设计,为“蓄清调浑”设计运用提供了丰富的理论与技术支撑,未来结合工程建设运行可进一步验证完善“蓄清调浑”运用理论及设计技术。