云南省楚雄州大姚县白鹤水库大坝高压旋喷灌浆设计

白鹤水库大坝采用高压旋喷灌浆进行防渗处理,最大造孔深度达57m,施工难度较大,技术要求高,为保证工程除险加固后达到预期设计目的,设计单位人员会同施工单位制定了严密的高压旋喷试验大纲,并在施工过程中对施工参数进行了必要调整,最后设计人员根据试验成果对原设计做了修改,使工程施工达到了预期目的.

金沙江白鹤滩水库巧家淹没区维管植物资源及区系分析

白鹤滩水电站是我国在金沙江修建的世界上在建规模最大的水电站,电站竣工形成水库后,库区内金沙江原有河岸带及河岸带以上至825 m高程区域成为被水库蓄水淹没的淹没区,且在该淹没区内会形成落差达60 m的库岸水位消落区.为掌握白鹤滩水库淹没区内的本底维管植物资源,也为白鹤滩水库成库后形成消落区的生态演变、生态保护和治理修复工作中适宜植物的筛选提供基础数据,在2020年白鹤滩水库还未建成蓄水前对库区巧家段淹没区的本底维管植物资源进行了实地调查,并就其区系成分特征进行了分析.研究表明:①白鹤滩水库建成前金沙江巧家段淹没区本底维管植物有50科160属207种,其中河岸带有18科52属59种,河岸带以上至825 m高程区域有49科154属199种,二者共有17科46属51种;无论是在整个淹没区,还是在河岸带或河岸带以上至825 m高程区域均表现为禾本科(Gramineae)物种数量最多,菊科(Compositae)物种数量次之.②无论是在河岸带还是在河岸带以上至825 m高程区域中,草本植物均为本底维管植物中占绝对优势的生长型;一年生植物和地上芽植物均为本底维管植物中的优势生活型.③金沙江巧家段淹没区本底维管植物区系成分具有明显的热带分布性质,属于热带分布类型的有28科118属,分别占淹没区总科数和总属数的56.0%和73.75%.其中,河岸带本底维管植物有50%的科和67.31%的属为热带区系类型;河岸带以上至825 m高程区域本底维管植物有55.1%的科和72.73%的属为热带区系类型.该研究对掌握白鹤滩水库巧家段淹没区本底维管植物组成和特征,预测白鹤滩水库消落区未来植物物种组成、植被演变、消落区生态保护和治理修复工作中适宜植物的选择具有特别意义.

白鹤滩水库分期设计洪水与运行水位动态控制

水库运行调度依据年最大设计洪水确定的汛限水位,没有考虑洪水年内的季节性变化规律。采用原设计汛限水位运行导致汛期弃水、汛后水库蓄满率低。本文把白鹤滩水库汛期分为前汛期、主汛期和后汛期,分别计算分期设计洪水,经调洪演算推求分期运行水位,利用预报预泄法确定汛期运行水位上限,分析白鹤滩水库汛期运行水位动态控制的风险及效益,为白鹤滩水库调度决策提供技术参考。

白鹤滩水库运行期非一致性设计洪水估算

水库建设运行改变了下游河流的水文情势,导致水文资料系列无法满足洪水频率分析的一致性假定要求。本文基于GAMLSS模型构,建以水库系数作为协变量的时变P-III型分布模型,分别采用极大似然法和Q-Q图适线法,估计时变P-III型分布模型参数,推求白鹤滩水库运行期设计洪水。结果表明:Q-Q图适线法的拟合效果要优于极大似然法,与原设计值相比白鹤滩水库运行期1000年一遇设计洪峰,3 d、7 d、15 d和30 d洪量,分别削减了26.2%、25.1%、23.8%、22.7%和24.4%。

白鹤滩水库蓄水前后邻区地震活动与应力场变化特征

水库诱发地震是水利水电工程和区域构造稳定性研究的重要内容.白鹤滩水库位于金沙江下游河段,地处小江断裂、则木河断裂和大凉山断裂等多条大型断裂交汇区域,属于地震高烈度区.2021年4月6日白鹤滩水库开始蓄水,本文利用小江断裂带中北段巧家台阵2020年1月—2021年12月地震记录,确定了水库邻区11477个地震事件,采用广义极性振幅技术反演获得了1.5级以上地震震源机制解654个.对水库蓄水前后地震活动和震源机制解分布特征的分析表明:整体而言研究区地震活动时序与水库水位密切相关,水位抬升时地震活动增强,水位维持不变或回落时,地震活动减弱,白鹤滩水库蓄水约6个月后,地震数量基本恢复至蓄水前平均水平.沿水域线附近主断裂带区域,蓄水后地震活动显著增强,数量和震级增大,深度减小,蓄水前地震类型以走滑为主,蓄水后以正断层为主;主断裂带以外以及距离水域线较远的某些区域,蓄水后地震活动受到抑制.基于震源机制解,采用区域应力场阻尼反演方法计算获取了研究区应力场时空分布,结果显示主拉应力轴方向稳定,随时间波动很小,主压应力轴方向随时间波动较大,尤其位于大坝附近的主断裂带交汇区域,蓄水前应力场为走滑型,蓄水后应力场变为正断型.这些结果揭示了水库诱发地震活动和应力场改变的更多细节特征,可进一步为水库诱发地震危险性评估提供重要参考.

白鹤滩水库库区基于深度学习的震相拾取与地震定位

近年来深度学习技术广泛应用于震相拾取与地震定位研究,采用深度神经网络搭建的EQTransformer模型对白鹤滩水库库区34个数字地震台站2016-2018年记录的连续数据进行P、S波震相拾取,并通过REAL进行震相关联和初步定位,然后使用VELEST和hypoDD地震定位算法优化地震位置.研究表明,基于深度学习的震相拾取,与白鹤滩水库地区传统的人工处理方法相比显示出更高的效率,EQTransformer模型可拾取与人工拾取相当的P、S波震相到时,其时间差的均值分别为0.03 s和0.07 s,符合正态分布.REAL初步定位后的地震个数(13815个)接近常规目录(7862个)的2倍,最终通过hypoDD获得了7108个高精度定位地震.估算的震级比常规目录中的震级平均低0.27,震级差值集中在0.7以内,最小完备震级由常规目录的ML1.4更改为ML0.6+0.27,填补了部分常规目录的震级空白,丰富了研究区域内的中小型地震.

考虑上下游复杂水力联系的水库初期蓄水方案研究——以白鹤滩水库为例

制定上下游存在复杂水力联系的水库初期蓄水方案时,既要考虑上游来水、上下游用水、工程安全及库岸稳定等诸多因素,又要分析协调上下游水库配合蓄水的对策及影响。研究了白鹤滩水库初期蓄水方案,在初期蓄水时需考虑上游调节能力较好的二滩水库和乌东德水库的运行方式,下游溪洛渡水库和向家坝水库的下游生态及航运用水要求,以及梯级电站的发电计划、电力消纳和电网供电计划等。白鹤滩水库初期蓄水方案为:白鹤滩水库蓄水期间,除乌东德水库提供调蓄水量26.39亿m^(3)外,锦屏一级和二滩水库协助提供水量29.7亿m^(3),需乌东德水电站按2~3台机组运行,二滩水库在2021年4月上旬末库水位应不低于1185 m,5月底水位消落至1160 m,其运行方式的调整对二滩及下游桐子林等梯级总发电量和可调容量影响较小;下游溪洛渡水库和向家坝水库按满足下游生态及航运用水要求协调运行,两电站的可调容量相比运行方式调整前最大分别减少约3083,1593 MW。以此制定的蓄水方案保障了白鹤滩水库初期蓄水计划的如期实施,该研究思路、方法可为类似工程的初期蓄水研究提供参考。

白鹤滩水库回水支流的鱼类栖息地模拟评估

基于河道内流量增加法（IFIM），采用River2D对白鹤滩水库回水支流黑水河进行水动力模拟和鱼类栖息地模拟，根据加权可利用面积（彤蚴）分析蓄水前后鱼类适宜物理栖息地的数量变化和质量变化。结果显示：蓄水后，按蓄水水位不同，适宜栖息地总面积仅为自然状况下的0．8％～25．3％，且呈边缘化分布。根据水库调度运行方案，蓄水后春夏季节栖息地总量将高于秋冬季节，与蓄水前情况相反。

金沙江下游白鹤滩水库蓄水前后地震活动特征

白鹤滩水电站坝高289 m,库容高达206.27亿m^(3),是世界上仅次于三峡水库的高山峡谷型高坝大库容水库,设计最高水位825 m.白鹤滩水库坝址位于川滇菱形块体东边界,库区范围内存在多条晚第四纪以来活动的大型构造断裂带——四开交际河断裂、则木河断裂和小江断裂等,区域构造背景十分复杂.2016年以来在库区布设了密集水库地震监测台网,以全过程监测白鹤滩水库蓄水前后的地震活动及其变化.大坝2021年4月6日下闸蓄水,坝前水位由658.44 m至2021年9月30日上升至目前的最高水位816.61 m,水位抬升了158.17 m.基于水库地震监测台网和三维速度模型的定位结果,我们发现随着水库蓄水,库区地震活动图像发生了变化,沿金沙江及黑水河支流库区微震活动显著增强,且与水位变化密切相关.截至2021年12月31日,记录到库区发生地震7401次,其中M_(L)3以上地震12次,最大为2021年12月21日发生在四川宁南骑骡沟的M_(L)3.9地震.库区地震月频次由蓄水前的不到80次,上升为500次以上,2021年10月达到1200次.蓄水后,地震呈现以巧家县葫芦口为中心,沿金沙江向大坝方向、沿黑水河支流向NW宁南方向、沿小江断裂北段和金沙江向东川方向的Y字形区域集中分布的特征.蓄水后震源深度优势分布在10 km以内,且最先活动的葫芦口附近地震深度较浅.库区的地震活动b值大于1.0.地震活动分析显示,随着白鹤滩蓄水,库区小江断裂带北段出现了微震活动,后期应加强研究.

白鹤林水库大坝技术难点的探讨及建议

白鹤林水库是四川省蓬溪船山灌区工程配套的一座囤蓄水库,水库由1座主坝和5座副坝组成,主坝为黏土+泥岩心墙石渣坝,黏土+泥岩心墙料备料与填筑、坝壳料开采与填筑、坝基及库区防渗帷幕灌浆是该工程三大技术难点。为攻克这些技术难点,对黏土料进行试验研究,根据试验结果,提出了解决办法和建议。

白鹤滩水库库区地震本底活动特征

白鹤滩水库位于金沙江下游河段、区域地震构造复杂的高烈度区,地震本底活动背景强烈。利用全国地震编目和巧家台阵地震资料,对库区及周围的地震本底活动特征进行分析和讨论,可为蓄水后库区诱发地震活动监测提供依据。对历史和现今地震活动研究表明,研究区内主要地震活动发生在昭通—鲁甸断裂和小江断裂北段上,整个研究区b值为0.966。地震活动性参数a、b、M_c和R值的空间分布结果显示了位于白鹤滩库区附近的巧家、宁南县地震活动性较强,渔洞水库附近小震频发,可能是渔洞水库使周围非均质岩体水饱和与龙树断裂共同作用的结果。精定位研究结果显示,在库区两侧有2个区域较少发生地震,白鹤滩库区本底地震分布呈现出地震北多南少,北深南浅的现象。

金沙江下游白鹤滩水库蓄水后地震活动特征

金沙江下游白鹤滩水库是世界上第二大水库,水库坝高289 m,库容高达206.27亿m^(3),设计最高水位825 m,是一座仅次于三峡水库的高山峡谷型高坝大库容水库。白鹤滩水库坝址位于川滇菱形块体东部边界,多条晚第四纪以来活动的大型构造断裂带--四开交际河断裂、则木河断裂和小江断裂等在库区范围内交会,区域构造背景复杂,历史地震频发(图1)。2013年以来,在库区布设密集水库地震监测台网,以全过程监测白鹤滩水库蓄水前后的地震活动及其变化。

白鹤滩水库诱发地震活动性特征浅析

1 研究背景白鹤滩水电站是迄今为止我国最大水电站,其位于四川省宁南县和云南省巧家县境内,是金沙江下游干流河段梯级开发的第二个梯级水电站,具有以发电为主,兼有防洪、拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等综合效益。

白鹤滩库区三家村滑坡稳定性评价和涌浪分析

金沙江梯级水电站沿线边坡稳定性评价及其破坏后涌浪分析是保障其安全运营的关键环节.本研究通过现场地质调查、InSAR分析及相关钻孔资料,给出了三家村滑坡的基本特征及其破坏模式,通过GEO5模拟计算分析了滑坡稳定性,并利用经验公式法对失稳后造成的滑坡涌浪进行预测.结果表明:三家村滑坡中部存在一处明显的形变区域,即Ⅱ区高程为950~1100 m段,长期趋于不稳定状态,中部最大变形量达50 mm/a.在持久工况、短暂工况、偶然工况水位骤降滑坡稳定性系数均满足边坡设计安全系数要求,安全系数为1.07~1.19;而蓄水后叠加地震工况下滑坡体不稳定,安全系数最低仅为0.97.滑坡变形区失稳可能在上游2.5 km处产生的浪高为2.62 m至3.00 m,到达下游4.5 km处的浪高为1.52 m至1.63 m,威胁沿岸的新塘、蒙姑和溜姑等居民点,建议进行滑坡防治及增设涌浪防护措施.

白鹤渡水库大坝滑坡原因分析及处理

白鹤渡水库大坝为20世纪60年代所建,已运行近40年,当时受建库条件限制,工程存在问题较多,其中以大坝滑坡危害最大。在分析了滑坡原因后,采用开挖回填裂缝、抛石固脚、放缓坝坡、增做反滤层等处理加固,通过几年来的运行考验表明,处理效果较好。

高压喷射灌浆技术在云南病险水库加固工程中的应用

云南病险水库普遍存在坝体和坝基渗漏严重的问题,以白鹤水库除险加固工程为例,探讨了高压喷射灌浆技术在大坝防渗加固中的应用及效果。水库防渗处理后坝体浸润线降低,下游坝坡原渗水潮湿现象消失,高水位时下游坝脚的渗水量也大幅减小,坝体和坝基的防渗性能明显改善。高压喷射灌浆技术适用范围广,施工简便灵活,质量检测方便,对其他病险水库的加固处理具有借鉴作用。

白鹤滩蓄水期向家坝控泄对下游航道影响分析

基于最新河道断面资料,建立向家坝—泸州的一维非恒定流模型,定量分析白鹤滩水库蓄水期间,在保证正常通航情况下向家坝水电站的最小通航流量和对应日调节出库流量方案。按横江70 m^(3)/s、岷江700 m^(3)/s恒定侧向入流,向家坝水电站按不同量级出库情况模拟,计算沿程各断面水位,求出向家坝下游最低通航水位265.8 m对应流量约为1520 m^(3)/s。根据电站日调峰运行规律,通过白天加大下泄流量按1700 m^(3)/s恒定出库,夜间减少至1520 m^(3)/s,得出最大水位变幅为0.31 m,对下游船舶影响较小,按1700 m^(3)/s下泄时可较1520 m^(3)/s时扩宽对应2.5 m水深宽度约20 m,该方式能适当缓解翻坝转运船舶的减载压力。

白鹤滩、乌东德水库地震台网监测能力验证

白鹤滩、乌东德水电站为金沙江下游四级水电开发中的前两级电站,为西部大开发战略中的重点水电工程。白鹤滩、乌东德水库地震监测台网为水电站正常蓄水发电的重要基础保障工程,验证运行几年后的台网监测能力是否依然满足设计要求,能进一步确认台网运行质量是否稳定可靠。通过对监测台站实测的台基噪声进行计算分析,并用监测到的地震进行验证。结果表明:白鹤滩、乌东德水库地震监测台网的监测能力在水库影响区内达到M_(L)0.5的设计要求,运行质量稳定。

白鹤滩水库消落带优势植物银胶菊根际微生物群落组成、多样性及潜在代谢功能分析

根际微生物对水库消落带植被的生长繁殖、营养循环及适应性具有直接影响.然而,白鹤滩水库消落带由于地处偏远、形成时间不长,因而对其优势植物根际微生物的组成、多样性及代谢功能尚不明确.本研究以正常(YA)和萎蔫(YB)银胶菊(Parthenium hysterophorus L.)植株根际土壤为对象,采用Illumina Novaseq高通量测序分析其微生物多样性.结果表明,YA和YB的古细菌丰度一致,且都由Candidatus Nitrososphaera构成.YA和YB的最优势细菌菌属同为Pseudomonas,但是次优的细菌菌属的种类则不相同,它们共有的细菌ASV达到1246个,特有的分别为2130个和2777个.YA和YB的最优势真菌菌属并不相同,YA中Wickerhamomyces是最丰富的菌属,而YB中最优势真菌菌属则为Coprinellus,共有的真菌ASV为209个,独有的分别为564个和308个.通过LEfSe分析,本研究发现了YA和YB中差异最显著的关键分类单元.微生物代谢功能分析显示原核微生物和真菌相对丰度最高的代谢通路分别与有氧呼吸和棕榈酸/腺苷核糖核苷酸从头生物合成有关.该研究对理解长江上游大型水库消落带优势植被与微生物互作具有理论和指导意义.

考虑滞后性变化的滑坡位移预测模型研究

在库水位反复升降条件下,滑坡的变形会滞后于库水位变动。滑坡变形的滞后性会随着时间发生改变,为解决滑坡变形滞后性随时间改变而导致的预测困难问题,基于溪洛渡库区雨林二组滑坡的长时间监测数据,通过相关性分析对滑坡变形滞后性随时间的变化规律展开了研究,并提出了一种考虑滑坡变形滞后性变化的位移预测方法。以白鹤滩库区王家山滑坡的变形情况对预测方法的普适性进行了验证。研究结果表明:滑坡变形的滞后性是随着时间逐渐显现的,由第2蓄水周期的1 d增加至第5周期的11 d,且库水位升高时滑坡变形的滞后性变化得更为明显。验证结果表明,预测方法的准确性和普适性均较好。综合分析认为该法可为库区其他涉水滑坡的变形预测提供借鉴。