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%。

白鹤滩水电站项目区土壤肥力评价及其空间变异

采用地统计学、地理信息系统(GIS)和模糊数学等方法,系统地调查分析了白鹤滩水电站项目区土壤肥力状况及其空间变异特征。结果显示:研究区碱解氮和有效磷具有较强的空间变异性,有机质和速效钾的空间变异性为中等水平,而阳离子交换量和细菌群落α多样性Chao1指数的空间变异性最小,为较弱水平。在0~10 cm和10~20 cm土层土壤碱解氮、有机质、阳离子交换量、速效钾、速效磷和Chao1指数的平均值分别为14.08 mg/kg、14.02 g/kg、8.04 cmol/kg、98.53 mg/kg、0.65 mg/kg、0.97和12.14 mg/kg、12.70 g/kg、8.02 cmol/kg、109.78 mg/kg、0.74 mg/kg、0.93。其中,碱解氮和速效磷的平均含量低于土壤养分分级标准的6级水平,而有机质含量和阳离子交换量处于4级水平,速效钾含量处于3级水平。10~20 cm土层速效钾在空间上呈现较弱的自相关性,而碱解氮、有机质、阳离子交换量、0~10 cm土层Chao1指数和10~20 cm土层速效磷块金系数均小于25%,在空间上呈现较强的自相关性。通过空间插值图可以看出,研究区土壤综合肥力指标、碱解氮和有机质呈现由西北向东南逐渐降低的趋势,而其他肥力指标则具有不同的空间分布特征。研究区整体土壤肥力水平较低,其中速效磷和碱解氮是主要的限制因素。

白鹤滩水电站坝肩边坡开挖爆破振动概率分布研究

为科学准确判定岩石高边坡开挖爆破振动的概率分布形式,为岩石高边坡爆破振动幅值和频率的不确定性预测提供科学理论基础,以白鹤滩水电站右岸坝肩岩石高边坡开挖工程为研究背景,对典型开挖程序和爆破方案下的岩石高边坡爆破振动幅值和主频实测数据进行了概率统计分析,研究了岩石高边坡开挖爆破振动幅值和主频的概率分布及其主要特征。研究结果表明:正态分布和Gamma分布模型对岩石高边坡开挖预裂和主爆破质点峰值振速概率分布的拟合效果均较好,岩石高边坡开挖预裂和主爆破质点峰值振速的概率分布较好地服从正态或Gamma分布;Gamma分布模型相较于正态分布模型对岩石高边坡开挖预裂和主爆破振动视主频的概率分布存在明显拟合优势,岩石高边坡开挖预裂和主爆破振动视主频概率分布较好地服从Gamma分布。岩石高边坡预裂爆破质点峰值振速和视主频的平均值大于对应主爆破质点峰值振速和视主频的平均值,预裂爆破质点峰值振速和视主频下四分位~上四分位量值范围分别为5.4~11.6 cm/s和36.7~97.6 Hz,主爆破质点峰值振速和视主频下四分位~上四分位量值范围分别为3.8~8.9 cm/s和26.7~97.6 Hz。研究结果显示,经常采用的正态分布并不一定是岩石高边坡开挖爆破振动幅值或主频的最佳概率分布形式,其他典型岩石高边坡工程爆破振动幅值和主频的概率分布有待进一步研究。

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。

白鹤滩水电站峡谷地形区的风特征研究

位居世界第二大的白鹤滩水电站地处金沙江下游峡谷区,频繁的大风给水电站建设和运行带来了严重影响。掌握水电站坝区大风变化规律,评估峡谷地形对风速的作用,有利于基于周围风场监测和预警峡谷区大风。根据水电站及周边观测资料,对坝区风的变化特征和峡谷地形作用进行了分析。(1)峡谷区最高频率的风向和最大平均风速的风向均为顺着峡谷的偏南风或偏北风,且偏北风频率达55%以上,峡谷锁定了流经气流。(2)坝区大风多发生在干季11月—次年5月,且夜间至清晨大风频率比日间高。干季峡谷风效应强,尤其在19时—次日08时。雨季峡谷风效应降低,局地山谷风增强,表现为山风比谷风持续时间长,08时和18时是山风和谷风交替时间。对应干季和夜晚大风频繁,说明峡谷风效应是影响大风的关键因子。(3)通过狭管效应分析马脖子和葫芦口大桥两个站之间的风速关系,表明峡谷地形使马脖子站风速加强为葫芦口大桥站的1.27倍。利用多种拟合方法建立的两站风速关系表明,当葫芦口大桥站为5 m·s^(-1)以下低风速,各方法都难以拟合峡谷区的风速,当风速在5.0~11.5 m·s^(-1)时,狭管效应对风速拟合最优,准确率超过70%,对11.5 m·s^(-1)以上强风速,多项式拟合效果较优,准确率接近65%。

白鹤滩水电站地下厂房排水系统特点及可靠性分析

基于白鹤滩水电站地下厂房排水系统结构及其特点进行可靠性分析,采用集水井集中排水的方式,结合排水量大小,充分考虑电站的长期稳定运行工况,选择型号合适的排水泵,既具备较好的排水功能,又尽量减少了岩体的开挖量。并对水淹厂房的意外应急措施进行了可行性分析,为后期运维提供充分准备,可供大型水电站地下厂房排水系统设计借鉴。

长江科学院承担的金沙江白鹤滩水电站内观安全监测自动化系统启动试运行

2023年12月15日,金沙江白鹤滩水电站内观安全监测自动化系统(以下简称“白鹤滩内观自动化系统”)试运行启动会召开。会议听取了承建单位长江科学院工程安全与灾害防治研究所关于白鹤滩水电站内观自动化系统建设历程、建设成果及下一步工作计划的汇报,认为项目全面完成了各项建设任务,达到了预期建设目标,同意白鹤滩水电站内观自动化系统启动为期一年的试运行。

白鹤滩水电站泄洪洞混凝土施工全流程三维动态仿真模拟

基于白鹤滩水电站“事前可预测、事中可管控、事后可追溯”的精细化工程建设技术手段及理念,对泄洪洞进水口、边墙、顶拱、底板及挑流鼻坎等构筑物的施工方案进行了总结;基于Autodesk三维建模软件平台,创建了工程精细化模型,对项目模型进行了精细化剖分;对白鹤滩泄洪洞镜面混凝土浇筑及衬砌全过程进行了仿真动态模拟,将实际工程中形成的宝贵经验全方面、高可视化积累下来,可为技术积累及后续工程施工借鉴等提供极大便利。

白鹤滩大坝工程全面进入运行期

据中国三峡集团1月31日,三峡集团所属三峡建工白鹤滩工程建设部正式将白鹤滩水电站大坝移交三峡集团所属长江电力白鹤滩电厂接管运行。大坝工程完成交接,标志着白鹤滩水电站工程由建设期全面进入运行期,将迎来正式运行的全新阶段。

白鹤滩水电站10000 kN坝顶双向门机控制系统设计开发

针对白鹤滩水电站门机的主起升机构起重量大、门机大车行走电机数量多、电机布局与常规门机差异大等问题,开展10000 kN双向门机控制系统设计开发,研究主起升机构电机的主从控制及同步性技术、一台变频器控制多台电机的技术、各分布式站点的光纤通信技术等,解决了多电机刚性连接、柔性连接的同步和出力均衡,一台变频器控制多台电机,电机电缆以及通信控制等问题,为今后大起重量启闭机的控制设计提供发展方向和思路。

深埋地下洞室动态安全监测设计——以白鹤滩右岸地下厂房为例

针对白鹤滩水电站右岸地下厂房的地质情况、结构布置以及变形和应力分布特点,从监测断面布置、监测手段选择、重点监测部位等方面着眼,建立起一套包括地下厂房围岩变形、支护结构应力、错动变形、岩壁吊车梁应力与变形等监测项目在内的深埋地下洞室监测系统,对重点监测部位和不良地质洞段,提出专门监测方案并实施自动化监测,同时根据开挖揭示和反馈分析,及时进行动态设计,达到预警预报以及指导施工等。实施结果表明该监测系统对指导工程安全施工及运行起到了重要作用。

金沙江白鹤滩水电站给排水及消防系统设计研究

以白鹤滩水电站工程防火消防为背景,通过分析白鹤滩水电站给排水及消防系统的构成、实际灭火功能及消防设备之间的相互协同特点,提出了一整套适用于大型水电站消防灭火的给排水系统,并给出了具体设计方案,详细介绍了各消防设备间的联动工作原理。通过构建主变压器细水雾灭火系统现场实体试验模型并进行现场试验。结果证明了金沙江白鹤滩水电站给排水及消防系统设计的科学性、合理性。

巨型闸门关键技术研究及在白鹤滩水电站的应用

文章介绍了白鹤滩水电站巨型闸门和启闭机等金属结构设备的多种技术创新,包括超宽横向三支臂弧形闸门创新设计、193 m超高水头平面闸门优化设计、高水头弧形闸门充压式止水方案研究、超大容量弧形轨道门机设计研究、百万机组进水口液压启闭机启闭容量设计等。上述关键技术的创新攻关,保障了白鹤滩水电站的泄洪安全、引水发电安全,助力了电站成功投产运行。

白鹤滩水电站 大国重器何以铸就

在四川宁南与云南巧家交界处的莽莽群山中,400多条洞室纵横交错,总长度达到217公里,相当于从上海驾车到宁波的距离。这是规模达世界第一的地下洞室群,总开挖量高达2500万立方米,山体挖空超三分之一。金沙江白鹤滩水电站就深藏在这群山和地下洞室之中。2021年6月28日,在白鹤滩水电站首批机组投产发电之际,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平发来贺信说:“全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组,实现了我国高端装备制造的重大突破。”

多源遥感揭示白鹤滩库区五里坡滑坡蓄水期形变演化与复活机制

为揭示水电站蓄水期库岸滑坡形变演变趋势及复活机制,基于白鹤滩库区五里坡滑坡2021年1月—2022年8月共73景Sentinel-1影像,采用SBAS-InSAR技术提取蓄水期二维形变,并使用无人机航测技术对滑坡及次生灾害痕迹进行调查,此外利用GNSS位移实测数据对InSAR形变结果进行对比与补充,综合3种技术结果与库区水位实测数据、地质资料对五里坡滑坡进行精细化分析.结果表明:(1)五里坡滑坡形变与库区蓄水存在强相关性.在蓄水前无明显形变而在蓄水后一个月便发生可见形变,随着水位上涨,坡度方向InSAR形变速率最高达到-153 mm/a,雷达视线方向InSAR最大累积形变量达到121 mm,并表现为由下部形变逐渐带动上部形变的牵引式滑坡特征.结合水位实测数据与GNSS位移监测数据发现滑坡形变与蓄水期水位变化吻合度较高.(2)现场地质调查表明五里坡滑坡为上硬下软的反倾岩质边坡,且坡面岩体风化强烈,下部岩体容易受到库水作用软化发生压缩变形进而导致坡体沿风化层发生牵引式滑动.研究结果可为库岸滑坡蓄水期监测和防治提供科学依据.

白鹤滩右岸水轮发电机定子铁心装配新技术

白鹤滩水电站安装16台全球单机容量最大的1000 MW水轮发电机组,同时也是目前制造安装标准要求极高的机组。针对全新的高精度安装要求,对定子铁心装配工艺进行技术创新优化,为打造精品机组提供技术支撑及有力保障。

白鹤滩特高拱坝大风条件下安全优质高效施工关键技术

立项背景白鹤滩水电站位于金沙江下游四川省宁南县和云南省巧家县境内,控制流域面积43.03万km2,占金沙江以上流域面积的91%。电站开发任务以发电为主,兼顾防洪等,是“西电东送”的骨干电源点之一。电站总装机容量16000 MW,建成后是仅次于三峡工程的第二大巨型水电站。白鹤滩水电站枢纽由拦河坝、泄洪消能设施、引水发电系统等主要建筑物组成。拦河坝采用椭圆型混凝土双曲拱坝,坝顶高程834.00m.

白鹤滩库区蓄水前活动性滑坡InSAR早期识别研究——以葫芦口镇至象鼻岭段为例

白鹤滩水电站为我国仅次于三峡水电站的第二大水电站,库区葫芦口—象鼻岭库岸段居民点较多,库岸稳定问题是关注的重点。由于该库段受地形地貌、构造作用、复杂地层等影响,蓄水前可能存在现今正在发生微小变形且高位隐蔽的活动性滑坡,水库蓄水和运行期间,可能会进一步加剧此类滑坡变形,严重威胁周边居民生命财产安全,因此,蓄水前对该库段活动性滑坡进行有效识别与分析具有重要意义。本研究利用Sentinel-1A升降轨和ALOS-1升轨卫星,基于地形可视性的SBAS-InSAR(Small Baseline Subset-InSAR)技术对该重点库段的活动性滑坡进行了有效识别,共识别出27处活动性滑坡,野外验证最终确定23处,其中12处坡脚涉及蓄水位线。统计发现研究区活动性滑坡在10°~40°,坡向为东北、西北方向以及相对高差小于500 m条件下发育最多,大部分受断层控制,不受断层控制的滑坡灾害所处岩层强度较低。其研究成果有利于水库运行期间滑坡的预防与预警,整体技术流程与识别分析方法也可为今后复杂地形下的区域活动性滑坡识别与分析提供重要的参考依据。

白鹤滩库区象鼻岭—野猪塘段地质灾害综合遥感识别

在蓄水前查清库岸地质灾害数量和位置是大型水库区地质灾害防治的重要工作之一,人工或单一技术手段的调查方式往往会遗漏许多地质灾害。采用合成孔径雷达干涉测量(Interferometry Synthetic Aperture Radar, InSAR)和无人机光学遥感技术对白鹤滩库区象鼻岭—野猪塘段崩滑库岸地质灾害进行了综合遥感识别工作。通过对识别结果的复核和综合分析,结果表明:(1)通过综合遥感技术识别地质灾害114处,其中无人机光学遥感和InSAR技术分别识别89处、39处,相比人工排查新增72处;(2)通过联合升降轨影像的方法有利于改善SAR数据的几何畸变效应,增加SAR可视性区域面积,提高地质灾害识别成果的有效性;(3)对于新近发生缓慢变形地质灾害可以通过InSAR技术识别,限于光学影像精度和时效性则难以通过光学遥感识别;(4)过去发生变形的地质灾害可从无人机光学遥感和InSAR识别其宏细观特征,对于SAR数据周期内出现可探测形变,亦可同时被InSAR技术识别;(5)对于面积较大的地质灾害,InSAR技术和光学遥感手段均能有效识别,限于数据精度,InSAR技术对于较小面积的地质灾害难以有效识别。利用InSAR与无人机光学遥感等技术开展地质灾害综合遥感识别,可以获得地质灾害的地表变形信息,了解地质灾害的特征要素信息,克服星载光学遥感解译的局限性,有效避免高山峡谷地区人工或单一技术方法地质灾害识别遗漏。