Floodwater utilization of the Three Gorges Project

Floods are both risks and resources. Floodwater utilization is an important part of flood management. Considering the rising shortage of water resources, serious water pollution, and undersupply of electric power, it’s imperative to strengthen flood management. In light of the hydrological characteristics of the Three Gorges Project (TGP) on the Yangtze River in P. R. China, we investigated the necessity and feasibility of TGP floodwater utilization, proprosed dynamic control of limited water level during flood season of the reservoir and basin-wide integrated floodwater management as strategies, and identified problems that might occur in practice.

三峡工程防洪调度研究及作用分析

长江洪涝灾害频发重发,严重影响流域经济社会高质量发展,一直是中华民族的心腹之患。三峡工程作为长江防洪关键工程,在长江中下游防洪中具有重要地位。自2003年三峡水库成库以来,水利部长江水利委员会持续深化三峡工程的防洪调度研究与实践,防洪调度方式不断清晰和优化,在近年来历次洪水防御中发挥了巨大作用。梳理了三峡工程防洪调度研究进程,包括《长江三峡水利枢纽初步设计报告(枢纽工程)》《三峡水库优化调度方案》《三峡(正常运行期)—葛洲坝水利枢纽梯级调度规程》《三峡(正常运行期)—葛洲坝水利枢纽梯级调度规程(2019年修订版)》等政策文件的调度体系及最新研究进展,并选择2016年、2017年、2020年、2024年等不同特点的典型洪水,分析了三峡水库在面临不同防洪形势和目标下的调度实践和防洪作用,并提出需要进一步开展三峡水库对城陵矶河段防洪实时预报调度方式深化研究,加强三峡和上游控制性水库防洪库容联合运用研究,以及加强基于中长期预报的水库群调度策略研究与应用,充分发挥以三峡工程为核心的长江水库群防洪作用。

引江补汉工程控制枢纽品字型双层闸门水力控制技术

石花控制闸是引江补汉工程的控制枢纽,采用品字型双层闸门布置解决了引江补汉工程高水头、超长有压输水水力控制关键技术难题。为了探究石花控制闸品字型双层闸门水力控制技术,采用数值计算和水工模型试验的方法开展研究:①采用一维、三维耦合数学模型计算控制闸启闭引起的系统水力过渡过程,为工程设计提供边界条件;②采用物理模型试验分析控制闸体型的合理性。结果表明:系统沿线最大、最小压力均满足相关规程要求;控制闸内水流流态、压力分布等指标正常,控制闸体型合理。石花控制闸总体设计方案合理,布置方式和研究方法可为其他类似工程提供参考。

三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位研究Ⅰ——需求分析与优化条件

城陵矶地区是长江中下游洪灾最频发的区域之一,是长江水库群防洪的重点保护对象。金沙江下游乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝4座梯级水库与三峡水库组成的巨型水库群防洪能力巨大,显著改变了流域防洪调度格局。在概括分析城陵矶地区防洪需求,回顾三峡水库对城陵矶地区防洪补偿控制水位不同阶段成果的基础上,剖析了优化防洪补偿控制水位的研究要点,研究了金沙江下游梯级防洪库容投入情况,进而明确了提高防洪补偿控制水位的有利条件。研究结果表明:在三峡水库水位达到城陵矶防洪补偿控制水位158.00 m后,金沙江下游梯级水库在预留40.93亿m^(3)防洪库容的基础上,尚有30亿~60亿m^(3)富余防洪库容可配合运用,为进一步提高三峡水库对城陵矶防洪补偿控制水位创造了良好条件。

三峡工程蓄水运用20年综合效益发挥与展望

三峡工程自2003年蓄水发电至今已运行20 a,初步设计主要功能全部实现,并适应运行条件变化和发展需求持续优化运行方式,防洪、发电、航运、水资源利用等综合效益全面发挥。截至2023年底,三峡工程累计拦洪运用66次,拦蓄洪水超2 088亿m^(3),确保了荆江河段防洪安全,极大减轻了长江中下游防洪压力;累计发出清洁电能超16 600亿kW·h,相当于节约标准煤5.1亿t,减少二氧化碳排放13.3亿t;极大改善了库区与长江中游航道条件,累计通过货运量超20亿t,有力促进了长江航运快速发展;枯水期累计向下游补水约3 400亿m^(3),有效保障了长江中下游供水安全;生态调度成效显著,四大家鱼资源量明显恢复。为了应对频发的极端水文事件带来的风险和挑战,确保三峡工程长期安全运行和持续发挥巨大综合效益,从推进气象水文预报技术研究与应用、三峡水库调度运行方案优化、创新成果转化运用、智慧化管理等方面提出了下一步工作展望。

百万移民铸就“三峡梦”

三峡工程的兴建使中华民族创造了世界工程移民史上的奇迹,充分体现了我国社会主义制度能够集中力量办大事的优越性。回顾、总结三峡移民工作中涉及的新理念、新机制、新方法。从三峡库区移民基本情况、开发性移民方针确立、开发性移民成果等方面,梳理了开发性移民为三峡库区带来的重大变化以及全国对口支援三峡移民的典型经验和显著成果。为保护三峡库区生态环境和三峡水库“一盆净水”,实行三峡移民政策“两个调整”和水污染、地质灾害“两个防治”,调整农村移民安置和受淹工矿企业搬迁政策,实行三峡库区及其上游水污染与库区地质灾害同防治,同时进行严格的库底清理,为保护人民健康和库区生态作出重要贡献。三峡移民工作在管理、监督方面进行创新,编制分县、分大类移民安置规划,补偿资金实行“静态控制、动态管理”,提出移民安置质量指标体系,建立移民稽察、审计、工程质量检查、综合监理等监督体系,创新了具有中国特色工程移民之路。

提高三峡工程发电效益的优化调度方式研究与展望

三峡工程是国之重器,具有防洪、发电、航运、水资源利用等巨大综合效益,直接关系到国家水安全、粮食安全、生态安全和能源安全,三峡工程运行调度管理是工程效益发挥的关键所在。在梳理三峡工程调度基本情况基础上,阐明三峡工程发电调度任务和原则,分析汛期运行水位上浮、中小洪水调度、汛末提前蓄水等提升综合效益的优化调度方式,总结了近年三峡工程调度实践成效。三峡工程产生了巨大的发电效益,对于三峡电力外送和全国电网联网具有重要意义。结合新时期长江流域水工程联合调度新要求和新条件,剖析了需要关注的重点问题,提出深入开展三峡水库汛期运行水位上浮研究、细化和优化三峡水库中小洪水调度方式、缓解上游水库群与三峡水库的汛末竞争性蓄水矛盾等下一步研究展望,促进提高水电站发电效益,增加蓄水期水量有效供给,提升工程综合效益,进而为三峡工程实时调度、三峡工程综合效益提高提供技术支撑。

黄金峡水利枢纽基础地质缺陷处理设计及效果分析研究

黄金峡水利枢纽基础岩体较完整,但断层、裂隙较发育,局部还存在不稳定块体,会造成局部应力不均、不均匀变形等问题,对大坝的基础稳定性、承载力带来不利影响。为提升围岩完整性与承载力、保证地基稳定,在水利工程基础处理时须对地质缺陷部位进行专项处理设计。文章通过对黄金峡水利枢纽坝体基础揭露的各种地质缺陷进行系统分析、专项设计、分类处理,通过补强固结灌浆设计与应用,使基础满足了大坝建设的各项要求,保证了工程的质量与安全,也证明了补强固结灌浆在水利工程基础处理中的作用,对类似水利工程施工具有借鉴意义。

水利工程对航运的影响——以长江航运为例

结合长江航运,系统分析了水利工程对航运发展的影响。以三峡工程为例,进一步探讨水利工程如何通过流量调控、航道疏浚和船闸建设等手段,提升航道通航能力和航运安全性,促进区域经济发展。结果表明,水利工程不仅改善了航运环境,还在防洪、发电等方面发挥着重要作用,为实现长江经济带高质量发展提供了坚实支撑。

三峡-葛洲坝水利枢纽围堰发电期梯级调度研究与实践回顾

三峡-葛洲坝水利枢纽的梯级调度将直接关系防洪、发电及航运等综合效益的发挥。本文回顾了围堰发电期内与梯级枢纽调度运行有关的研究与实践,包括气象水情预报、蓄水调度、防洪调度、发电调度及航运调度等。对2003至2005年的调度结果进行的简要分析结果表明,围堰发电期三峡-葛洲坝水利枢纽梯级调度为确保三峡工程后续建设、下游防洪、长江航运等提供了保障,取得了可观的社会效益和经济效益,为三峡水利枢纽正常运用后的梯级调度积累了经验。最后对后续研究工作提出了建议。

三峡工程对葛洲坝枢纽下游近坝段水位与航道影响研究

根据实测地形和水文泥沙资料 ,分析了葛洲坝枢纽运用后宜昌河段的河床冲淤变化、推移质和床沙的粗化以及枯水位的变化。由数学模型计算和物理模型试验成果 。

三峡工程对鄱阳湖水资源生态效应的影响

在三峡工程现有调度规则的前提下,建立了反映水文情势变化的人工神经网络模型、鄱阳湖区间分布式水文模型、湖区二维水量水质模拟模型,并利用这些模型对三峡工程运行后对鄱阳湖防洪、水资源与水质生态等方面的效应进行了定量分析.分析结果表明:在防洪影响方面,三峡水库预泄期鄱阳湖水位抬升,低水增幅大于高水增幅,而三峡水库蓄水期鄱阳湖水位降低,低水降幅大于高水降幅,总体上对鄱阳湖防洪影响有限;在水质影响方面,鄱阳湖区水质浓度与五河来水的流量及其污染物浓度关系密切,受长江流量影响的关系并不大;在供水影响方面,三峡工程运行将对鄱阳湖枯水期供水形势产生较大影响;在生态影响方面,三峡工程运行后对鄱阳湖植被面积变化有一定的影响,影响大小与月份的不同有关,并将导致鄱阳湖不同区域湖滩草洲显露日期提前和显露时间有所增加,这将对鄱阳湖珍稀候鸟栖息地环境造成不利影响.

三峡工程坝区泥沙模型试验测量与控制系统

基于相似理论设计的水利河工模型试验,需要模拟天然的水沙和边界条件,针对三峡工程坝区泥沙模型试验研究的内容,控制系统应用了先进的电子技术、传感技术和计算机硬、软件技术,自动控制模型试验双线船闸充泄水方式和流量,并对模型试验的流速、水位、含沙量、波高等数据实施多点同步采集与处理.控制系统功能较完善,软件界面美观新颖,操作简单方便,具有很强的可视性和交互性,已先后成功地应用于三峡工程坝区泥沙模型试验和多项国家重点科技攻关项目,具有推广应用价值.

三峡-葛洲坝梯级水利枢纽调度技术集成研究的现状与展望

三峡-葛洲坝梯级水利枢纽是长江中下游重要的水利工程,三峡-葛洲坝梯级水利枢纽的联合调度不仅是实现长江中下游水资源可持续利用的基础和典范,也是实现整个流域范围内水文补偿、库容补偿、电力补偿、提高系统可靠性及综合利用效益的必要条件,由此,对三峡-葛洲坝梯级水利枢纽调度技术集成涉及的水文、调度等问题进行评述以了解现状、展望未来非常必要。在探讨三峡-葛洲坝梯级水利枢纽调度技术集成研究意义的基础上,对涉及的气象水情自动测报系统研究、流域梯级调度、水库汛限水位动态控制研究、大型水库生态调度研究、特大型水电站考核评估等研究现状进行评述,指出了三峡-葛洲坝梯级水利枢纽调度技术集成研究亟待解决的问题,对三峡-葛洲坝梯级水利枢纽调度技术集成及类似方面研究与实践有指导作用。

大型水利工程对中华鲟生态水文学特征的影响

通过对长江流域中华鲟产卵江段水文监测站近40年历史实测数据资料的调查分析,初步确定了中华鲟产卵时的生态流量和生态水位.结合三峡工程的修建,分析了三峡水库蓄水后所引起的葛洲坝下游中华鲟产卵场水位、流量、含沙量、河床底质等一系列水文要素特征的变化,可为三峡工程的生态调度与运行提供理论依据.

补偿中华鲟产卵场水动力环境的梯级水库联合生态调度研究

三峡—葛洲坝梯级水利枢纽工程的建设和运行阻隔了长江部分洄游鱼类的洄游通道,梯级水库的联合调度运行改变了坝下河道天然径流过程,对被迫在坝下形成新产卵场的珍稀水生物中华鲟的产卵繁殖产生一定影响。为有效保护中华鲟资源,在明确梯级水库调度运行与中华鲟产卵场产卵适合度相关性分析的基础上,提出优化三峡下泄流量和葛洲坝运行方式相结合的三峡—葛洲坝梯级水库生态调度方式,以补偿中华鲟产卵栖息所需的河流生境。通过以三峡水库的实际来流过程输入水库生态调度模型,得出中华鲟产卵期(每年10—12月)补偿其产卵栖息水环境的梯级水库联合生态调度方式。根据梯级水库生态调度与现有调度结果进行分析比较结果表明:梯级水库联合生态调度可在满足三峡水库常规调度目标的基础上同时满足中华鲟产卵所需的生态流量,配合葛洲坝电厂优化调度运行方式,可有效增加坝下中华鲟产卵场水动力环境产卵适合度,补偿梯级水库运行对中华鲟产卵生境造成的不利影响。

三峡工程运用后长江中下游冲淤变化

三峡工程建成运用后,改变了水库下游河道的水沙条件,坝下游河道水流输沙能力处于不饱和状态,河道将发生沿程冲刷,并可能引起河势的调整,进而可能对防洪产生一定影响。为此,采用数学模型计算与实测资料分析的手段进行了三峡工程建成后长江中下游江湖水沙变化及河道冲淤演变及其对防洪影响的初步研究。结果表明,三峡工程蓄水运用后,长江中下游河道发生大量冲刷,同流量水位降低。各河段冲刷量达到最大时,荆江河段河床平均冲深约2.0~5.3 m,槽蓄量约增加13亿m3,城陵矶至武汉河段河床平均冲深约2.5 m,槽蓄量约增加8.5亿m3;由于干流河床冲刷,荆江三口分流分沙减少,洞庭湖湖区淤积减缓,增加调蓄量约23.8亿m3;水沙过程改变、河床冲刷及局部河势调整对河道稳定及堤防、护岸工程的安全会带来一定影响,需采取相应的对策措施。

三峡施工期宜昌河段水位下降与整治措施

根据三峡水库下泄曲线,在动床模型上,预测了三峡不同运用阶段宜昌河段冲淤变化和水位降落情况;研究了防止河床冲刷的工程方案。结果表明,潜坝方案能够满足三峡不同运用阶段的葛洲坝三江下航道通航水位要求,该方案经济可行,效果显著。

三峡水利枢纽围堰发电期梯级调度运行方式

根据三峡水利枢纽工程进度及相关部门的要求 ,就三峡 (围堰发电期 )～葛洲坝水利枢纽联合调度运行中有关泄洪设施的运用调度方式 ,三期围堰安全度汛方案 。

三峡水库围堰发电期调度运行方式研究

根据三峡工程进度及相关部门的要求,就三峡(围堰发电期)—葛洲坝水利枢纽联合调度运行中有关泄洪设施的运行调度方式、三期围堰安全渡汛方案、梯级发电调度方式及航运调度和船闸运行方式等四个方面的问题进行了较全面的分析研究;给出了相应的调度运营方式;并提出了蓄水后应重点研究的问题,以确保围堰发电期及三峡工程正常运行后,工程可全面发挥防洪、发电、航运等综合效益。