万家寨水库运行以来调洪库容变化规律及恢复措施研究

为了给万家寨水库调洪库容有效恢复提供科技支撑,系统梳理了万家寨水库入出库水沙变化情况、库区泥沙冲淤演变规律、调洪库容变化规律以及淤损库容恢复措施,结果表明:1)万家寨水库1999—2023年非汛期运行水位为952~980 m,1999—2010年汛期运行水位为950.9~967.2 m、2011—2023年(除2016年外)汛期降低水位运用后最低水位为921.6 m;2)万家寨水库1999—2023年多年平均入库水量约为185.19亿m^(3)、沙量约为0.501亿t,出库水量约为180.70亿m^(3)、沙量约为0.363亿t;3)万家寨水库2010年汛后淤积纵剖面基本达到设计淤积平衡状态;2011年以来水库排沙运用,截至2023年10月总库容淤损2.859亿m^(3)、调洪库容淤损0.191亿m^(3);4)万家寨水库入库长历时大流量过程有利于降低水位敞泄运用排沙,坝前水位低于952.00 m时出库含沙量迅速增加,降至淤积面以下或泄空敞泄时,产生的溯源冲刷有利于提高输沙效率;5)单纯依靠水力减淤已无法有效恢复万家寨水库调洪库容,可采用水力减淤与机械清淤相结合的方式减淤,清淤泥沙输送至主河槽随水流动力排出库区或输送至岸上进行泥沙综合利用。

田-沟-塘系统纳洪减污效应研究进展

针对南方地区水资源时空分布不均、水旱灾害频发且极端气候加剧、农业用水效率不高且面源污染严重等水安全问题,探讨稻田、排水沟、塘堰组成的灌溉排水系统(简称田-沟-塘系统)的调蓄纳洪、协同减污效应,以期为灌区雨洪调蓄和节水减排提供理论参考。从灌区雨洪调蓄实际出发,对当前田-沟-塘系统的国内外研究工作和发展进行总结,对田-沟-塘系统承纳洪水、输水蓄水、优化调水、协同防控氮磷流失等基础理论和关键技术等问题进行阐述,提出了田-沟-塘系统的“虚拟水库”模式及其纳洪效应的模型模拟方法。目前关于田-沟-塘系统调水控水的研究还普遍停留在净化水质单方面效用上,水量调蓄方面则多以研究稻田、排水沟、塘堰单个体的水平衡过程为主,缺少田-沟-塘系统联合调度的系统研究,如何提高灌区粮食生产过程中雨洪调蓄利用仍缺乏系统思维和技术手段。未来的研究要进一步拓展和丰富田-沟-塘系统雨水调蓄利用和协同减污功能,揭示稻田作为“隐形蓄水池”的蓄水潜力以及田-沟-塘系统的调洪削峰减污能力。

龙羊峡水库蓄丰补枯特征研究

丰、枯水期末蓄水量是影响多年调节水库蓄丰补枯规则的关键要素。以黄河上游龙羊峡水库为研究对象,基于该水库的历史运行资料,考虑水库丰、枯水期的来水量、初始蓄水量等影响,采用多元线性回归方程建立调度函数,推求丰、枯水期水库增补水量,确定水库的丰、枯水期末蓄水量。结果表明:(1)龙羊峡水库丰水期增水量的距平值与来水量的距平值呈显著的正相关性(R^(2)=0.42),枯水期水库补水量的距平值与初始蓄水量的距平值呈显著的正相关性(R^(2)=0.16);(2)由调度函数推求的丰水期增水量与实际增水量的相关性良好(R^(2)=0.62),枯水期补水量与实际补水量相关性也较好(R^(2)=0.38)。研究成果可为龙羊峡水库调度规则的建立提供依据,也可为其他多年调节水库的调度提供参考。

Excel规划求解在柱蚕水库库容曲线拟合中的应用

精准的库容曲线关系是科学合理实施水库调度的技术支撑,关系着水库的防洪安全和综合利用效益的充分发挥。本文介绍一种应用Excel软件中的图形处理和规划求解功能拟合柱蚕水库库容曲线,简化了手工绘制库容曲线的工作量,提高了定线效率及库容曲线精度。经过拟合后的曲线和函数表达式可直接用于计算机进行库容曲线的分析和应用处理。

杨家横水库增容扩建及效益分析

水库作为综合利用资源的关键基础设施,在保障防洪安全的前提下,通过适度抬高兴利水位、提升多年调节功能,可实现雨洪资源的有效利用。文章论述了杨家横水库增容建设内容,并对增容后效益进行了分析,可为类似工程提供借鉴。

关于在地下水严重超采区域利用蓄滞洪区建设地表调蓄水库的思考

基于兼顾遏制地下水超采与确保冬小麦稳产这一可持续发展理念,以京津以南河北平原这个地下水严重超采的区域为例,从冬小麦生育期农田灌溉必须实施多水源配置的观点出发,结合海河“23·7”流域性特大洪水发生后所启用的蓄滞洪区,就利用蓄滞洪区建设地表调蓄水库对雨洪资源化或生活污水资源化及跨流域输水工程需要调蓄库容这3个方面的作用进行了初步探讨。

基于机理模型的兰江洪水复盘分析

为提高洪水预报水位精度,结合水文和水动力模型,对钱塘江2022年“6·21”洪水计算过程进行复盘,分析洪水成因。收集降雨量、水位、流量等水文监测数据及水利工程调度信息,建立兰江流域半分布式水文和分段水动力模型,完成模型率定和验证。基于模型分析洪水成因,分析降雨时空变化、梯级水利枢纽调度、区间水库拦蓄对洪水过程的影响。结果表明:洪水主要由自北向南移动的强降雨形成,在水利枢纽调度影响下,洪水水位过程线由尖瘦型演变为头肩型,其中干流水利枢纽调度影响低水水位上涨和消落,上游水库调蓄可有效削减洪峰并推后峰现时间。通过洪水成因分析,在机理模型中加入水利工程调度影响,计算的洪水水位过程与实际更加吻合。

并联水库群防洪联合调度库容分配模型研究与应用

分析了能够实施水库群联合调度的基本条件和水库群防洪实时调度中应考虑的主要因素;提出了并联水库群防洪联合调度库容分配模型,该模型可以表达空间上不同防洪点的重要性差异,实现补偿调度模式与削峰调度模式的自由组合;从目标函数的物理意义出发,提出了分步迭代交互求解方法,该方法能最大限度体现决策者的偏好,保障解的合理性和可操作性,提高了计算速度,满足了群决策会商的实时性要求;实例研究表明文中提出的方法是合理有效的。

石家庄滹沱河地区地下水库研究

地下水库是对大气水、地表水、地下水资源在时间和空间上进行联合调度运用,以达到最大限度地充分利用水资源的一项综合性水利工程措施.文中论述了石家庄滹沱河地区建立地下水库的有利条件,即较大的储存空间、良好的渗透能力,通过初步计算和分析表明该区地下水库的调蓄库容有能力对缺水量进行调蓄,从而为调节和缓解石家庄地区水资源紧缺提供了解决的方法.

考虑鱼类繁衍需求的三峡水库汛期调度要求及可行性探讨

长江中下游鱼卵数量急剧减少,鱼类繁衍期推迟。针对鱼类繁衍需求,本文通过总结鱼类繁衍条件,提出鱼类繁衍期三峡水库泄流要求及生态调度方案,并计算分析历史径流满足生态调度方案的程度;通过建立繁衍前期和繁衍期来流关联,提出天然径流不满足情况下的预蓄调度方案并探讨其可行性。结果表明:2004-2013年三峡水库入库径流满足生态调度方案的程度较低,需采取预蓄水量措施;在实际入库径流情况下,预蓄水位范围为145.00~159.34 m;在80%概率入库径流下,预蓄水位范围为145.00~156.63 m。如按80%概率的入库径流预蓄水量,当预报预泄期为7天时,预蓄调度方案不会增加三峡水库的防洪风险。

水库汛限水位动态控制回蓄时机的确定方法研究

合理确定汛限水位动态控制回蓄时机可以减轻水库在回蓄过程中的开闸频率。提出了动态剩余水量的概念,构建了综合考虑当前流量、峰后延迟时间、洪峰流量及峰型指数等表征洪水退水规律的指标体系,建立了动态剩余水量多元线性回归模型,提出了基于动态剩余水量确定水库汛限水位动态控制回蓄时机的方法。以河口村水库为背景进行实例研究,结果表明:采用动态剩余水量多元线性回归模型的计算结果,可以较好地实现水库汛限水位动态控制的回蓄目标。

河道型水库洪水演进研究进展及存在的问题

河道型水库调度需要综合考虑入库洪水、人工调控和库区河道地形等因素对洪水演进传播过程的影响。通过分析总结河道型水库洪水波特征和动库容特性方面的研究成果,明确了河道型水库需要采用水文水动力模型耦合方法进行动库容调洪,但需要关注人工调控对坝址水位流量关系的干扰。随后分析总结了水库河道糙率特性方面的研究,指出水库洪水演进计算需要考虑水流流动型态对糙率的影响。进一步总结了近坝区水流特性的现有成果,指出近坝区水流三维流动特征显著,把坝前区域断面作为边界条件,计算时可能会引起系统性误差,明确了今后应该深入开展人工调控对近坝区断面过流能力的影响和糙率率定方面的研究,以提高洪水演进模型精度。

哈尔滨洪水组成与上游水库调蓄作用分析

哈尔滨市洪水来源于嫩江、第二松花江和拉林河,第二松花江已经修建白山、丰满等控制性防洪工程,通过水库群的联合调度,使主要源自二松的洪水得到了有效的控制,拉林河洪水控制较弱;嫩江是哈尔滨洪水的主要来源,虽有尼尔基水利枢纽调控,但嫩江右岸的各支流未得到有效控制。因此目前嫩江洪水还不能得到有效地控制,哈尔滨主要的洪水威胁还是来自嫩江。

基于栅格的分布式新安江模型在三岔河流域的洪水预报研究

分布式水文模型有效结合了流域地形,包括流域边界、坡度、流向、河网水系等地理信息特征,考虑了降雨、下垫面条件等时空分布不均匀性,是现阶段水文模型的研究热点之一。在考虑水库调蓄作用的基础上构建了基于栅格的分布式新安江模型,并用于乌江上游三岔河流域普定水库和高车水文站的洪水预报中。结果表明,普定水库和高车水文站洪水模拟纳什效率系数分别达到了0.85和0.95,可以为该地区的洪水预报以及流域内任意点的雨量预警提供支撑。

五岳抽水蓄能电站下水库洪水调度规则研究

抽水蓄能电站调洪计算不同于常规水电站,其发电流量对下水库调洪影响明显,尤其是利用已建水库作为下水库的抽水蓄能电站。根据五岳抽水蓄能电站的特点,以满足流域防洪要求和工程安全为目标,通过不同条件下对电站下水库调洪原则及成果的分析探讨,研究提出下水库(五岳水库)洪水调度规则。

三峡水库汛期运行水位运用方式研究

三峡水库汛期运行水位动态控制运用是提升水库综合效益的有效途径,但汛期运行水位运用方式应科学协调防洪与兴利的关系。在概括性分析三峡水库水沙特性的基础上,结合汛期防洪与汛末蓄水的要求,重点剖析了通过汛期预报预泄和汛末预报预蓄开展三峡水库运行水位上浮运用的研究方法与研究思路,选择典型洪水研究了不同方式下三峡水库运行水位可上浮运用的空间,分析了存在的主要风险并提出了应对措施。结果表明:三峡水库8月下旬前运行水位通过预报预泄的方式浮动至148.00 m,之后至9月上旬采用预报预蓄的方式逐步抬升至155.00 m的风险是可控的。研究成果已指导了三峡水库不同阶段调度运行文件的编制和调度运行实践,提升了三峡水库的综合利用效益。

沙河抽水蓄能电站下水库运行调度

江苏沙河抽水蓄能电站利用已建的沙河水库作下水库。沙河水库为综合利用水库,为确保蓄能电站的正常运行,协调沙河水库各用水部门的用水要求,并确保水库工程防洪安全及减少库区和下游的淹没损失,研究制定了其运行调度原则为:保证蓄能电站的运行不受破坏,保障生活供水。供水次序为先蓄能电站发电与生活供水,而后依次为工业用水与农业灌溉。

湖南省水库洪水调蓄能力时空分异研究

建立湖南省水库空间数据库,运用核函数密度估计法来分析湖南省水库工程的时空演化规律;选取防洪库容作为水库洪水调蓄能力评估指标,来研究湖南省水库洪水调蓄能力的时空分异特征。结果表明:①湖南省水库数量众多,总库容为514.12亿m^(3),其中小型水库数量占比高达97.0%,大部分建于20世纪50~70年代,21世纪以来则以大中型水库工程建设为主。②水库分布与地形地貌特征密切相关,主要分布于海拔50~1000 m之间的丘陵、岗地和山间盆地。③全省水库防洪库容106.00亿m^(3),洪水调蓄以大型水库为主,其防洪库容占比接近70.0%;从空间分布格局来看,沅江流域水库洪水调蓄能力最强,防洪库容占比接近40.0%,位于湘西北的怀化市、张家界市和常德市防洪库容占比超过50%。④不同时期的水库洪水调蓄能力各异,20世纪90年代和70年代是水库洪水调蓄能力提升最大的时期,期间防洪库容增加占比分别为28.1%和18.3%;20世纪80年代处于水库工程建设低潮期,防洪库容增加占比仅为3.4%。

大渡河干流水库群防洪与蓄水研究

笔者从大渡河水文情势分析、大渡河梯级水库防洪作用、大渡河梯级水库蓄水方式等方面进行探讨,大渡河干流规划河段具有防洪开发任务,除满足大渡河自身河段防洪要求外,还配合三峡水库对长江中下游发挥防洪作用。大渡河梯级水库中,具有调节能力的水库按照“分期预留,逐步蓄水”原则预留设置防洪库容。大渡河控制性水库枯水期末水库消落到死水位,需依靠汛期6~10月来水进行充蓄。通过合理协调梯级水库蓄水次序,下游水库蓄满率得到提高。大渡河流域项目开发业主较多,建议有关方面尽快建立流域统一调度机制,流域统一调度规程,避免产生防洪蓄水矛盾,减少协调工作量,从而实现防洪与兴利目标有机统一,实现大渡河流域开发的效益最大化。

关于武汉市湖泊调蓄调洪潜力的思考

湖泊众多是武汉市防内涝的有利自然条件,比新建排水泵站、蓄水池,增加地面入渗等工程措施更有优势。充分发挥武汉市湖泊调蓄调洪潜力,是武汉市防内涝最经济有效的措施。针对武汉市各水系普遍存在排水能力不足的问题,通过分析湖泊在规划设计和调度运用中的现状问题,借鉴水库的规划设计及其调度运用情况,对完善湖泊规划设计及其调度运用进行探讨,分析预测武汉市湖泊调蓄调洪潜在的防内涝效益,提出统一湖泊规划设计特征技术参数术语,启动各水系湖泊排水优化调度研究,重新拟定湖泊特征水位、特征容积等技术参数,编制湖泊调度图等建议,为武汉市湖泊优化调度提供科学依据。