三峽水庫(kù)汛期沙峰排沙調(diào)度研究與初步實(shí)踐.pdf

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1、第45卷第3期人民長(zhǎng)江Vo1．45，No．32014年2月YangtzeRiverFeb．，2014文章編號(hào)：1001—4179(2014)03—0007—05三峽水庫(kù)汛期沙峰排沙調(diào)度研究與初步實(shí)踐董炳江，喬偉2，許全喜(1．長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局長(zhǎng)江水文技術(shù)研究中心，湖北武漢430010；2．長(zhǎng)江科學(xué)院農(nóng)田水利研究所，湖北武漢430010)摘要：三峽工程蓄水運(yùn)用以來，入庫(kù)來沙大幅減少，泥沙淤積大為減輕，且絕大部分泥沙淤積在庫(kù)區(qū)常年死庫(kù)容內(nèi)，為水庫(kù)排沙調(diào)度試驗(yàn)提供了有利條件。在分析三峽水庫(kù)洪峰、沙峰傳播特性的基礎(chǔ)上，針對(duì)三峽入庫(kù)洪峰、沙峰傳播的時(shí)間差異性，提出了“洪峰到來時(shí)攔洪

2、削峰，沙峰臨近時(shí)加大泄量排沙”的沙峰調(diào)度策略。依據(jù)所提出的調(diào)度模式，于2012，2013年汛期進(jìn)行了沙峰排沙調(diào)度試驗(yàn)，獲得了較好的效果，豐富了水庫(kù)泥沙調(diào)度理論，為三峽水庫(kù)正常運(yùn)行期科學(xué)調(diào)度積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：異步傳播；洪峰調(diào)度；沙峰排沙調(diào)度；水庫(kù)淤積；三峽工程中圖法分類號(hào)：TV697文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A水庫(kù)泥沙問題與水庫(kù)壽命直接相關(guān)，如何有效控1三峽水庫(kù)泥沙分析制水庫(kù)淤積，長(zhǎng)期保持有效庫(kù)容，延長(zhǎng)水庫(kù)使用壽命，是水庫(kù)調(diào)度中需要研究的重要課題之一。為長(zhǎng)期維持1．1來水來沙特性水庫(kù)庫(kù)容，三峽水庫(kù)采取了“蓄清排渾”的運(yùn)用方式，三峽水庫(kù)上游徑流主要來自金沙江、岷江、沱江、即在汛期降低壩前

3、水位運(yùn)用，將大量泥沙排向下游，減嘉陵江和烏江等河流，而懸移質(zhì)泥沙主要來源于金沙少水庫(kù)淤積，遇大洪水時(shí)采用調(diào)洪運(yùn)用¨。江和嘉陵江。20世紀(jì)90年代以來，長(zhǎng)江上游徑流量在實(shí)際情況中，一方面由于三峽水庫(kù)遭遇特大洪變化不大，但受水利工程攔沙、降雨時(shí)空分布變化、水水的幾率比較小，使?jié)M足防洪運(yùn)用的機(jī)率非常小，水庫(kù)土保持、河道采砂等因素的綜合影響，長(zhǎng)江輸沙量明顯的防洪庫(kù)容利用程度較低；另一方面，對(duì)于發(fā)生頻率較減少(見表1)。特別是進(jìn)人21世紀(jì)后，三峽上游來高的中小洪水，當(dāng)中下游防汛形勢(shì)緊張或航運(yùn)方面需沙減小趨勢(shì)仍在持續(xù)，與1990年前均值相比，2003—要改善通航條件時(shí)，迫切需要三峽水庫(kù)對(duì)

4、中小洪水進(jìn)2012年三峽入庫(kù)輸沙量減小更為明顯，年均入庫(kù)沙量行調(diào)度。中小洪水調(diào)度過程中，庫(kù)區(qū)水位逐步抬由原設(shè)計(jì)值的4．80億t減小至2．03億t，減幅58％。高，水深加大，流速減緩，水流挾沙能力減小，大部分泥1．2水庫(kù)泥沙淤積沙落淤在庫(kù)區(qū)，如何減小中小洪水調(diào)度帶來的泥沙淤積影響，是迫切需要研究的問題。由于三峽入庫(kù)來沙量較初步設(shè)計(jì)值大幅減小，庫(kù)三峽水庫(kù)建成后，洪峰往往先于沙峰達(dá)到壩址，利區(qū)泥沙淤積大為減輕(見圖1)。2003年6月至2012用洪峰和沙峰到達(dá)壩前的時(shí)間差，在準(zhǔn)確預(yù)報(bào)洪水和年12月，三峽入庫(kù)懸移質(zhì)泥沙19．008億t，出庫(kù)(黃陵泥沙的基礎(chǔ)上，采用“洪峰漲水面水庫(kù)削峰

5、，落水面加廟站)懸移質(zhì)泥沙4．640億t，不考慮三峽庫(kù)區(qū)區(qū)間來大泄量排沙”的排沙調(diào)度策略，進(jìn)行泄洪排沙，能有效沙(下同)，水庫(kù)淤積泥沙14．368億t，年均淤積泥沙地提高水庫(kù)排沙效率。約1．44億t，僅為論證階段(采用1961—1970系列資收稿日期：2013一l1一O2基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展“973”計(jì)劃“長(zhǎng)江中游通江湖泊江湖關(guān)系演變過程與機(jī)制”(2012CB417001)；水沙科學(xué)與水利水電工程清華大學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目(2013一ky一1)作者簡(jiǎn)介：董炳江，男，高級(jí)工程師，博士，主要從事水文泥沙、河道演變及河流數(shù)值模擬研究工作。E—mail：dongbj@c

6、jh．com．Cn8人民長(zhǎng)江料論證)的39％，水庫(kù)排沙比為24．4％。表2三峽水庫(kù)進(jìn)出庫(kù)泥沙與水庫(kù)淤積量表1三峽水庫(kù)建成后上游主要水文站徑流量和輸沙量與其多年均值E較眥姍似姍蚴金沙江向家壩姍蚴岷江高場(chǎng)沱江富順御m蚴姍姍長(zhǎng)江朱沱—】60嘉陵江北碚_㈣㈣刪l55長(zhǎng)江寸灘150烏江武隆姍m蚴姍＼145三峽人庫(kù)朱沱+北碚+武隆搞注：①朱沱站1990年前水沙統(tǒng)計(jì)年份為1956～1990年(缺1967—197014O姍m砌姍／／年)外，其余統(tǒng)計(jì)值為三峽初步設(shè)計(jì)值；②北碚站于2007年下遷7t35km，集水面積增加594km；屏山站2012年下遷24km至向家壩站。／．1．?I．．：130

7、③經(jīng)重新核算，自2006年起，向家壩站(屏山站)集水面積由原來q6＼丑裊圭『*善量量量善鴦量氮磊磊的485099km更改為458592km；④李家灣站2001年上遷約7．5蚯蚰踮∞∞∞0盯l刮km至富順。圖2水庫(kù)排沙比與汛期壩前平均水位統(tǒng)計(jì)2汛期中小洪水調(diào)度對(duì)庫(kù)區(qū)泥沙淤積的影響三峽水庫(kù)中小洪水調(diào)度是一種汛期酌情啟用的機(jī)動(dòng)性調(diào)度，是在大洪水來臨之前迅速將水庫(kù)水位預(yù)泄至145m，由防汛部門根據(jù)防洪形勢(shì)、實(shí)際來水以及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)情況進(jìn)行機(jī)動(dòng)控制，其目的是攔截洪水減輕三峽下游的防汛、航運(yùn)壓力，同時(shí)抬高水庫(kù)水位發(fā)揮興