1.4 研究内容

水库兴利效益的发挥是通过水库调度来实现的,水库调度方式与水库淤积发展、分布以及最终的淤积平衡是密切相关的,往往会出现泥沙淤积与水库兴利效益的发挥相互抵触的现象。为减缓泥沙淤积,长期保持水库的有效库容,在水库运行过程中,必须采取排沙减淤措施。如降低水库汛期运行水位、蓄清排浑、推迟水库蓄水时间等,但它们都毫无例外地以牺牲水库巨大的发电效益为代价,严重影响了水库综合效益的发挥。为了充分发挥水库的兴利效益,在水库运行过程中可以考虑抬高汛限水位、汛后提前蓄水、汛前推迟落水用以增加高水位持续时间,增加发电量,但是这样处理必然对水库淤积产生影响。因此,水库调度与淤积发展之间的关系就显得非常重要。

为了进一步研究水库调度方式与淤积发展之间的关系,本书运用数学模型结合实测资料分析,进一步研究了水库淤积发展的过程及冲淤平衡特征,水库调度方式对水库淤积发展及平衡的影响规律,侧重对水沙过程、淤积过程及变化机理的分析,并在此基础上对三峡水库现有调度方式进一步进行优化。全书主要从以下几个方面展开。

第1章:简要叙述本书所研究问题的起源、现实背景及研究意义,总结和分析了现有的水库泥沙研究进展以及水库运用方式与淤积关系的研究进展,简要阐述了本书的研究工作。

第2章:在概括总结水库淤积形态的基础上,运用水库淤积实测资料分析了蓄清排浑运用方式下水库淤积的发展特征以及库区河道冲淤平衡特征。三角洲淤积推进到坝前前后,虽然淤积速度明显减慢,但是从塑造河床地形来看,这是一个不可分割的过程,前一阶段淤积的差别必然对后一阶段的造床过程产生影响。在蓄清排浑运用情况下,水库淤积平衡后往往在年内的汛冲枯淤过程中保持多年的冲淤平衡。水库淤积平衡后,水库纵向淤积形态是否发生大的变化取决于低水位期水流的输沙能力是否可以把此时段的来沙以及在高水位期淤下的泥沙排向下游。

第3章:在分析不同调度方式对水库淤积影响的基础上,以三峡水库为例,运用数学模型计算分析了三峡水库淤积发展特征以及调度方案改变过程中部分关键因素对水库淤积影响的特征。水库蓄清排浑运用方式在一定水沙条件下,汛前及汛后一定范围内改变汛限水位持续时间或者正常蓄水位的小幅变动仅增大了蓄水期的淤积量,增大了汛期的走沙负担,只要没有超出汛期富裕输沙能力的范围,其最终结果只会改变水库的淤积过程,并不会改变最终的平衡状态。汛限水位持续时间的长短是否改变水库最终的淤积平衡状态,取决于有效冲刷期内是否可以把增加的淤积量冲掉。如果在有效冲刷期内把增加的淤积量冲掉,水库的淤积平衡必然产生改变。

第4章:在前文计算分析的基础上,对三峡水库现有调度方式进行优化调度,研究其在满足防洪条件下的兴利效益以及对水库淤积的影响。有选择地在一定限度内缩短汛限水位的持续时间可以在不影响防洪的情况下增加水库的发电效益,并且对水库最终的淤积平衡影响不大,由此造成的航运损失完全可以用很小的发电效益通过工程措施来补偿。

第5章:运用重庆河段二维水沙数学模型计算分析了三峡水库蓄水后及坝前水位优化情况下重庆河段的冲淤变化情况,综合考虑了上游水库修建的影响及整治工程投入后对航道的改善效果,对调度方式改变对局部河段的冲淤影响做了进一步研究。优化调度的进行仅加快了河段淤积的发展,对河段最终的淤积平衡并无太大影响。上游水库的修建及整治工程的投入将更加有利于优化调度的进行。


[1]U.S.Army Corps of Engineers,Hec-6 Scour and Deposition in Rivers and Reservoirs,1976.