基于IHA分析锦江水库对下游径流的影响

传统认为,水库扩建后调节能力增强,对径流的蓄峰补枯作用明显,从而提高下游梯级的电能数量和质量。然而,随着经济社会的快速发展,水库承担的综合利用要求越来越多,水库扩建后需综合分析对下游梯级电能的影响:①水库扩建后,一般灌区规模将会扩大,灌溉流量从库中直接引走,使下游梯级入库流量减少,从而使发电量减少;②水库扩建后,若承担下游较重的防洪任务,汛期必将预留较大的防洪库容,从而大大削弱水库的调蓄能力;③水库扩建后,本身电站随之扩机增容,机组引用流量大大增加,从而导致上下游机组过流能力不匹配,当上游梯级调峰时,下游调节性能较弱的梯级将白白弃水,损失电能。

以辽宁省北票市某水库为研究对象,通过选取典型的生态径流破坏率和满意度为定量评价指标,分析了北票市某水库在枯水期不同蓄水方案下对下游河道的生态径流影响。结果表明:在水库初始运行期和正常运行期,生态径流总体满意度偏低,蓄水方案ⅰ和蓄水方案ⅱ对下游河道的生态径流破坏率分别增加了5.2%和5.8%；下游河道生态径流影响程度受北票市某水库蓄水时间和蓄水高度影响显著,两种蓄水方案均在12月份对下游河道的生态径流坡坏率影响最大,为42.5%~52.6%。研究成果可为其他类似蓄水方案对下游河道生态径流影响评价提供理论支撑和决策依据。

锦江水库水情自动测报系统于2002年建成,至今已有3年。通过多次的改造和完善,系统的稳定性和实用性有了大幅度提高。本文就该系统的建设和运行情况进行总结和分析。

水库的建设旨在蓄丰补枯,为人类社会发展保驾护航。水库的运行调度改变了天然径流分配,在不少水库前期论证中,专家学者对水库建设可能对下游造床造成的影响表示担忧。以某水库为例,以考虑粗化影响的砂砾石起动流速为标准,建立坝下特征断面流量与不同粒径砂砾石起动流速的相关关系；通过分析水库建设前后特征断面流速和流量的变化,提出水库建设和调度影响较大的砂砾石粒径范围,为类似项目提供参考。

水库排沙对减轻水库淤积、延长水库寿命和恢复河流泥沙连续性等方面有着重要意义,但是水库进行水力排沙时水库下游河流水体的物理和化学性质的变化可能对鱼类等水生生物产生不利影响,严重时出现死鱼现象。国内外水库排沙时期下游河道含沙量及其颗粒级配、溶解氧浓度、污染物等水质变化对鱼类影响研究表明,微颗粒泥沙淤堵鱼鳃影响其摄入氧气功能和水体溶解氧下降是影响鱼类的两个主要因素,且含沙量及其持续时间、颗粒级配等对鱼类影响机理不同。最后展望了我国今后水库排沙对下游河流鱼类研究内容。

为分析水库调度对生态系统的影响,采用变化范围法(rva)评价水库调节对天然径流的改变程度,并以牛路岭水库为对象,进行了实例分析。结果表明,水库的调节作用使天然径流发生了显著的改变,尤其是增加拟建电站后,径流的天然状态发生较大改变,有损于河流生态系统的健康发展。建议将生态因素考虑到水库优化调度中,以减轻水库调度对生态的负面影响。

以长江三峡水库蓄水运行的2003年为分界点,将乌江流域1956~2014合计59年降水、径流资料分为两部分,定量分析了三峡水库2003年蓄水前后乌江流域降水径流的趋势变化.根据乌江流域在三峡水库2003年蓄水后的降水资料插补出其径流资料,并与实测径流资料相比较,定量分析在气候等条件不变情况下,因下垫面条件改变对径流有何种程度的影响,为长江上游控制性水库优化调度,径流预报模型的选用,水资源合理配置提供技术支撑.

以陈村水库下游泾县为研究区,landsattm/mss影像为数据源,在fragstats、rs、gis技术的支持下,研究1985～2013年间陈村水库下游的土地利用/覆被变化幅度、速度和变化方向,以及水库建设前后的景观格局变化,以期为陈村水库下游流域土地利用格局优化和生态文明建设提供科学依据。结果表明,1985～2013年间泾县的土地利用从面积上看转出为植被和农业用地的最多,建设用地次之；从变化趋势上看建设用地面积增加最明显,农业用地和水域面积都呈现出下降趋势；泾县的景观基质无明显变化,1985～2013年间均以植被为主,但其景观多样性在水库建设后呈现下降趋势,且其生境破碎化程度加深,人为干扰强度增加。

金沙江梯级水库相继运用以来,上游的大量泥沙被拦截在水库内。为研究梯级水库运用后对水库下游河段泥沙输移的影响,对向家坝站、朱沱站及寸滩站多年的径流及输沙资料进行了计算分析。结果表明:金沙江梯级水库运用后,水库拦沙影响,水库下游河段至长江上游干流河道输沙量发生不同程度的减少；同时对长江上游的水沙特性有一定程度的改变,加剧了河段的冲刷。研究成果可为定量评价金沙江梯级水利工程建设对长江泥沙输移的影响提供参考。

文章以辽宁西部水库为研究实例,以生态径流满足度和生态径流破坏率为分析指标定量分析水库不同蓄水方案对河道生态径流影响的程度.研究结果表明:相比于蓄水方案ⅰ,蓄水方案ⅱ下水库在初期运行期和正常运行期,下游河道生态径流破坏率增加比例分别为2.1％和2.5％,生态径流满足度总体偏低;水库蓄水时间提前和蓄水高度的增加对下游河道生态径流影响程度加大;不同蓄水方案下水库均在12月份下游河道生态径流破坏率最大,在46.2％～50.8％之间.研究成果为评估辽宁省内其他水库不同蓄水方式对河道生态影响评价提供指标和方法参考.

2012年以来,金沙江下游向家坝水电站、溪洛渡水电站相继蓄水运用,拦截了金沙江下游泥沙。为了解梯级水库泥沙淤积情况及其拦沙作用对下游三峡水库的影响,基于大量水沙、固定断面观测资料,采用输沙法和地形法,计算分析了向家坝水电站、溪洛渡水电站2库自运用以来的库区泥沙淤积量及分布特征,研究了梯级水库拦沙作用对三峡水库的影响。结果表明:向家坝、溪洛渡库区泥沙淤积量较小,金沙江下游梯级拦沙使得三峡入库沙量及库尾重点河段淤积强度均减小。研究成果对梯级水库运行、三峡水库运行及调度方式优化具有十分重要的意义。

水库的建成蓄水,可为发电、灌溉、饮用等生产、生活提供水源,但水库的建设会减少河道径流量,对下游用水部门尤其是大型用水户造成一定的影响。泾河是黄河的二级支流,也是渭河的最大支流,在其支流黑河上拟修建亭口水库,下游有七个水电站和一个大型灌区,本文以亭口水库为例,从三种不同的思路分析计算下游水电站发电损失量,并对不同方法计算结果进行对比分析。同时采用水库建设前后的长系列对比法计算亭口水库建设对下游泾惠渠灌区的影响,文中给出定量结果。

介绍了漳河水库流域社会经济发展现状及其降雨量和入库径流量变化情况,采用r/s法对漳河水库流域降雨量与入库径流量序列的变化趋势进行了预测。结果表明:未来一段时间内,漳河水库流域降雨量与入库径流量将均呈下降趋势;漳河水库流域未来1月和7月的降雨量、径流量变化趋势的随机性成分可能很大,应采取必要对策和措施,应对可能出现的干旱或暴雨洪涝等自然灾害;粗放的经济发展方式导致了漳河水库流域生态环境破坏,使得漳河水库流域下垫面条件发生了较大的变化,进而对流域降雨量与径流量的变化产生较大影响。

选取浙江省新安江大坝下游尾水至富春江水库某一河段作为试验场地,实时监测同一河流剖面的河道水位、温度以及河岸水位与温度分布。通过分析侧向潜流交换流量,定量描述侧向潜流交换的空间非均质性和动态特征,刻画河岸潜流带与河道水体水位、温度之间的响应关系。结果表明:本次试验剖面上的侧向潜流交换流量变化范围为-8.36~3.87m2/s,监测时间段内单位长度上的潜流交换量可达2.49m2;河岸带侧向潜流区同一剖面不同观测井处的潜流流量呈线性相关,且离河道越远,潜流区水位波动振幅消减越多,响应越滞后,潜流交换流量越小;受水库下泄水流影响,河道水温日波幅很小,河岸含水层具有显著的垂向温度分层。在垂直方向上,冬季浅层河岸温度较低,深层河岸温度较高,夏季则相反,同时浅层温度梯度较大,尤以地面以下0.8~1.7m范围内温度梯度最大,深层温度梯度小;在水平方向上,离河道越远,受河道入渗水影响越小,温度越高。揭示了水库运行对下游河岸潜流带的影响规律,为河流潜流带生态影响评估提供参考。

金沙江流域位于长江流域上游,属横断山脉地区。其作为我国最大的水电基地,位于＂中国十三大水电基地规划＂首位,是＂西电东送＂主力。根据我国经济建设的需要,我国陆续批准了金沙江上水电站梯级开发项目,建造一系列的水电站以满足能源及灌溉、通航等相关需求。而随着金沙江中下游各个电站依次建成投产后,金沙江下游水沙输移出现了一些新的变化。

为保证锦江水库大坝的安全运行,实施了大坝安全监测自动化系统。根据重力坝的受力特点及坝址地质条件,在各个重要部位布置了能有效反映大坝运行状态的相应自动化监测项目。本文介绍了锦江水库大坝安全监测项目、系统组成和系统运行特点和情况。实践证明,该系统的运行,提高了水库大坝安全监测与管理水平。

水电站梯级建设时,上游梯级电站的河道水力特性受下游梯级水库的影响,特别是在西部峡谷地区,梯级之间河段的河道型水库特性极具特点,同时梯级水流控制措施相互影响,使上游梯级电站施工截流、导流和施工期蓄水等河道水文水力控制因素更加复杂.结合已建、在建和拟建的葛洲坝和三峡、瀑布沟和深溪沟、苗尾和功果桥、白鹤滩和溪洛渡等典型相邻梯级建设实例,分析河道型水库引起的河段水文、水力和泥沙特征变化及其对上游梯级电站施工水流控制的影响规律,给出了工程设计与建设中对深水围堰、深水截流、施工期蓄水与供水等问题的分析方法、应对策略与解决方案.

通过野外地质调查和地球化学探测成果,结合区域地质发展史,论述锦江水库③号断裂构造破碎带的地质特征及其对建筑物的影响。

受汾河下游河段的石滩、柴庄等水文站受灵霍山峡特殊地形的影响，其洪峰流量大于中游河段。为了了解汾河流域下游降雨对洪水特性的影响，选取柴庄一河津段的洪水进行实例分析。结果：区间主降雨量与洪峰流量大致成正比关系，河津断面的洪水主要由柴庄以上的洪水沿河道演进而来；上下游水文站洪峰流量之间成正相关规律，其传播时间随着洪峰流量的增大而增大；成果可供该区域洪水预报参考。

瀑布沟水电站坝址基本控制了大渡河流域的主要产沙区。瀑布沟水库蓄水后,由于其库容大,将在很长时间内拦截入库的大部分悬移质泥沙和全部推移质泥沙,从而使下游梯级水电站的入库泥沙大量减少。对下游梯级水电站的影响主要表现在:减轻过机泥沙对水轮机的磨损;减轻水电站的引水防沙难度;水库汛期水位可适当抬高,从而增加电站的发电效益;减缓龚嘴水库库尾成昆铁路沙坪1号洞路段的回水抬高速度。

长江流域径流量大,但径流时空分布不均,宜昌站枯水季节11~4月径流量仅占年径流量的21%,1~3月径流量仅占年径流量的7.4%。随着上游众多具有调节性能的水电工程的兴建,对增加宜昌站枯季径流,提高三峡水利枢纽的综合效益具有明显的作用。在分析长江上游水文资源特性基础上,以长江雅砻江和乌江梯级水库对径流的调节作用为典型,分析了长江上游水库梯级对三峡工程枯季的影响。分析结果表明,上游水库的调节作用是明显的,有效地增加了三峡坝址的枯季径流量。

基于黄河下游河流影响带3条监测剖面的监测数据,结合环境地质调查及两个时段的环境地质卫星遥感图像,分析了小浪底水库运行后黄河下游环境的整体变化趋势。结果表明:小浪底水库运行后,避免了下游河道断流,黄河径流量趋于稳定,下游灌区得以安全运行和发展,各灌区实灌面积得到稳定和扩大,下游地下水调蓄功能增强,傍河水源地主要补给源稳定、运行安全性提高;同时使河道带土地沙化加重、湿地面积减小、水源地地下水位埋深增加。