水库运用方式研究与实践

《水库运用方式研究与实践》由中国水利水电出版社、黄河水利出版社出版发行。这是继该丛书系列《枢纽规划设计》、《工程规划》、《水库移民》、《引水发电建筑物设计》、《机电与金属结构设计》、《工程安全监测设计》之后的又一部小浪底工程规划设计专著。《水库运用方式研究与实践》重点总结了1996年以来小浪底水库运用方式的主要研究成果和水库运用实践。

黄河小浪底水利枢纽是“以防洪（包括防凌）、减淤为主，兼顾供水、灌溉、发电，蓄清排浑，除害兴利，综合利用”为开发目标的大型水利工程，是国家“八五”重点建设项目，也是当时我国利用世界银行贷款最大的工程项目。小浪底主体工程于1994年9月开工，2001年底按期完工。工程采用国际招标方式选择了世界七一流的承包商，从施工管理、工程设计、移民搬迁到环境影响评价全面和国际接轨，为我国水利水电建设积累了宝贵经验。工程建成运行5年来，在黄河下游防洪、防凌、减淤冲沙、城市供水、发电、灌溉方面发挥了不可替代的作用。截至2004年底，累计发电约150亿kWl，。在黄河连续枯水的情况下为确保黄河不断流提供了物质基础。显著的社会效益和经济效益使小浪底水利枢纽成为治黄的里程碑工程。

本着建设我国一流工程的目标，我有幸参与了小浪底工程的建设管理。一流的工程首先要以一流的设计为龙头。小浪底工程由于其独特的水文泥沙条件、复杂的工程地质条件和严格的水库运用要求，给工程设计提出了一系列挑战性的课题，被国内外专家公认为是世界上最具挑战性的工程之一。黄河勘测规划设计有限公司0的工程技术人员，经过近30年的规划论证和10多年的方案比选，以敢于创新和科学求实的精神，在国内科研院所和高等院校的配合下，较满意地解决了一个个技术难题，诸如深式进水口防泥沙淤堵、施工导流洞改建为孔板消能泄洪洞的重复利用、排沙洞后张预应力混凝土衬砌、洞室群围岩稳定、大坝深覆盖层基础处理、进出口高边坡加固、20万移民的生产性安置等，提出了以集中布置为鲜明特点的枢纽建筑物总体布置方案，同时也创造了许多国内国际领先水平的设计。小浪底工程于1999年10月蓄水运行以来，已安全正常地运行了5年，并经历了2003年高水位的运用考验，实践证明，小浪底工程的设计是成功的。

《水库运用方式研究与实践》为黄河小浪底水利枢纽规划设计丛书其中的一卷。主要内容包括水库运用方式研究回顾、黄河下游防洪减淤对水库运用的要求、小浪底水库初期入库水沙条件、水库初期调水调沙减淤运用方式、水库初期运用对下游河道演变影响和对策、物理模型试验、泥沙数学模型研究与应用、综合利用渊度方式、水库初期运用实践和认识、相机降水冲刷运用问题等。黄河水少、沙多、水沙关系不协调，小浪底水库处于控制黄河水沙的关键部位，其运用不仅关系着水库本身，还关系着黄河下游河道的治理问题。小浪底水库运用方式研究解决了极其复杂的关键技术问题，研究中提出了许多创新性科研成果，曾获大禹水利科学技术奖二等奖，《水库运用方式研究与实践》对这些成果进行了总结提炼。 《水库运用方式研究与实践》可供水利工程规划设计、水库运行与管理及相关学科的科研、设计、生产部门的专业技术人员殛高等院校的师生阅读、参考和使用。

总序一

总序二

总前言

前言

第一章 水库运用方式研究回顾

第一节 多沙河流已建水库运用方式概述

第二节 小浪底水库运用方式研究回顾

第三节 小浪底水库拦沙后期运用方式研究简况

第二章 黄河下游防洪减淤对水库运用的要求研究

第一节 下游输沙资料的分析与处理

第二节 河道的冲淤特性

第三节 小浪底水库运用时的河道边界条件

第四节 防洪减淤对小浪底水库调水调沙的要求

第三章 小浪底水库初期入库水沙条件研究

第一节 近期黄河水沙变化及原因分析

第二节 水沙趋势性和特殊水沙时段重现期研究

第三节 小浪底水库运用初期黄河用水、减沙研究

第四节 小浪底水库初期水沙条件研究

第五节 小浪底水库初期水沙代表系列研究

第四章 小浪底水库初期调水调沙减淤运用方式研究

第一节 水库初期运用的特点及运用原则

第二节 水库初期减淤运用方案研究

第五章 小浪底水库初期运用对下游河道演变影响和对策研究

第一节 小浪底水库运用初期下游河道演变趋势研究

第二节 现状整治工程的适应性研究

第三节 对策与措施研究

第六章 实体模型试验研究

第一节 模型设计

第二节 模型验证

第三节 应用研究

第七章 泥沙数学模型研究与应用

第一节 基本原理及有关问题处理

第二节 模型验证（Ⅰ）

第三节 模型验证（Ⅱ）

第八章 综合利用调度方式研究

第一节 小浪底水库初期防洪运用方式研究

第二节 水库防凌运用方式

第三节 小浪底水电站初期发电运行方式研究

第四节 以防洪减淤为中心的综合运用方式研究

第九章 小浪底水库运用实践及认识

第一节 小浪底水库历年运用情况

第二节 黄河三次调水调沙试验

第三节 结语

第十章 水库拦沙后期有关问题研究

第一节 相机降水冲刷运用问题研究

第二节 拦沙后期水库分阶段运用的必要性研究

参考文献

前言

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 研究现状

1.2.1 水库泥沙研究的发展过程及处理措施

1.2.2 水库泥沙研究的主要途径

1.2.3 水库运用方式与淤积关系研究进展

1.3 研究方法

1.4 研究内容

第2章 水库淤积形态及发展

2.1 水库淤积过程概述

2.1.1 水库淤积形态

2.1.2 水库淤积过程

2.2 采用蓄清排浑运用方式时水库淤积过程特性分析

2.2.1 龚嘴水库概况

2.2.2 来水来沙特性

2.2.3 水库调度特点及蓄水过程

2.2.4 龚嘴水库泥沙淤积发展分析

2.3 库区河道冲淤平衡特征分析

2.4 本章小结

第3章 调度方式变化对水库淤积的影响

3.1 三峡水库概况

3.2 三峡水库一维泥沙数学模型

3.2.1 模型原理

3.2.2 模型验证

3.3 三峡水库调度方式特性及淤积发展

3.3.1 三峡水库蓄水过程

3.3.2 三峡水库调度方式分析

3.3.3 蓄水后三峡水库冲淤变化特征

3.3.4 三峡水库淤积平衡后冲淤特征

3.4 汛限水位改变对水库淤积过程及平衡的影响

3.4.1 一定范围内改变汛限水位对水库淤积过程及平衡的影响

3.4.2 汛限水位整体变化对水库淤积过程及平衡的影响

3.5 正常蓄水位一定范围内的变化对水库淤积过程及平衡的影响..

3.6 本章小结

第4章 三峡水库汛限水位优化调度初步研究

4.1 三峡水库汛限水位优化调度目标分析

4.1.1 汛限水位优化调度目标

4.1.2 汛限水位优化调度方案

4.1.3 求解思路

4.2 三峡水库汛限水位优化调度的防洪限制条件

4.2.1 汛前推迟落水对防洪的影响

4.2.2 汛后提前蓄水对防洪的影响

4.2.3 上游建库情况下优化调度对防洪的影响

4.3 三峡水库汛限水位优化调度的发电效益

4.3.1 发电调度计算原理

4.3.2 汛限水位优化调度发电效益分析

4.3.3 上游建库情况下优化调度发电效益

4.4 三峡水库汛限水位优化调度对航运的影响

4.4.1 汛限水位优化调度对枯水期下泄流量的影响

4.4.2 汛限水位优化调度对水库泥沙淤积及变动回水区航运的影响

4.5 三峡水库汛限水位优化调度方案综合比选

4.5.1 发电效益

4.5.2 航运补偿

4.5.3 优化万桑比选

4.6 本章小结

第5章 优化调度对重庆河段冲淤的影响

5.1 重庆河段平面二维水沙数学模型

5.1.1 模型原理

5.1.2 模型验证

5.2 河段壅水情况

5.3 上游无库情况下优化调度对重庆河段冲淤的影响

5.3.1 优化调度对重庆河段整体冲淤的影响

5.3.2 优化调度对重点浅滩泥沙冲淤及航运的影响

5.4 上游建库情况下优化调度对重庆河段冲淤的影响

5.4.1 优化调度对重庆河段整体冲淤的影响

5.4.2 优化调度对重点浅滩泥沙冲淤及航运的影响

5.5 采用优化调度运用后重庆河段航运整治措施及效果

5.6 本章小结

参考文献 2100433B

本书运用数学模型结合实测资料分析，究了水库泥沙淤积发展的过程及冲淤平衡特征，水库调度方式对水库泥沙淤积发展及平衡的影响规律，侧重对水沙过程、泥沙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。

水库控制运用指标是指水库实际运行中作为控制条件的一系列特征水位。它是拟定水库调度计划的关键数据，也是实际运行中判别水库运行是否安全正常的主要依据之一 。

水库在设计时，需按照有关技术标准的规定，进行充分论证和比较后选定一系列特征水位。这些特征水位主要有:校核洪水位、设计洪水位、防洪高水位、正常蓄水位、防洪限制水位、死水位等，它们决定了水库的规模与效益，也是水库的大坝等水工建筑物设计的基本依据。水库实际运行中采用的特征水位，在水利部于20世纪80年代颁布的《水库工程管理通则》中规定有:允许最高水位、汛末蓄水位、汛期限制水位、兴利下限水位等。它们的确定，主要依据原设计的相关特征水位，还要考虑工程现状、控制运用历史经验等因素。当情况发生较大变化，不能按原采用的特征水位运用时，应在仔细分析比较、科学论证的基础上，拟定新的指标。例如，中国自20世纪50年代以来遇到几次特大洪水，导致许多工程洪水统计参数的重大变化，不少水库修改了原采用的特征水位指标 。