金沙江下游梯级水库淤积及其对三峡水库影响研究

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。     

金沙江下游水沙变化特性研究

以金沙江下游干流主要控制站攀枝花、华弹、屏山站的长系列资料为基础,对金沙江下游水沙特性及其地区组成、年际年内变化、水沙关系等进行了研究。金沙江下游水沙异源、不平衡现象十分突出,径流主要来自于攀枝花以上地区和攀枝花至华弹区间,泥沙主要来自于下游攀枝花至屏山区间,均主要集中在汛期5～10月。进入21世纪后,屏山站输沙量连续大幅度下降,其主要与雅砻江二滩电站的拦沙作用以及华弹至屏山区间沙量明显减小有关。     

长江上游岷江流域水沙变化特征分析

岷江流域来水来沙过程对三峡水利枢纽工程的正常运行具有较大的影响.通过资料分析,初步认为该流域水沙年际变化主要为:岷江干流段水量变幅不大,沙量在彭山以上地区、彭山-五通桥及以下区域呈减少趋势;而其支流青衣江上游、大渡河上游水量有所减少,但沙量有所增加,来沙量占流域沙量的65%左右,但随着青衣江和大渡河的逐步开发,水利水电工程拦沙作用将逐渐增大,以致岷江彭山-五通桥区间段来沙量将来会有所减少.根据岷江流域主要测站资料分析,并结合流域内水库(水电站)建设情况,除降雨变化可能引起个别年份输沙量有所增加外,岷江高场站水沙关系1991年前无明显变化,但近期水沙关系发生明显变化,较其它年代同水量下沙量相对减小,其减沙原因主要是流域降雨条件变化及水库拦沙作用.     

金沙江梯级水库下游水沙过程非恒定变化及其对通航条件的影响

随着金沙江下游梯级水库陆续建设和投入运用,坝下游的水沙过程明显改变并影响通航条件。本文提出了水沙过程非恒定变化分析方法,分析了向家坝枢纽坝下水位、流量和含沙量非恒定变化特性及其对通航条件的影响。结果表明,向家坝枢纽运用后坝下水沙变化的非恒定强度较大,水位变化的变异系数可以达到0.10～0.12,流量变化变异系数可以达到0.20～0.40,虽然出库含沙量显著减小,但含沙量变异系数最大可以达到约1.0。向家坝水文站标准化年平均水位和流量约为1.0左右,向家坝枢纽坝下山区河道的通航条件总体上是稳定的,水库运用削减洪峰和增大枯水流量有利于改善坝下河道的通航条件,但水电站日调节和水库蓄水,以及泄洪增大流量和水位的非恒定性,对坝下河道的通航条件有一定不利影响。     

金沙江下游水沙变异及其宏观效应研究

金沙江下游分布有在建和已建四大梯级水库,其入、出库水沙特征不仅会影响梯级水库自身的运行,也会极大程度地改变下游三峡水库入库水沙条件。以金沙江下游干支流主要控制站水文、泥沙资料分析为基础,揭示了金沙江下游水沙变化特征及其影响。研究结果表明,金沙江下游水沙异源,中游及干流梯级相继建成运用后,下游沙量大幅度减少,对梯级水库库区及坝下游泥沙冲淤、三峡入库沙量影响显著。     

金沙江下游元谋干旱河谷区水沙过程演变规律研究

以金沙江下游元谋干旱河谷区1970-2012年的实测月值径流量、输沙量数据为基础,采用线性倾向估计、均差累积曲线、Yamamot检验和Morlet小波分析等方法,系统研究了元谋干旱河谷区水沙过程演变规律。结果发现:元谋干旱河谷区85%以上的水沙产输量集中在每年的季风期,自20世纪70年代以来水沙产输量总体呈现出微弱的减少趋势,产水量占整个流域的比例呈现出下降趋势而产沙量的比例却呈现出增加的趋势;1960年以来元谋干旱河谷区径流量过程变化存在2个拐点,径流量在1992年和输沙量在1994年存在突变,而两者均在2002年均发生了强突变;年径流量、输沙量在28 a时间尺度上的周期性变化最为显著,为第一主周期,均存在1个完整的丰水、多沙中心年份和1个完整的少水、少沙中心年份,此外13 a左右时间尺度上的周期也较为突出;相对于径流量而言,自1992年开始元谋干旱河谷区泥沙量有增加趋势,而从2003年开始输沙量则转变为减少趋势。     

水库拦沙为下游减淤的效率(拦淤比)

水库拦沙减淤效率是多沙河流水库用于拦沙、为下游减淤的评价指标之一,对于延长水库拦沙使用期限、优化水库运用方式有重要意义。提出了这一指标的量化关系式,分析了进、出库水沙搭配对水库拦沙减淤效率的影响,给出了黄河下游水库拦沙减淤效率的最高及最低值范围。为提高水库拦沙减淤效益、延长水库使用年限,水库在不同来水来沙条件下,应合理拦沙,不宜单纯着眼于为下游减淤。     

小浪底水库拦沙对黄河下游河道的减淤作用

在小浪底水库蓄水拦沙期,进入黄河下游河道的水沙条件发生显著变化,含沙量急剧降低,中水流量持续时间增长,水库调水调沙提高了河道输沙能力,改善了泥沙淤积部位。拦沙期(1999年10月—2018年10月),黄河下游河道共计冲刷21.015亿m~3。分析小浪底水库运用以来黄河下游河道泥沙冲淤时空变化特性及水库对水沙的调控效果,对比计算有、无小浪底水库两种工况下黄河下游河道冲淤量变化及减淤作用。水库拦沙期黄河下游河道减淤比为1.373∶1,其拦沙减淤效果与水沙条件、水库运用方式及河道边界等因素有关。     

2021年金沙江下游梯级水库蓄水实践研究

受雅砻江、金沙江中游梯级水库调蓄和新建水库影响,金沙江下游梯级水库蓄水期间来水和防洪库容释放形势均发生改变。为探究新形势下金沙江下游梯级水库来水特性变化,确保梯级水库完成年度蓄水任务,充分发挥梯级水库综合效益,以2021年金沙江下游梯级水库蓄水实践为基础,对两河口水库、白鹤滩水库建成后金沙江下游梯级的来水情况及蓄水策略进行分析。结果表明：金沙江下游梯级水库分时段蓄水策略不满足新形势下防洪安全及综合效益发挥的要求。提出了蓄水期间整体调度梯级水库、均匀释放防洪库容等措施。研究成果可为后期调度提供参考。     

我国南方已建水库坝下游冲淤特性分析

三峡工程大江截流已于１９９７年１１月胜利完成，随着三峡工程的建设，特别是２００３年蓄水以后，三峡水库拦沙泄水对下游河道的影响将逐渐明显。为了比较完善地提出三峡水库下游的冲刷特点与机理，研究和总结已建水库坝下游的河床演变特点和演变过程中的利弊问题，通过对“九五”期间两次已建水下游河道查勘所收集的资料，以及丹江口、陆水水库的大量原型观测资料等的分析与研究，认为我国水库下游冲刷特点与水库所处河流的地区，     

Modeling and analysis of effects of precipitation and vegetation coverage on runoff and sediment yield in Jinsha River Basin

This paper focuses on the effects of precipitation and vegetation coverage on runoff and sediment yield in the Jinsha River Basin. Results of regression analysis were taken as input variables to investigate the applicability of the adaptive network-based fuzzy inference system (ANFIS) to simulating annual runoff and sediment yield. Correlation analysis indicates that runoff and sediment yield are positively correlated with the precipitation indices, while negatively correlated with the vegetation indices. Furthermore, the results of stepwise regression show that annual precipitation is the most important factor influencing the variation of runoff, followed by forest coverage, and their contributions to the variation of runoff are 69.8% and 17.3%, respectively. For sediment yield, rainfall erosivity is the most important factor, followed by forest coverage, and their contributions to the variation of sediment yield are 49.3% and 24.2%, respectively. The ANFIS model is of high precision in runoff forecasting, with a relative error of less than 5%, but of poor precision in sediment yield forecasting, indicating that precipitation and vegetation coverage can explain only part of the variation of sediment yield, and that other impact factors, such as human activities, should be sufficiently considered as well.     

黄河下游低含沙洪水的冲淤特性兼论艾山-利津河段不淤临界流量

黄河下游上、下河段河道形态迥异,同流量输沙能力上段大,下段小。观测表明一定流量的低含沙洪水,就全下游来说可以产生冲刷,但对下段(艾山以下)来说往往发生淤积。本文通过实际资料分析了下游河段的排沙比关系及不同来沙条件下泥沙冲淤强度等规律,并利用下游低含沙水流挟沙力关系,深入分析了艾山—利津河段不淤临界流量。结果表明这段河道不淤流量不仅与来水含沙量有关,还与河口段淤积延伸对艾山—利津段水面比降有顶托作用有关。     

梯级水库建设背景下金沙江上游水沙变化特性

金沙江上游水能资源丰富,规划开发13个梯级电站,河道水文泥沙情势及其变化对电站建设、调度运行有重要的影响。以金沙江上游岗拖、巴塘和石鼓水文站1971—2020年实测水文泥沙资料为基础,分析了近50 a金沙江上游水沙变化特性。结果表明：金沙江上游年际径流量和输沙量均呈现一定的增加趋势,且输沙量增幅较径流量明显偏大,水沙相关关系和双累积曲线关系都在发生变化;年内汛期径流量占比较为稳定,输沙汛期集中的现象更为明显,受2018年白格大型滑坡事件的影响,2011—2020年的10、11月份输沙量占比较以往有所提高;导致金沙江上游水沙变化的主要因素有降雨变化、大型滑坡事件和人类活动等,2018年的白格滑坡和堰塞湖事件导致该年和2020大水年输沙量较近50 a均值偏大91.7%～148%。     

赣江流域径流量和输沙量的变化过程及其对人类活动的响应

近年来频繁出现的鄱阳湖季节性干枯问题受到广泛关注,作为鄱阳湖水系五大河流之首的赣江入湖水沙量及其变化也同样受到重视。采用1962-2013年赣江控制站外洲水文站实测水沙及流域内降雨量资料,通过多种计量统计学方法,分析了赣江降雨量、径流量和输沙量变化特征,并评估了人类活动对径流量及输沙量的影响。结果表明,赣江流域面降雨量和径流量无明显变化趋势,输沙量呈显著的下降趋势,并经历了平沙期—丰沙期—平沙期—枯沙期4个阶段。输沙量突变年份为1984和1992年,以1962-1983年为参照期,1984-1991年人类活动使河流输沙量减少36.3%,1992-2013年则使输沙量减少88.1%,水土保持和水库建设是赣江年输沙量减少的主要因素。     

金沙江攀枝花河段梯级开发方案研究

为缓解金沙江攀枝花河段上游观音岩水电站下泄非恒定流对攀枝花市的影响,合理开发利用攀枝花河段的水能资源,迫切需要在该河段内修建反调节梯级。在《长江流域综合利用规划》和《金沙江中游河段水电规划》指导下,结合该河段特点和开发要求,通过比较一级和两级开发方案的综合技术经济指标,确定了金沙（1 021 m）+银江（998.5 m）两级开发方案。基于该方案,该河段的水资源可得到综合利用,并可实现流域地区经济社会的可持续发展。     

干支流水沙对黄河内蒙古河道冲淤量的贡献率

根据大量实测资料,采用多元回归和偏相关分析等方法,分析了不同时期干支流水沙对黄河内蒙古三湖河口至头道拐河段冲淤量的贡献率。结果表明:1952-2012年长系列黄河干流径流量、输沙量和支流十大孔兑输沙量等3个影响变量对干流河道冲淤量的贡献率在汛期分别为20.6%、23.1%和56.3%;年内分别为24.8%、24.7%和50.5%。由此可以看出,十大孔兑来沙对该河段冲淤量影响最大,而干流水沙对该河段冲淤量影响程度相当。1960-1986年时段3个影响变量对冲淤量的贡献率分别为17.6%、17.4%和65.0%;而1987-2012年时段3个影响变量对冲淤量的贡献率分别为8.8%、14.7%和76.5%。由于1987-2012年时段干流来水量大幅度减少,从而导致十大孔兑来沙对该河段冲淤量影响程度进一步提高,贡献率达到76.5%。因此,要想减少该河段的淤积,首先要减少十大孔兑入黄沙量,其次要减少干流来沙和增加干流来水量。     

金沙江下游沙质推移质输移规律分析研究

金沙江下游的推移质输移规律及其泥沙来量和级配对梯级水库的淤积分布以及河势将产生长远影响,需要开展深入研究。通过对金沙江下游入库控制站三堆子水文站2008,2009两年的推移质测验成果的分析,研究了该站沙质推移质的年内分布、横向分布、级配以及推移质输移与水位、流量、流速的关系。研究结果表明：三堆子河段全年都有沙质推移质的输移,推移量主要集中在汛期,尤以7～9月为甚;强推带为距起点距170～200 m的范围内。     

金沙江流域径流年代际变化特性分析

为研究金沙江流域径流年代际的变化特性,采用金沙江流域石鼓站1951~2009年、攀枝花站1966~2009年、屏山站1940~2009年径流资料,对金沙江流域径流年代际变化特性进行了分析,结果表明,自20世纪40年代以来,金沙江流域来水年际径流变化不大,无明显增大或减小趋势。金沙江中游来水自20世纪80年代后呈小幅增加趋势,可能是由于降雨增加所致,形成原因有待进一步深入研究。     

金沙江中上游流域未来径流模拟研究

为了探究金沙江中上游流域未来径流变化趋势,为流域防洪规划提供依据,基于SWAT水文模型,选用CMIP5数据集建立未来时段的全球气候模式,从时间和空间尺度解析研究区2022—2050年径流变化趋势。结果表明：流域2022—2050年降水量和平均气温均高于基准期,并且呈现上升趋势,其中流域南部降水量增幅较大,流域北部气温增幅较大。在RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5 3种气候情景下,2022—2050年年径流量均呈现增大趋势,变化率分别为5.79×10⁸、5.53×10⁸、2.99×10⁸ m³/a。相较于基准期,未来春季和秋季径流量呈现减少趋势,夏季和冬季径流量呈现增加趋势,冬季径流量增幅达到了10%。流域产流量呈现从西北到东南依次增加的特点,相较于基准期,流域南部产流量均呈现增加趋势。未来径流量呈现增加趋势,冬季径流量增幅较大,可能会发生冬汛等极端水文事件,流域南部受洪水威胁的可能性进一步增大。