白鹤滩蓄水期向家坝控泄对下游航道影响分析

基于最新河道断面资料,建立向家坝—泸州的一维非恒定流模型,定量分析白鹤滩水库蓄水期间,在保证正常通航情况下向家坝水电站的最小通航流量和对应日调节出库流量方案.按横江70 m3/s、岷江700 m3/s恒定侧向入流,向家坝水电站按不同量级出库情况模拟,计算沿程各断面水位,求出向家坝下游最低通航水位265.8 m对应流量约...     

长江叙泸段航道多措并举应对极低水位

根据《三峡集团流域管理中心向溪管理分中心关于开展向家坝下泄流量1500m³/s调度实践的函》,向家坝水电站将于2021年2月21日开展调度试验,期间下泄流量将减小至1500m³/s,且可能短时低于1500m³/s。根据来水情况预测分析,届时宜宾合江门水位将可能低于0m,这将是长江叙泸段航道整治建设完工后,十二年来辖区出现的最低水位,极低水位会对船舶安全航行造成巨大影响。     

金沙江向家坝升船机实船试航研究

为检验向家坝升船机通航条件,协调部、省、市三级航运主管部门,明确实船试航工作流程及组织实施模式,对“船-机-水”相互适应性进行了枯水期、丰水期实船试航试验。结果表明,升船机及助导航设备设施性能良好,船舶安检调度及航路航法科学合理。泄洪工况下,下游引航道及口门区通航水流条件较差,对通航影响较大,研究应用“无人机+自动跟踪浮子”及“三维立体视觉”水流条件观测新方法,提出电站出流8 500 m³/s,泄洪不超2 200 m³/s双控通航流量标准,试航成果为后续升船机试通航运行及通航验收提供数据支撑。     

三峡升船机下游引航道非恒定流波动特性试验研究*

通过1:80的三峡枢纽及下游引航道整体物理模型研究了典型的大坝泄洪、电站调峰、船闸泄水及其叠加工况下的升船机下游引航道非恒定流波动特性。结果表明：三峡枢纽下游引航道内的水位波动是引航道波流运动和两坝间流量差引起的河道涨、落水长波耦合叠加的结果。枢纽进行百年一遇洪水调节时升船机下闸首水位波动最大小时变幅061 m/h。当大坝泄洪单次调节流量小于2 000 m3/s时,升船机下闸首水位波动小时变幅小于042 m/h。电站调峰运行时,升船机引航道水位波动首波幅值随流量变幅和变率的增大而增大,最大小时变幅则取决于流量变幅和两坝间净流量大小。船闸双线同时泄水时升船机下闸首水位最大小时变幅018 m/h,基本不影响升船机运行。     

梯级水库建设对岷江下游航道通航流量的影响

为研究上游梯级对岷江下段航道通航流量的影响,特别是枯季来水的影响,以高场水文站作为依据站,以彭山、五通桥水文站作为参证站,采用统计分析方法,首先分析岷江各相关水文站特征流量及年际变化趋势,总体反映岷江年平均流量、1—3月平均流量及保证率95%的流量年际变化特征,再采用高场水文站3个流量系列定量分析紫坪铺梯级、瀑布沟梯级蓄水后对岷江（龙溪口—合江门）航道流量、水位的影响,最后提出本段航道整治设计最小通航流量建议。研究结果表明,岷江上游干流及其支流梯级运行对枯期流量有较大的补偿作用,岷江干流各水文站1—3月平均流量及保证率95%的流量均表现为增加趋势;高场水文站保证率95%流量在紫坪铺梯级蓄水后增加93 m3/s,在瀑布沟梯级蓄水后增加265 m3/s,在2个梯级影响下共增加358 m3/s,相应水位抬高0.43 m,瀑布沟梯级对岷江下段航道的通航流量影响更显著。     

基于图神经网络的水富—宜宾航道多站点水位预报模型

受到岷江、横江影响,向家坝下游水富—宜宾段水位变化特性复杂,干支流间水位、流量数据属于多维时空数据。研究选取spectral temporal graph neural network(StemGNN)时空图神经网络用于向家坝下游多站点水位预报,结果表明：该方法适用于研究区域的多站点水位预报,未来1、8 h模型预报性能较优,在向家坝站、宜宾站、李庄站3处的最大预报误差约为0.5 m。StemGNN特点是能够从输入数据中自动提取河网结构信息,体现研究区域的汇流特性。横江流量对于研究区域水位流量影响较小;向家坝水库水位、横江水位、高场水位代表研究区域前期的水位情况,高场流量作为较大的流量输入,对于研究区域水位流量影响较大。研究成果可为近坝段、支流入汇等水位变化特性复杂河段的多站点水位预报提供新思路。     

岷江上游大型水电站运行对龙溪口下游航道枯水期水位和流量的影响

根据规划,岷江龙溪口—宜宾段将通过航道整治达到内河Ⅲ级航道标准.该河段多年历时保证率95％的流量仅能达到662 m3/s,但是岷江上游紫坪铺、瀑布沟等大型水电站的建成对下游河段通航流量产生了较大影响.根据紫坪铺水电站蓄水前、后高场水文站的径流、泥沙资料,分析紫坪铺等大型水电站建成后对下游河段水沙特性的影响,得知岷江上游...     

向家坝日调节对中嘴码头运行的影响

为分析向家坝水电站日调节运行对下游中嘴码头通航水流条件的影响，建立1：100正态物理模型，对向家坝水电站典型日调节工况进行模拟，分析日调节非恒定流引起的中嘴码头水域流速、水位和比降等通航水力要素的变化过程，同时结合流场分布资料和自航船模试验，研究日调节对船舶航行以及进出港靠泊的影响。结果表明，电站按照拟定的水位变幅进行日调节时，码头河段水位变幅未超过电站运行调度规程允许值，水流条件满足船舶航行要求，船舶可以正常进出港靠泊作业，对码头运行影响较小。研究成果可为电站日调节调度运行提供参考。     

多措并举 长江叙泸段航道积极迎战枯水

正进入12月以来,长江叙泸段航道水位快速下退,12月合江门08时水位均值0.5m,最低水位达到0.35m,较多年同期均值水位偏低约0.85m,低水位出现时间较往年提前约1个月。水位陡落的主因是上游来水减少,岷江高场流量由1660m~3/s迅速减少至712m~3/s,为近5年同期最小流量,金沙江向家坝水电站下泄流量1740m3/s,接近每年的最小流量,导致长江叙泸段航道水位短短10天内由2m快速下退至0.35m,长江叙泸段航道余家湾滩、风簸碛滩等重点滩险航道维护尺度接近计划维护尺度。     

向家坝枢纽非恒定泄流对落锅滩河段航道通航条件的影响

电站日调节非恒定流对下游河道的影响是向家坝工程在运行时需要考虑的主要问题。通过长河段二维非恒定数学模型计算分析向家坝日调节非恒定流对落锅滩河段航道通航水流条件的影响,选取两种典型日调节工况和泄洪工况分析河段内水位、流量、流速等水力因素变化特性。结果表明,两种典型日调节工况下非恒定流传播至落锅滩水位变幅在1. 26～1. 46 m,泄洪工况下水位最大日变幅在2. 05～2. 96 m,非恒定流对河段产生了一定影响,根据目前通航标准来看,4种工况下河段内水力指标均能够达到通航水力指标。建议对坝下非恒定流特征及其对航道、港口码头的影响情况进行原型观测,积累实践经验,为进一步优化电站调度方案和下游航道维护等方面提供依据。     

向家坝电站调峰对航运的影响分析

向家坝工程坝址以下可常年通行1000t级船舶,电站在日调峰运行、枢纽泄洪情况下均可能导致下游水位发生变化,分析研究表明,在基流相同的情况下,单位时间内下泄流量的变幅越大,下游河道水位变幅越剧烈,对下游河道安全通航的影响越大。     

受长江回水顶托的龙透关沱江大桥通航净空尺度的论证研究

根据流滩坝枢纽坝下、沱江河口洪水位及李家湾水文站洪峰流量分析了长江回水顶托对沱江河口段水面比降的影响,采用流滩坝枢纽坝下一般受顶托影响和不受顶托影响的水位流量关系曲线和相应比降分别推求了龙透关沱江大桥受顶托影响和不受顶托影响的3 a一遇洪水位,应用二维水动力数学模型SMS对上述2种工况进行数值模拟,分析论证受长江回水顶托的龙透关沱江大桥通航净空尺度。     

向家坝电站泄洪对航运的影响分析

汛期发电调度应服从防洪调度,并兼顾航运调度,为摸索向家坝电站泄洪工况下对航运安全的影响,组织开展了不同流量级泄洪工况下实船通航试验,试验结果表明,向家坝升船机当前最大通航流量可由7900m~3/s(枢纽泄洪不超过1500m~3/s)调整为:①1000吨级标船:最大通航流量为8500m~3/s(枢纽泄洪不超过2200m~3/s);②500吨级以上非标船:最大通航流量为7500m~3/s(枢纽泄洪不超过1000m~3/s)。     

大型水库群蓄水后下游河道枯水期流量增幅估算

随着流域上游大型水库群建设，由于“蓄丰补枯”的调节方式，下游河道枯水期流量增幅明显，对航道条件改善具有重要意义。在金沙江下游控制性水文站历年水文资料的基础上，对不同时期水库群建设后河道枯水期流量变化进行分析，提出一套基于水库群调节库容的下游河道枯水期不同保证率流量增幅的理论计算方法，并定量预测了乌东德、白鹤滩运行后向家坝站95%保证率流量为2 172 m³/s,与实际统计的2 007 m³/s较为接近。此理论计算方法可为其他河流梯级水库群建设后，下游航道枯水期流量的估算提供借鉴。     

大型通航建筑物下游检修水位的确定

针对通航建筑物下游检修水位确定的问题,通过工程类比方法,对坝址天然流量、入库流量、调峰流量、最大发电流量、下游梯级回水顶托和上游梯级群建成后对入库流量的影响等因素进行综合分析,认为宜选择对电站出力影响最小的下游水位作为通航建筑物的下游检修水位。     

饶河双港—褚溪河口航道整治后浅滩演变及最低通航水位变化

饶河双港—褚溪河口航道整治工程实施后，遭遇2022年极端枯水条件下，局部存在碍航浅滩段。依据实测资料及数学模型计算，对浅滩演变、基本站设计水位变化及最低通航水位进行计算分析。结果表明，工程后朱袍山—褚溪河口段航槽深泓高程以下降为主，平均值为0.7～3.0 m,冲刷总量为137.31万m³;延长水文系列至2021年，饶河双港下游段基本站设计最低通航水位下降值为0.12～0.61 m;设计最低通航流量条件下，饶河湖区段水位下降最大值为0.13～0.25 m,平均为0.05～0.11 m。     

高坝库区和变动回水区设计最低通航水位的确定

传统的库区设计最低通航水位的计算方法主要对流量进行统计,按保证率计算入库流量与坝前水位相组合,但该方法没有考虑电站的调度方案。以金沙江向家坝库区为例,针对向家坝电站的调度方案不同,高坝库区坝前水位差较大,统一用保证率流量和坝前水位组合方案不符合实际情况,进行设计最低通航水位的研究。以实际坝前水位和流量的组合为依据,通过4种方法推求高坝库区及变动回水区设计最低通航水位,并进行对比。结果表明,考虑向家坝坝前水位与入库流量的组合可以更好地确定变动回水区的工程规模,符合实际情况,达到节约成本的目的。     

浦阳江航道设计最高通航水位计算分析

浦阳江航道水位既受到上游径流洪峰流量的影响，又受到下游潮水顶托，高水位成因复杂。为加强航道和桥梁等涉航建筑物的管理，进一步提升浦阳江航道通行能力，迫切需要对浦阳江航道进行通航水位论证。根据《内河通航标准》中的各级洪水重现期的水位采用设计流量法推求设计最高通航水位的方法，通过建立二维水动力数学模型，模拟计算5 a、3 a及2 a洪水重现期工况下的沿程水位。考虑浦阳江河道状况、航道等级、水流条件和桥梁通航净空等条件，结合上下游河段设计水位、防汛特征水位、历时水位统计等资料，经综合分析，推荐浦阳江2 a洪水重现期水位作为设计最高通航水位。     

金沙江(水富至宜宾)航道整治工程设计最低通航水位的推求

在深入分析金沙江段航道天然设计流量和水电站调度运行方式的基础上,采用电站设计日调节流量计算推求方法,结合南京水利科学研究院"向家坝下游一维非恒定流数值计算的分析"的成果,计算确定了研究河段航道整治工程的设计最低通航水位。     

岷江龙溪口枢纽船闸口门区水流条件数值模拟研究

岷江是是联系周边省市和长江中下游地区的重要通道,船舶的安全航行对该航道的通航安全具有重要意义。通过建立基于非结构化网格的平面二维非恒定流数学模型,对龙溪口电站下泄非恒定流条件下船闸下游口门区附近的水流流场进行了数值模拟。根据模型计算结果可知,对于工况一流量从单机533m~3变化到2,665m~3的过程中,该区域回流流速均控制在0.3m/s以内,满足通航需求;对于工况二右岸引航道下游700m均为主流回流区,回流流速在0～0.4m/s之间,口门区回流平缓,未超过规范要求的0.4m/s;对于工况三当第5～7台机组完全开启时局部最大横向流速已经超过规范规定的Ⅲ级航道横向流速最大标准。该模型的建立为电站机组开启和关闭时间的确定提供指导,减缓水位和流量的骤变对船舶航行带来的影响,对进一步认识岷江航电枢纽下泄非恒定流对通航带来的影响具有一定的促进作用。