CN106320259A - 一种兼顾排沙的三峡水库汛期沙峰调度方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种兼顾排沙的三峡水库汛期沙峰调度方法，包括步骤：入库沙峰含沙量S寸小于2.0kg/m3或者沙峰入库日寸滩站流量Q寸1小于25000m3/s时，不开展沙峰调度；预测出库沙峰含沙量S黄，当预测值小于0.3kg/m3时，不开展沙峰调度；预测沙峰出库日期，并在此基础上提前1～2天开始增泄排沙，且排沙过程中水库泄量应不小于35000m3/s；水库增泄排沙过程应至少持续至沙峰出库后约1～2天，之后再视出库含沙量及库水位情况择机结束沙峰调度；沙峰调度过程中应尽量维持在较低库水位运行，宜优先使用排沙孔泄洪排沙，其次是使用排漂孔和泄洪深孔。本发明简明实用，针对性强，可为三峡水库汛期排沙减淤提供技术支撑。

Description

一种兼顾排沙的三峡水库汛期沙峰调度方法
技术领域
本发明涉及水利工程技术领域，特别是涉及一种兼顾排沙的三峡水库汛期沙峰调度方法。
背景技术
2009年以来，三峡水库持续开展了汛期中小洪水调度，既充分利用了洪水资源又减轻了下游的防洪压力，但汛期库水位的抬高会增大库区泥沙淤积，因此，如何兼顾三峡水库的汛期排沙减淤是中小洪水调度中的一个难点问题。在中小洪水调度过程中，当有沙峰入库时，科学预判沙峰传播时间和出库沙峰大小，将有利于沙峰调度决策和掌握沙峰排沙时机，科学兼顾水库排沙减淤。在2012年和2013年的三峡水库汛期洪水调度中，为兼顾排沙，在实时调度中已开展了沙峰排沙调度的初步尝试，在沙峰到达坝前时实时加大水库泄量，取得了较好的排沙减淤效果。
现有方案主要是针对三峡水库洪峰、沙峰传播的时间差异性，提出了“洪峰到来时拦洪削峰，沙峰临近时加大泄量排沙”的沙峰调度模式，但只是提出了一个调度模式，并没有归纳总结出具体的沙峰调度方法，也没有给出具体的入出库流量、含沙量、开始时间、结束时间等关键调度控制指标。已开展的沙峰调度，由于缺乏具体的调度方法成果指导，其调度决策过程带有明显的试验色彩和探索色彩，影响了沙峰调度的排沙减淤效果，给水库汛期排沙减淤造成了很大不便。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种兼顾排沙的三峡水库汛期沙峰调度方法，能够解决现有方案无法预测沙峰传播时间、无法预测出库沙峰含沙量、无法科学确定沙峰调度开始时间和结束时间，沙峰调度决策非常不方便的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种兼顾排沙的三峡水库汛期沙峰调度方法，它包括以下步骤：
步骤1，当沙峰入库站入库沙峰含沙量S寸小于2.0kg/m3或者沙峰入库日沙峰入库站流量Q寸1小于25000m3/s时，不开展沙峰调度；
步骤2，预测沙峰出库站出库沙峰含沙量S黄，当预测值小于0.3kg/m3时，不开展沙峰调度；
步骤3，预测沙峰出库日期，并在此基础上提前1～2天开始增泄排沙，且排沙过程中水库泄量应不小于35000m3/s；
步骤4，水库增泄排沙过程应至少持续至沙峰出库后1～2天，之后再视出库含沙量及库水位情况择机结束沙峰调度；
步骤5，沙峰调度过程中应尽量维持在较低库水位运行，宜优先使用排沙孔泄洪排沙，其次是使用排漂孔和泄洪深孔。
步骤1中，沙峰入库站选择位于库尾的干流控制性水文站寸滩站，沙峰出库控制站选择位于坝下游的干流控制性水文站黄陵庙站。
步骤2中，根据公式计算出库沙峰含沙量，公式自变量适用的取值范围为0.002962≤V起始/(0.5(Q黄1+Q黄沙))≤0.013734，式中，S寸和S黄分别为寸滩站和黄陵庙站日均沙峰含沙量，单位为kg/m3；V起始为寸滩站出现沙峰当日坝前日均水位对应的滞洪库容，根据水位库容曲线直线插值求出，单位为亿m3；Q黄1和Q黄沙分别为沙峰入库日和出库日的黄陵庙站日均流量，单位为m3/s，沙峰出库日黄陵庙站日均流量Q黄沙根据实际情况提前给定一个假设值。
步骤3中，根据公式计算沙峰从入库寸滩站传播至出库黄陵庙站所需的时间，进而得到沙峰出库日期预测值，公式自变量适用的取值范围为0.842≤S寸≤5.45，0.0030≤V起始/(0.5(Q寸1+Q黄1))≤0.0128。式中，T寸黄为沙峰从寸滩站传播至黄陵庙站的时间，单位为天；S寸为寸滩站日均沙峰含沙量，单位为kg/m3；V起始为寸滩站出现沙峰当日坝前日均水位对应的滞洪库容，根据水位库容曲线直线插值求出，单位为亿m3；Q寸1和Q黄1分别为寸滩站出现沙峰当日的寸滩站和黄陵庙站日均流量，单位为m3/s。
本发明的有益效果是：本发明可克服现有方案存在的不足，本发明在沙峰传播时间和出库沙峰含沙量预测计算的基础上，给出了是否开展沙峰调度的入库流量、入库沙峰含沙量、出库沙峰含沙量判别条件，还给出了沙峰调度开始时间和结束时间，可为水库汛期沙峰调度决策提供技术支撑。
本发明方法同样适用于其他大型河道型水库兼顾排沙的汛期沙峰调度决策。
附图说明
图1是三峡水库库区干支流河道及水文站位置图。
图2是本发明一种兼顾排沙的三峡水库汛期沙峰调度方法流程图。
图3是三峡水库水位库容曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。本发明公布的一种兼顾排沙的三峡水库汛期沙峰调度方法，其具体步骤如下：
步骤1，当沙峰入库站入库沙峰含沙量S寸小于2.0kg/m3或者沙峰入库日沙峰入库站流量Q寸1小于25000m3/s时，不开展沙峰调度；
步骤2，预测沙峰出库站出库沙峰含沙量S黄，当预测值小于0.3kg/m3时，不开展沙峰调度；
步骤3，预测沙峰出库日期，并在此基础上提前1～2天开始增泄排沙，且排沙过程中水库泄量应不小于35000m3/s；
步骤4，水库增泄排沙过程应至少持续至沙峰出库后1～2天，之后再视出库含沙量及库水位情况择机结束沙峰调度；
步骤5，沙峰调度过程中应尽量维持在较低库水位运行，宜优先使用排沙孔泄洪排沙，其次是使用排漂孔和泄洪深孔。
实施例一：
寸滩站年均径流量和输沙量约占三峡坝址的80％和90％，故选定三峡水库库尾干流寸滩水文站为入库控制站，出库控制站选定为位于坝下游12km处的黄陵庙水文站；入库寸滩站沙峰含沙量S寸小于2.0kg/m3或者沙峰入库日寸滩站流量Q寸1小于25000m3/s时，不开展沙峰调度；
根据公式预测计算出库沙峰含沙量S黄，当预测值小于0.3kg/m3时，不开展沙峰调度；式中，S寸和S黄分别为入库寸滩站和出库黄陵庙站日均沙峰含沙量，单位为kg/m3；V起始为寸滩站出现沙峰当日坝前日均水位对应的滞洪库容，根据水位库容曲线直线插值求出，单位为亿m3；Q黄1和Q黄沙分别为沙峰入库日和出库日的黄陵庙站日均流量，单位为m3/s，沙峰出库日黄陵庙站日均流量Q黄沙根据实际情况提前给定一个假设值(如40000m3/s)；
根据公式计算沙峰从入库寸滩站传播至出库黄陵庙站所需的时间，进而得到沙峰出库日期预测结果，并在此基础上提前1～2天开始增泄排沙，且排沙过程中水库泄量应不小于35000m3/s；式中，T寸黄为沙峰从寸滩站传播至黄陵庙站的时间，单位为天；S寸为寸滩站日均沙峰含沙量，单位为kg/m3；V起始为寸滩站出现沙峰当日坝前日均水位对应的滞洪库容，根据水位库容曲线直线插值求出，单位为亿m3；Q寸1和Q黄1分别为寸滩站出现沙峰当日的寸滩站和黄陵庙站日均流量，单位为m3/s；
三峡水库增泄排沙过程应至少持续至沙峰出库后约1～2天，之后再视出库含沙量及库水位情况择机结束沙峰调度；
三峡水库沙峰调度过程中应尽量维持在较低库水位运行，且出库流量越大越好，当水库有部分泄量需要从电站以外的泄水建筑物排出时，宜优先使用排沙孔泄洪排沙，其次是使用排漂孔和泄洪深孔，以优先排出坝前底部泥沙浓度较高的浑水，并有利于优化坝前淤积形态。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种兼顾排沙的三峡水库汛期沙峰调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，当沙峰入库站入库沙峰含沙量S寸小于2.0kg/m3或者沙峰入库日沙峰入库站流量Q寸1小于25000m3/s时，不开展沙峰调度；
步骤2，预测沙峰出库站出库沙峰含沙量S黄，当预测值小于0.3kg/m3时，不开展沙峰调度；
步骤3，预测沙峰出库日期，并在此基础上提前1～2天开始增泄排沙，且排沙过程中水库泄量应不小于35000m3/s；
步骤4，水库增泄排沙过程应至少持续至沙峰出库后1～2天，之后再视出库含沙量及库水位情况择机结束沙峰调度；
步骤5，沙峰调度过程中应尽量维持在较低库水位运行，宜优先使用排沙孔泄洪排沙，其次是使用排漂孔和泄洪深孔。
2.根据权利要求1所述的一种兼顾排沙的三峡水库汛期沙峰调度方法，其特征在于，步骤1中，沙峰入库站选择位于库尾的干流控制性水文站寸滩站，沙峰出库控制站选择位于坝下游的干流控制性水文站黄陵庙站。
3.根据权利要求1所述的一种兼顾排沙的三峡水库汛期沙峰调度方法，其特征在于，步骤2中，根据公式计算出库沙峰含沙量，公式自变量适用的取值范围为0.002962≤V起始/(0.5(Q黄1+Q黄沙))≤0.013734，式中，S寸和S黄分别为寸滩站和黄陵庙站日均沙峰含沙量，单位为kg/m3；V起始为寸滩站出现沙峰当日坝前日均水位对应的滞洪库容，根据水位库容曲线直线插值求出，单位为亿m3；Q黄1和Q黄沙分别为沙峰入库日和出库日的黄陵庙站日均流量，单位为m3/s，沙峰出库日黄陵庙站日均流量Q黄沙根据实际情况提前给定一个假设值。
4.根据权利要求1所述的一种兼顾排沙的三峡水库汛期沙峰调度方法，其特征在于，步骤3中，根据公式计算沙峰从入库寸滩站传播至出库黄陵庙站所需的时间，进而得到沙峰出库日期预测值，公式自变量适用的取值范围为0.842≤S寸≤5.45，
0.0030≤V起始/(0.5(Q寸1+Q黄1))≤0.0128，式中，T寸黄为沙峰从寸滩站传播至黄陵庙站的时间，单位为天；S寸为寸滩站日均沙峰含沙量，单位为kg/m3；V起始为寸滩站出现沙峰当日坝前日均水位对应的滞洪库容，根据水位库容曲线直线插值求出，单位为亿m3；Q寸1和Q黄1分别为寸滩站出现沙峰当日的寸滩站和黄陵庙站日均流量，单位为m3/s。
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