成库初期三峡库区河段水位变化探究

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1、成库初期三峡库区河段水位变化探究　　摘要：为分析三峡成库后对航道水深的影响，收集了大量水文资料，建立了一维数学模型，对三峡成库后正常蓄水期（139m、156m、175m）上游出现99%保证率流量以及防洪限制水位（135m、145m）上游出现平均流量以及出现常遇洪水（P=50%）两种情形的计算得到：139m、156m、175m分别影响至涪陵李渡、铜锣峡及江津，防洪限制水位时当上游出现平均流量与常遇洪水（P=50%）时，135m、145m蓄水期分别影响至丰都和扇沱长江大桥。关键词：三峡水库水位变化平均流量航道条件2003年6月三峡工程蓄水后，改变原来天然航道的水位变化情况，枯水期上游来水偏少

2、，坝前水位抬高，航道水深增加，坝前水位影响范围上延，汛期上游来流量增加，坝前水位降低，坝前水位影响范围随上游来流量的增加而后退。不管汛期还是非汛期，水库回水末端皆受坝前水位和上游来水影响而变化，水库回水范围充分体现出三峡工程河道性水库的特点。三峡水库调度过程7三峡工程2003年6月实现首次蓄水，坝前水位按135m运行，汛后坝前水位按139m运行；2004年至2006年9月，库水位按135～139m方式运行（枯季坝前水位139m，汛期坝前水位135m）；2006年9月开始，三峡水库按156～144m方式蓄水；2008年汛后三峡进入175m试验性蓄水阶段，具体蓄水过程见图1。图1蓄水以来坝前

3、水位过程图水文资料的收集天然情况下：2003年6月三峡为成库之前，河道仍处于天然状态，为了获得三峡成库前库区河段沿程水位、流量、比降等情况，收集了2001年清溪场到寸滩6个水位站水位资料，用于天然情况下通航水流条件计算分析，见表1。135-139m蓄水期：2003年6月至2006年9月三峡水库按照135-139m蓄水运行，回水末端在涪陵李渡附近，本次收集了2003年三峡大坝至寸滩共9个站水位资料，见表1。144-156m蓄水期：2006年9月至2008年9月，三峡水库按照144-156m方案运行，回水末端在铜锣峡附近，本次收集了144-156m蓄水期（2007年）三峡大坝至鱼嘴沿程共15

4、个水位（文）站水位资料，见表1。175m实验性蓄水期：2008年9月以来，三峡按照175m实验性蓄水运行，最高水位达到了172.8m，回水末端在小南海以上，本次收集了175m试验性蓄水以来（2008年）三峡大坝至江津沿程各水位（文）站的水位资料，见表1。表1三峡大坝-江津水位收集情况数学模型的建立及验证7为了全面了解蓄水前后库区河段通航水流条件的变化情况，利用一维数学模型进行全河段数模计算，将近700公里库区划分为424个断面进行计算（天然情况自万州到江津划分了275个断面），模型验证采用各蓄水期沿程水位资料。1、流量选取和水头损失计算1.1流量选取三峡大坝-江津河段较长，中间主要有嘉陵

5、江、乌江两大支流汇入，在本计算当中按照分段恒定流来考虑。朱沱站控制江津-朝天门河段，寸滩站控制朝天门-涪陵河段，万州站控制涪陵-三峡大坝河段（表2）。表2流量分段控制情况1.2沿程水头损失三峡库区设计最低通航水位重点是在丰都-江津河段，因此本次计算在这些河段更加细致的考虑了阻力损失，主要在以下几点与以往研究不同：对采用相同糙率的河段划分更细，如在寸滩-长寿河段，相同流量时，根据河段特性采用几个不同的糙率，而不是同一糙率。在丰都以上的观音滩、剪刀峡、明月峡、黄草峡等众多峡谷河段，天然情况汛期平均流量水位至计算水位时考虑边壁糙率的影响。2、数学模型的验证72.1验证工况计算验证主要针对以下几

6、种情况，天然情况、坝前135-139m、坝前144-156m、175试验性蓄水阶段，其中每个阶段都考虑了对航运影响较大的几种典型工况，主要考虑了蓄水期上游来水偏枯时的流量、各站遇到平均流量、各站常遇洪水流量（P=50%），其中天然情况自万州开始计算至江津。具体验证工况见表3。表3验证选取工况2.2验证结果针对表3所选取的10种验证工况一一进行了水位的验证，其中天然情况收集到7个验证水位（文）站，135-139蓄水期有8个验证水位（文）站，144-156蓄水期及175m蓄水期有25个验证水位（文）站。对所有具有实测水位的站点进行了实测水位和计算水位的对比，两者差值较小，偏差在正负5cm以内

7、，可见数学模型计算水位与实际情况吻合较好。三峡库区水位变化分析1、计算工况为分析三个阶段的水位变化情况，对天然、135-139m、144-156m、145-175m蓄水期进行了蓄水期99%保证率流量、全年平均流量及常遇洪水流量的水位，共计28组，其中156m蓄水阶段只计算蓄水期（表4）。72、计算成果及分析2.1蓄水期（99%保证率流量下）计算成果分析通过计算结果对比分析可以看出，在枯水期三峡按照正常蓄水位运行，在139m蓄水期当上