三門峽水庫運用方式原型試驗研究

前言

　　三門峽水庫的運用，經歷了蓄水攔沙、滯洪排沙和蓄清排渾幾個階段，在實踐中積累了豐富的經驗也吸取了沉痛的教訓。為適應黃河多沙特點，對水利樞紐工程泄流排沙設施進行了增建和改建，水庫運用采用“蓄清排渾”運用方式，1973年10月至1985年10月庫區(qū)沖淤基本平衡，黃河下游河道得到一定的改善，按照1969年晉、陜、豫、魯四省會議確定的“合理防洪、排沙放淤、徑流發(fā)電”原則進行水庫調度，積累了經驗，并為多沙河流水庫運用提供了科學依據(jù)。但是，1986年以后，由于入庫水沙條件變化，庫區(qū)又發(fā)生淤積，下游河道淤積又有所加重，因此需要根據(jù)新的情況對三門峽水庫的運用問題再次進行研究。三門峽水電站的運用也有曲折的歷程。發(fā)電是樞紐開發(fā)的一個重要指標，原設計水電站有8臺水輪發(fā)電機組，總裝機容量116萬kW，樞紐改建后，水電站改為徑流發(fā)電，裝機容量僅為25萬kW。1973年12月26日第一臺發(fā)電機組投入運行，至1979年，其余4臺機組分別投入運用。由于黃河汛期泥沙多、含沙量高，徑流發(fā)電水頭低以及機組本身的問題，使得水電站機組運行工況惡劣，氣蝕、磨損破壞嚴重。從1980年開始僅非汛期發(fā)電，汛期停止發(fā)電，改為調相運行。1989～1993年，為研究水輪機抗磨蝕的防護材料進行了渾水發(fā)電試驗，在新型抗磨蝕材料方面取得了新的進展。1990年經水利部批準，將6號、7號鋼管改建為單機容量為7．5萬kw的水輪發(fā)電機組，水電站總裝機容量達到40萬kW。三門峽水庫汛期發(fā)電問題是一項復雜而重大的科研項目，涉及水庫的調度運用、庫區(qū)的淤積與排沙、水輪機防護材料與機組的技術改造以及對下游河道減淤的影響等問題，它關系到多沙河流上水電站能否發(fā)電的問題。綜上所述，在新情況下，研究三門峽水庫的汛期發(fā)電問題是非常必要的，已有的資料和現(xiàn)場條件也具備現(xiàn)場試驗研究的條件?！　〗浰克躘1994]519號文批復，由黃河水利委員會總工程師辦公室牽頭，組織黃河水利科學研究院、三門峽水利樞紐管理局、三門峽庫區(qū)水文水資源局、黃河水利委員會河務局等單位，在1994-1999年開展了黃河三門峽水庫汛期發(fā)電運用的現(xiàn)場試驗研究。參加人員有：黃河水利委員會總工程師辦公室：胡一三、繆鳳舉、丁六逸、周建波；黃河水利科學研究院：錢意穎、曲少軍、粱國亭；三門峽水利樞紐管理局：張金良、王瑛、樂金茍、張潤亭、王桂娥、龔鑒、王育杰、季利、吳道勝；三門峽庫區(qū)水文水資源局：孫錦惠、肖俊法、魯孝軒、付衛(wèi)山；黃河水利委員會河務局：翟家瑞、李旭東、羅啟民、劉紅賓。在試驗期間，三門峽水利樞紐管理局與三門峽庫區(qū)水文水資源局還進行了有關資料的觀測和調查整理?！　⊙雌诎l(fā)電原型試驗，是按照“四省會議”的精神，在服從防洪、減淤和排沙的原則下，充分發(fā)揮水庫調節(jié)水、沙的能力．改善庫區(qū)泥沙的沖淤變化，提高水電站的發(fā)電效益。水庫汛期運用采用“洪水排沙、平水興利”的方式。原型試驗結果表明：洪水排沙效果顯著，試驗期間庫區(qū)泥沙沖淤基本平衡，大禹渡以下的淤積得到一定的改善，合理地處理了排沙與發(fā)電的關系，改善了機組的運行工況，增長了發(fā)電時間，提高了水量的利用率，取得了良好的效果。

內容概要

本書以1994—1999年進行的三門峽水庫汛期發(fā)電原型試驗研究為基礎，結合對三門峽水庫庫區(qū)河段的沖淤演變和水庫排沙基本規(guī)律的分析，較為詳細地研究了三門峽水庫的運用方式。本書共分九章：第一章綜述了三門峽水利樞紐的興建、改建過程；第二章詳細研究了汛期發(fā)電原型試驗前庫區(qū)河道不同時段的沖淤特性；第三章提出了水庫運用的基本原則、主要指標以及汛期發(fā)電的運用方式；第四章分析了汛期發(fā)電原型試驗期間入庫水沙條件及其變化原因；第五章分析了汛期發(fā)電原型試驗期間非汛期、汛期庫區(qū)河段的沖淤特性及對黃河下游河道沖淤的影響；第六章依照潼關高程的變化情況，研究了潼關高程的變化特點及原因；第七章分析了汛期發(fā)電原型試驗期間發(fā)電效益、合理處理排沙與發(fā)電的關系、減輕水輪機磨損等問題；第八章為縮短三門峽水庫高水位運用時間，提出了三門峽水庫應采用“適時調控”運用方式；第九章概述了全書的主要結論。    本書可供從事黃河防洪、防汛、多泥沙河流的水庫運用、河床演變、河道整治、泥沙研究、工程管理等方面的科技人員及高等院校有關專業(yè)師生參考。

作者簡介

胡一三，男，河南鹿邑人，1941年2月生，1964年畢業(yè)于天津大學。黃河水利委員會科學技術委員會副主任，黃河水利委員會原副總工程師，華北水利水電學院兼職教授，教授級高級工程師，國家抗洪搶險專家，治黃科技拔尖人才，享受國務院政府特殊津貼專家，全國水利系統(tǒng)先進工作者

書籍目錄

前言第一章  三門峽水利樞紐建設與改建    第一節(jié)  三門峽水利樞紐興建過程及原建工程概況  第二節(jié)  三門峽水利樞紐工程改建  第三節(jié)  樞紐水電站改建  第四節(jié)  樞紐泄流能力  參考文獻第二章  汛期發(fā)電原型試驗前庫區(qū)河道的沖淤特點  第一節(jié)  三門峽庫區(qū)河道特性  第二節(jié)  建庫前庫區(qū)河道的沖淤特點  第三節(jié)  建庫后庫區(qū)河道的沖淤特點  第四節(jié)  小結  參考文獻第三章  汛期發(fā)電原型試驗的基本原則和主要指標  第一節(jié)  水庫發(fā)電運用方式  第二節(jié)  汛期發(fā)電原型試驗水庫運用的基本原則  第三節(jié)  汛期發(fā)電原型試驗水庫運用主要指標    第四節(jié)  水庫運用方式  第五節(jié)  小結第四章  汛期發(fā)電原型試驗期間入庫水沙條件及其變化    第一節(jié)  水量和沙量  第二節(jié)  洪水    第三節(jié)  汛期各級流量天數(shù)及水量、沙量變化  第四節(jié)  水沙變化原因及今后發(fā)展趨勢    第五節(jié)  小結第五章  汛期發(fā)電原型試驗期間水庫調度運用及其對庫區(qū)和下游河道；中淤的影響  第一節(jié)  水庫調度運用情況與特點    第二節(jié)  非汛期庫區(qū)沖淤基本特性    第三節(jié)  汛期潼關至大壩段庫區(qū)沖淤特性    第四節(jié)  汛期發(fā)電原型試驗對下游河道沖淤影響分析    第五節(jié)  小結第六章  汛期發(fā)電原型試驗期間潼關高程變化分析    第一節(jié)  潼關高程變化基本情況  第二節(jié)  潼關高程變化特點及基本規(guī)律    第三節(jié)  潼關高程變化成因分析  第四節(jié)  小結  參考文獻  第七章  汛期發(fā)電原型試驗期間發(fā)電效益分析    第一節(jié)  汛期發(fā)電原型試驗期間發(fā)電情況    第二節(jié)  合理處理排沙與發(fā)電關系是提高汛期發(fā)電效益的關鍵    第三節(jié)  減少過機泥沙，減輕水輪機磨損破壞  第四節(jié)  增加發(fā)電時間和提高水量利用率    第五節(jié)  汛期發(fā)電潛能分析  第六節(jié)  小結第八章  小浪底水庫運用初期三門峽水庫運用方式探討    第一節(jié)  二門峽水庫承擔任務調整    第二節(jié)  三門峽水庫防洪運用方式研究    第三節(jié)  改善二門峽庫區(qū)淤積及充分發(fā)揮水庫效益研究    第四節(jié)  小結  參考文獻  第九章  結論與展望

章節(jié)摘錄

　　第一章 三門峽水利樞紐建設與改建　　黃河流經世界上最大的黃土高原，以其含沙量高、治理難度大而聞名于世。千百年來，黃河在帶給中華民族繁榮的同時，也帶來了深深的災難，因此“黃河寧，天下平”就成了中華民族共同的祈盼?！　⌒轮袊闪⒑?，人民決心要根治黃河水害、開發(fā)黃河水利，讓黃河造福于中華民族。1955年第一屆全國人大通過了《黃河綜合利用規(guī)劃技術經濟報告》，為了解決當前與長遠的防洪、攔沙、灌溉及發(fā)電等問題，確定三門峽水利樞紐為規(guī)劃中的第一批重點工程，以巨大的庫容攔蓄水沙，同時大力開展水土保持工作.減少下游泥沙來源。　　三門峽水利樞紐作為根治黃河水害、開發(fā)黃河水利的第一期工程，是在黃河干流上修建的第一座大型水利樞紐。它的建設和運用探索，是人民治黃的一次偉大實踐，不僅為黃河歲歲安瀾做出了不可替代的貢獻，而且為多泥沙河流的治理開發(fā)（如三峽、小浪底等工程建設）提供了成功的經驗?！　∪欢?，人類認識自然、改造自然是一個復雜的過程，三門峽水庫原規(guī)劃設計對泥沙問題的認識不足，造成庫區(qū)嚴重淤積。為解決泥沙問題，經歷了長達30多年的改建探索與運用，尤其是在水工建筑物、泄流排沙設施的布設，以及泄流能力大小等方面進行了成功的探索與運用。經過兩次改建，至1973年底，三門峽水庫采用“蓄清排渾”運用方式后，取得了顯著的防洪、防凌、灌溉、供水、發(fā)電、減淤等綜合效益?！　∪T峽水庫的建設與運用，半個多世紀以來一直為世人所關注，許多專家學者對它功過得失的研究與評論一直沒有停止。下面就樞紐規(guī)劃、設計、原建、增建和改建的曲折過程做一回顧。 第一節(jié) 三門峽水利樞紐興建過程及原建工程概況 一、自然地理特征 三門峽水庫是黃河干流上興建的首座以防洪為主的綜合利用水庫，控制黃河流域面積68.84萬km2，占黃河流域總面積（不含閉流區(qū)）的91.5％，控制黃河來水量占總水量的89％。　　黃河下游洪水主要來自中游3個地區(qū)，即河口鎮(zhèn)至龍門區(qū)間、龍門至三門峽區(qū)間、三門峽至花園口區(qū)間。三門峽水庫控制了上述3個洪水來源區(qū)中的河口鎮(zhèn)至龍門和龍門至三門峽兩個洪水來源地區(qū)，其防洪作用是非常顯著的?！　∪T峽水利樞紐壩址位于黃河中游干流上，其右岸為河南省三門峽市湖濱區(qū)高廟鄉(xiāng)，左岸為山西省平陸縣三門鄉(xiāng)。壩址距黃河人?？诩s1027 km。樞紐壩址兩岸為地勢峻峭的峽谷地帶，左岸大部分為陡崖峭壁，右岸稍為平緩。

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