摘要：水电站工程安全监测仪器服役时长和时变特性,是影响工程安全监测设计、实施和运行管理的核心因素之一,然而国内外却鲜有对于安全监测仪器服役时变规律的研究。收集了我国10个水电站工程安全监测仪器服役表现的实际大样本数据,总结其重要时间节点,统计其监测仪器总失效率,揭示了安全监测仪器失效率的时变规律。结果表明:①施工期,7个工程监测仪器失效率增量模型符合正态函数,6个工程监测仪器失效率增量先增后减,拐点出现在施工期的51%~84%处;3个工程失效率持续上升。②运行期,工程监测仪器失效率均呈平稳上升趋势,符合线性模型。提出的安全监测仪器服役时变模型均能有效预估各工程安全监测仪器失效率变化情况。

摘要：本文回顾三峡水库设计洪水、特征水位、运行方案变化调整过程,综述三峡水库运行调度关键技术研究进展和分析来水来沙变化情况。分别采用最可能洪水地区组成法和非一致性洪水频率分析两种途径,推求考虑上游水库群调蓄影响的三峡水库运行期设计洪水及特征水位。结果表明:近10年三峡入库泥沙量比初设成果减少了84.4%,宜昌站水文情势IHA-RVA综合指标为74%、发生了重度改变,三峡水库运行期1000年一遇7~15 d洪量减少了约81.5亿~142.8亿m^(3),初设确定汛限水位的主要制约因素(防洪、泥沙)发生了很大的变化。原单站设计洪水及确定的三峡水库175-155-145 m运行方案,已无法满足新时期水资源高效利用和生态环境保护的新需求。建议把三峡水库运行方案调整为175-160-155 m,主汛期水位在155~160 m区间动态控制运行,长江中下游梅雨结束后应考虑提前蓄水,8月底蓄至163 m左右,9月底蓄至165 m,10月底蓄满。该方案在保证大坝和下游防洪安全的前提下,汛期减少弃水并增加枯水期补水量,预计可增发10%左右的发电量;抬高运行水位也有利于库区航运和减少消落带;9月份尽量不蓄水或少蓄水,可减少蓄水期对下游河道及两湖生态环境的不利影响,具有巨大的经济、社会和生态环境等综合利用效益。当预测预报长江流域可能发生流域性大洪水时,尽快将库水位消落至汛限水位145 m,确保大坝和下游防洪安全。

摘要：金沙江下游乌东德-白鹤滩-溪洛渡-向家坝梯级水库共同承担下游防洪任务,规划设计阶段没有考虑水库防洪库容之间的互补等效关系。基于水量平衡原理及总防洪库容不变假设,对梯级水库的防洪库容进行聚合分解,以发电为主要目标推导了两库和多库情况下梯级水库防洪库容优化配置公式,并采用数值求解。结果表明:把库容较小的乌东德和向家坝水库的防洪库容分别优化配置11.80亿、2.16亿m3给库容较大的白鹤滩和溪洛渡水库,乌东德-白鹤滩和溪洛渡-向家坝聚合系统7月和8月可分别增发电量4.45亿、0.32亿kW·h;金沙江下游四库防洪库容联合优化配置,年均发电量可增加10.37亿kW·h,经济效益十分显著。

摘要：为复核正常运行期条件下三峡电站的发电能力、探究不同调度方式及上游水库调蓄对三峡电站发电能力的影响,以初设方案、优化调度方案、2015版调度规程方案、2019版调度规程方案为调度计算模型,选取初步设计测算所用1946~1975年宜昌站天然径流系列,在考虑上游主要控制性水库的基础上进行还现计算以反映正常运行期三峡入库径流特征,并对比分析了天然、还现径流分别按照四种调度模型运行情景下的三峡电站发电能力。结果表明,正常运行期条件下三峡电站发电能力为1008×10^(8)kW·h,较设计值提高了14.3%;通过优化调度方式可显著提升水库10月蓄满率,相比初设方式,三峡电站发电能力提升约55×10^(8)~90×10^(8)kW·h;在上游水库调蓄作用下三峡年内入库径流系列明显坦化,水资源利用率有效提升,三峡电站发电能力提升约8×10^(8)~28×10^(8)kW·h。

摘要：静库容法和动库容法是水库调洪演算最常用的方法,与动库容法相比静库容法简单快速,所需资料较少,在水库蓄水期和消落期可直接用于水库调洪。但由于未考虑入库向出库转换的时间延迟,在汛期易造成较大的库水位计算误差。对此,设计了距离度量学习算法,对当前的预报样本,先使用静库容法计算库水位;然后根据学习的距离度量,从历史样本中寻找若干个与当前水情相似的样本,用这些相似样本的库水位计算误差的线性组合对当前样本的计算库水位进行修正,改善其精度。以三峡水库2009~2017年的数据作为训练集,以2018年的数据作为测试集,试验结果表明距离度量学习算法能够显著改善汛期库水位的计算精度。

摘要：坝踵应力是评价重力坝安全的重要指标,按无拉应力准则设计的重力坝采用有限单元法分析时往往出现较大的拉应力,但实际工程中未见观测到拉应力的报道,有的甚至出现较大压应力,同时实测应力变幅往往远小于计算值。本文统计了国内外24座重力坝观测结果,分析了坝踵应力蓄水前后变化特点,以一典型重力坝断面为例,采用材料力学法和有限元法对坝踵应力进行计算,对比分析了理论坝踵和实测坝踵应力变化规律,重点研究了扬压力对两个坝踵点应力贡献作用,揭示了计算和观测坝踵应力差异的原因之一。结果表明:理论上的坝踵应力是坝踵基岩一侧计入扬压力作用的有效应力,实测坝踵应力则是距基础一定距离、坝体混凝土内部的总应力,两者存在一个与扬压力接近的应力差;按无拉应力准则设计的重力坝,坝内测点不会出现拉应力,最小压应力为0.5~1.0倍的上游水头;实测坝踵的有效应力取决于渗流场和孔隙水压力系数(B系数),该点渗透压力变幅小于上游水头且存在滞后,致使应力变幅明显小于理论坝踵应力变幅;扬压力在理论坝踵和实测坝踵的作用差异是实测与计算坝踵应力差异显著的重要原因之一。

摘要：作为“国之重器”的三峡水利枢纽工程,应利用成熟的数据中心技术和资源,为现存多业务系统提供安全监测数据的存储、计算、分析和服务,实现数据的集中管理和高效利用。梳理并总结了三峡工程现有的安全监测体系建设与运行现状,以问题与需求为导向,提出了三峡工程安全监测相关多业务系统的集成方案,研究了如何优化升级原有大坝安全监测自动化系统,探讨了相关最新技术的应用,提出了三峡枢纽工程安全监测智能化的合理近期目标及达成目标需要完成的工作任务。以此为例,提出了基于数据服务中心思想的业务系统集成的需求、目标、方法、效果、优势和建议等,旨在探索数据服务思想在安全监测管理实际应用中的价值和意义,成果可以为三峡工程安全监测管理下一步工作提供指导,也可以为同类同阶段的超大型水利水电工程安全监测智慧化提供参考。

摘要：三峡工程自2003年蓄水发电至今已运行20 a,初步设计主要功能全部实现,并适应运行条件变化和发展需求持续优化运行方式,防洪、发电、航运、水资源利用等综合效益全面发挥。截至2023年底,三峡工程累计拦洪运用66次,拦蓄洪水超2 088亿m^(3),确保了荆江河段防洪安全,极大减轻了长江中下游防洪压力;累计发出清洁电能超16 600亿kW·h,相当于节约标准煤5.1亿t,减少二氧化碳排放13.3亿t;极大改善了库区与长江中游航道条件,累计通过货运量超20亿t,有力促进了长江航运快速发展;枯水期累计向下游补水约3 400亿m^(3),有效保障了长江中下游供水安全;生态调度成效显著,四大家鱼资源量明显恢复。为了应对频发的极端水文事件带来的风险和挑战,确保三峡工程长期安全运行和持续发挥巨大综合效益,从推进气象水文预报技术研究与应用、三峡水库调度运行方案优化、创新成果转化运用、智慧化管理等方面提出了下一步工作展望。

摘要：为探究掺气模型模拟明渠自掺气水流的可靠性,采用亚格子掺气模型、变密度模型和漂移流模型相结合的混合框架亚格子掺气模型对3种典型坡度下的明渠自掺气均匀流进行了数值模拟。计算结果表明,所用模型可较好地计算两相流的速度分布,在缓坡下难以捕捉掺气浓度高于0.3的区域,导致计算得到的断面平均掺气浓度较低;而在中坡和陡坡下所用模型的扩散性高于实际,进而会得到高于实际的断面平均浓度;中坡和陡坡情况下计算的气泡绝对大小和在断面上的分布规律较为合理,但缓坡情况下的气泡直径分布规律性较差。总体来看,该模型应用于中坡和陡坡明渠的掺气计算可靠性较高,但仍需一定的参数校验。而对于缓坡明渠的计算结果的可靠性则较差。

摘要：长江上游干支流梯级水库和三峡水库均承担着长江中下游的防洪任务,其防洪库容具有一定的互补等效性。本文采用典型年法和最可能地区组成法推求了三峡水库的洪水地区组成,基于不降低原设计防洪标准的原则,探讨了五个典型年和三种设计频率情况下,金沙江下游梯级和三峡水库防洪库容的互补等效关系。结果表明:①五个典型年能够反映三峡水库发生大洪水的地区组成规律,金沙江下游梯级和三峡水库防洪库容互补等效关系近似为线性关系。②同种典型年和设计频率下金沙江下游四座水库的互补等效系数值近似等同,主要受三峡水库典型年的洪水地区组成影响;当预测洪水主要来源于金沙江(或嘉陵江及未控区间)流域时,等效系数取0.8(或0.5)。③通过洪水预报和等效关系动态运用三峡水库防洪库容,在不增加防洪风险的前提下,三峡水库年均汛期可增发电量41.4亿kW·h(+9.86%)。