本書以三峽水庫及金沙江下游的溪洛渡、向家壩梯級水庫為主要研究對象，內容涵蓋預報調度技術、減淤調度、汛期洪水資源利用、汛前消落與汛末蓄水、水沙變化與河道治理、水生態與水環境、聯合調度平臺建設等，結合三峽水庫等工程調度運行實踐，經總結提煉形成三峽水庫科學調度關鍵技術。本書提出的相關技術成果均應用于三峽水庫等工程調度，在類似工程中具有參考價值和推廣意義。
建立健全三峽工程質量管理標準體系，為三峽工程創造一流的質量，推動中國水利水電工程質量技術標準發展起到了積極作用，得到國務院三峽工程質量檢查專家組的好評。
目錄
第1章 緒論1
1.1 水庫調度研究的重要性2
1.2 三峽水庫調度運行實踐與成效3
1.2.1 2016年調度實踐與成效4
1.2.2 2017年調度實踐與成效5
1.2.3 2018年調度實踐與成效6
1.2.4 2019年調度實踐與成效7
1.2.5 2020年調度實踐與成效8
1.3 本書主要內容11
第2章 三峽水庫水文特征及預報技術15
2.1 水文基礎資料一致性分析16
2.1.1 洪水、徑流還原還現16
2.1.2 設計洪水過程分析與計算17
2.1.3 三峽、葛洲壩水庫出庫流量率定18
2.2 上游水庫群運行后洪水特性及規律19
2.2.1 梯級水庫群條件下洪水傳播特性19
2.2.2 長江上游洪水分期規律21
2.3 水文氣象預報方法23
2.3.1 長江流域降水集合預報23
2.3.2 分布式水文模型預報25
2.3.3 洪水演進模擬28
2.3.4 長江上游旱澇長期預測28
2.4 三峽水庫不確定性水文預報31
2.4.1 洪水集合概率預報方法31
2.4.2 洪水集合概率預報應用研究32
2.5 短中期水文氣象預報實踐34
2.5.1 短中期降雨及水文預報精度評定方法34
2.5.2 短中期水文氣象預報精度評定結果35
第3章 溪洛渡、向家壩、三峽水庫泥沙沖淤規律與減淤調度36
3.1 長江上游重點產沙區產輸沙規律37
3.1.1 長江上游干支流及三峽水庫入庫水沙量變化過程37
3.1.2 典型產沙區產輸沙過程及土壤侵蝕分布變化調查37
3.1.3 典型流域輸沙變化過程和影響機理38
3.1.4 典型水庫淤積調查及金沙江下游梯級和三峽水庫入庫泥沙量預測39
3.2 三峽水庫區間入庫泥沙調查及規律40
3.2.1 基于泥沙指紋識別的三峽水庫區間重點產沙區域辨識40
3.2.2 三峽水庫區間及主要支流入庫泥沙量淤積特征41
3.3 溪洛渡、向家壩、三峽水庫入庫泥沙實時預報技術42
3.3.1 溪洛渡、向家壩、三峽水庫入庫泥沙實時監測技術42
3.3.2 溪洛渡、向家壩、三峽水庫洪峰沙峰傳播特性42
3.3.3 溪洛渡、向家壩、三峽水庫泥沙實時預報體系43
3.3.4 聯合調度下三峽水庫沙峰過程排沙調度的“蓄清排渾”新模式43
3.4 三峽及上游大型水庫泥沙沖淤觀測關鍵技術與控制指標44
3.4.1 船載動態三維激光水庫消落帶地形掃描系統研發44
3.4.2 三峽水庫大水深測量精度提升方法44
3.4.3 三峽及上游大型水庫淤積物密實沉降觀測45
3.4.4 三峽水庫水文泥沙實時監測及在線整編45
3.4.5 三峽及上游大型水庫泥沙沖淤觀測控制指標46
3.5 新的入庫水沙和聯合優化調度條件下三峽庫區泥沙淤積研究47
3.5.1 三峽庫區泥沙沉降機理47
3.5.2 三峽水庫及長江上游梯級水庫水沙數學模型改進47
3.5.3 三峽庫區泥沙淤積長期預測49
3.6 新水沙條件下長江中下游干流河道的沖淤變化響應49
3.6.1 壩下游河道沖刷響應及影響因素49
3.6.2 長江中下游河道沖淤變化趨勢50
3.6.3 典型河段灘槽演變趨勢51
3.6.4 主要控制站水位-流量關系變化趨勢52
3.6.5 槽蓄關系變化趨勢預測53
3.7 上游水庫群運行后金沙江下游梯級與三峽水庫聯合減淤調度方案54
3.7.1 金沙江下游梯級及三峽水庫消落期聯合減淤調度方案54
3.7.2 金沙江下游梯級及三峽水庫汛期聯合減淤調度方案55
3.7.3 金沙江下游梯級及三峽水庫蓄水期聯合減淤調度方案56
3.7.4 金沙江下游梯級及三峽水庫全時期聯合減淤調度方案56
第4章 溪洛渡、向家壩、三峽水庫聯合防洪調度及洪水資源利用57
4.1 基于不同典型洪水分類的水庫群聯合防洪調度方式58
4.1.1 洪水樣本分類58
4.1.2 上游水庫群對不同類型寸灘站洪水的攔蓄方式59
4.2 水庫群聯合防洪調度對城陵磯及武漢地區防洪作用62
4.2.1 對城陵磯地區防洪作用62
4.2.2 對武漢地區防洪作用64
4.3 長江中游水庫群聯合防洪調度方式65
4.3.1 洞庭湖四水水庫群配合三峽水庫防洪調度65
4.3.2 鄱陽湖五河水庫群聯合防洪調度方式67
4.3.3 三峽水庫和清江梯級水庫聯合防洪調度方式69
4.4 溪洛渡、向家壩與三峽水庫洪水資源利用70
4.4.1 溪洛渡、向家壩汛期運行水位上浮空間70
4.4.2 三峽水庫汛期運行水位動態控制72
4.4.3 三庫聯合常遇洪水調度79
第5章 溪洛渡、向家壩、三峽水庫聯合蓄水調度82
5.1 水庫群蓄水期調度需求與蓄水形勢83
5.1.1 水庫群蓄水期綜合利用需求83
5.1.2 水庫群蓄水形勢84
5.2 梯級水庫群蓄水時機選擇與蓄水庫容分配86
5.2.1 流域水文氣象預報水平綜合評估86
5.2.2 流域枯水預判條件與蓄水時機選擇87
5.2.3 梯級水庫汛期末段蓄水庫容動態分配89
5.3 溪洛渡、向家壩與三峽水庫協同蓄水方案92
5.3.1 蓄水方案設置92
5.3.2 蓄水指標比較93
5.3.3 蓄水風險分析94
5.3.4 三庫協調蓄水方式95
5.4 梯級水庫蓄水對長江中下游水文情勢影響96
5.4.1 長江干流水位對蓄水期上游水庫群調度的響應規律96
5.4.2 水庫蓄水對兩湖地區水文情勢的影響100
第6章 溪洛渡、向家壩、三峽水庫聯合消落與應急補水調度103
6.1 長江中下游應急補水需求104
6.1.1 涉及斷面情況104
6.1.2 各類型應急補水需求105
6.2 長江口咸潮入侵影響因素與基本特征107
6.2.1 長江口咸潮入侵影響因素107
6.2.2 長江口咸潮入侵基本特征108
6.2.3 長江口咸潮入侵時間演變規律108
6.3 上游水庫群運行對長江口水資源量影響110
6.3.1 三峽水庫水資源調度110
6.3.2 其他水庫水資源調度111
6.3.3 徑流組成分析111
6.4 控制斷面目標參數研究與分析113
6.4.1 宜昌—城陵磯河段113
6.4.2 城陵磯—大通河段115
6.4.3 大通以下河段116
6.5 協調綜合需求的水庫群消落深度分析118
6.5.1 消落深度影響因素分析118
6.5.2 現狀水平年分析119
6.5.3 規劃水平年分析120
第7章 三峽水庫不同運行水位與庫區水面線響應關系122
7.1 三峽水庫庫區水面線基本情況123
7.1.1 研究基礎123
7.1.2 三峽水庫蓄水運用以來庫區實際水面線情況124
7.2 水庫洪水演進計算模型124
7.2.1 水庫洪水演進計算模型構建124
7.2.2 洪水演進計算模型改進126
7.2.3 模型率定與驗證128
7.3 三峽水庫庫尾水位-流量關系及行洪能力變化129
7.3.1 庫尾河段水面比降變化129
7.3.2 主要控制站行洪能力變化130
7.4 三峽水庫淹沒可控的調度運行策略分析132
7.4.1 來水組合對庫區水面線的影響132
7.4.2 淹沒可控的臨界水位與流量133
7.4.3 庫區淹沒風險與調度運行對策134
7.5 三峽水庫不同運行水位對庫區淹沒影響135
7.5.1 淹沒影響分析概述135
7.5.2 三峽庫區不同水面線淹沒分析136
7.5.3 敏感庫段淹沒影響136
第8章 長江中下游干流河槽發育與岸坡穩定138
8.1 三峽水庫蓄水以來長江中下游河道造床流量139
8.1.1 河道造床流量計算方法139
8.1.2 壩下游造床流量影響因素141
8.1.3 三峽水庫控泄流量過程143
8.2 新水沙條件下三峽水庫長江中下游河槽發育143
8.2.1 洪水過程對河槽發育的影響143
8.2.2 典型洪水年水沙過程對洪水河槽塑造效果144
8.2.3 長系列年水沙過程對洪水河槽塑造效果146
8.3 新水沙條件下長江中下游險工段岸坡穩定性148
8.3.1 新水沙條件下典型險工段岸坡穩定性影響因素148
8.3.2 長江中下游典型險工段岸坡穩定性分析150
8.3.3 新水沙條件下典型險工段岸坡穩定性變化趨勢152
第9章 荊南四河水沙變化及對策155
9.1 荊南四河水沙總體概況156
9.1.1 研究范圍156
9.1.2 主要研究內容159
9.2 荊南四河河勢沖淤演變及水資源開發利用160
9.2.1 河勢沖淤演變160
9.2.2 水資源開發利用160
9.3 荊南四河徑流量及分流分沙情勢變化161
9.3.1 荊南四河徑流量變化161
9.3.2 分流分沙情勢變化162
9.4 新水沙條件下荊南四河沖淤及河勢變化預測162
9.4.1 沖淤變化預測162
9.4.2 河勢變化預測163
9.5 三峽水庫運行對荊南四河水資源量影響165
9.6 沖淤變化對荊南四河水資源量影響167
9.7 梯級水庫應對荊南四河水資源量減少的對策168
9.7.1 針對三峽水庫168
9.7.2 針對上游水庫群168
9.8 新水沙條件下荊江三口河口疏浚方案研究169
9.8.1 疏浚方案比選169
9.8.2 疏浚效果和影響169
9.8.3 推薦疏浚方案設計171
第10章 三峽水庫優化調度與水生態環境演變172
10.1 三峽水庫運用與水質的響應關系173
10.1.1 三峽水庫運用與水庫干流水質變化173
10.1.2 三峽水庫運用與長江中下游干流水質變化176
10.2 三峽水庫運用與支流水華響應關系181
10.2.1 水華發生影響因子識別181
10.2.2 水庫調度對浮游植物群落的影響182
10.2.3 水華與水庫調度的響應關系分析185
10.3 三峽水庫運用與洞庭湖濕地變化響應關系186
10.3.1 洞庭湖濕地演變186
10.3.2 洞庭湖濕地植被及其變化187
10.3.3 洞庭湖濕地植被變化與水庫調度的響應關系188
第11章 促進重要魚類自然繁殖的三峽水庫生態調度關鍵技術191
11.1 三峽庫區典型支流產黏沉性卵魚類資源狀況192
11.1.1 三峽庫區典型支流產黏沉性卵魚類資源現狀192
11.1.2 三峽庫區典型支流產黏沉性卵魚類繁殖生物學194
11.1.3 三峽庫區典型支流產黏沉性卵魚類早期資源現狀196
11.2 三峽壩下魚類群落及早期資源動態198
11.2.1 壩下宜昌江段魚類群落結構變動特征198
11.2.2 壩下沙市江段產漂流性卵魚類早期資源現狀200
11.3 促進不同產卵類型魚類自然繁殖的生態調度需求203
11.3.1 三峽庫區產黏沉性卵魚類自然繁殖的生態調度需求203
11.3.2 三峽壩下產漂流性卵魚類自然繁殖的生態調度需求205
11.4 針對不同產卵類型魚類自然繁殖的三峽水庫生態調度試驗及其效果監測207
11.4.1 促進三峽庫區產黏沉性卵魚類自然繁殖的生態調度試驗207
11.4.2 促進三峽壩下產漂流性卵魚類自然繁殖的生態調度試驗208
參考文獻216
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