三峡水库运行水位优化对巫~奉段库岸稳定影响对比研究

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三峡工程作为举世瞩目的水利水电工程,自建成以来在防洪、航运、发电等方面发挥着非常重要的作用。为进一步贯彻落实国家新的发展思想和发展战略,实践新的洪水资源利用理念,近年来有关部门和部分学者提出“考虑三峡水库新的运用环境,利用新的洪水预报技术发展成果,在基本保证下游防洪水平不降低、库区防洪影响可接受的条件下,研究挖掘三峡水库调洪库容潜力,提高三峡水库汛期运行水位,以充分开发和利用长江水资源特别是洪水资源”的设想方案,并初步拟定将三峡汛期运行水位由原145m动态提高至148m、150m、152m、155m等四个方案。针对运行水位调整后带来的库岸稳定新问题,选取了库区巫山至奉节段内部分典型库岸治理工程,基于极限平衡法与非饱和渗流理论,采用传递系数法与数值模拟法相结合,通过建立库岸理论分析模型和流固耦合数值模型,对不同运行水位下的库岸稳定性变化进行对比研究,并考虑了短期水位下降和短期强降雨等极端情况对库岸稳定的影响。论文获得以下初步成果:
  (1)根据对巫山(5个实际工程)、奉节(2个实际工程)共7个库岸治理工程的对比计算结果可知,运行水位调整提高后,库岸稳定系数均有所增加,具体表现在148m和150m蓄水位时略有增加,152m和155m时增加值稍大,总体上增幅不大,对库岸稳定有利。
  (2)为探讨运行水位调整后不同渗透性、渗流场及稳定性变化规律,选取巫山~奉节段内两个典型滑移型库岸,采用渗流-应力耦合模型,进行稳态-瞬态渗流、应力、稳定性的数值计算,数值模拟结果表明,岸坡稳定性仍随着运行水位的提高而有所增加,各水位方案的稳定性变化无明显差异。
  (3)针对库区汛期运行水位短期快速下降的情况,选取2个库岸岸坡,分析了在不同库水位降速下的稳定系数变化情况,结果表明,水位短期快速下降对库岸稳定有不利影响,水位降速越快,暴雨强度越大,库岸稳定性下降越快,最小稳定系数也越低,且高水位方案比低水位方案下降值大些。
  (4)综合各种分析,针对提出的4个水位方案,可知提高汛期运行水位对三峡库区巫山~奉节段的库岸稳定总体上呈有利趋势,各水位方案影响差异不大,但在汛期水位运行调度中,要注意水位短期快速下降对库岸稳定的影响,水位越高,降速越快,影响越大。
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