三峡水库原来按静库容方法确定的防洪水位严重偏低，是偏于不安全的。用静库容方法进行三峡工程防洪调节计算，对三峡承担荆江大洪水的任务是不利的。如果三峡水库的库容只用于拦蓄百年一遇洪水，从初期到水库淤积80年后的调节计算结果见表5-6所示。......
2023-06-22
三峡水库防洪库容优化方案
【摘要】：防洪库容是三峡工程的重要指标，准确确定三峡水库在各种条件下的防洪库容对正确规划下游防洪工程和决定水库合理调度方式等具有重要意义。在水库蓄满时，下泄流量60000～80000m3/s范围内，三峡水库初期的动防洪库容都明显小于静库容。而且，由于这时三峡水库的泥沙淤积还没有达到平衡，可见随着水库淤积增加，动防洪库容还要减小。可见，如果按动库容标准计算，三峡水库初期防洪库容就明显减小，长远将失去大量的防洪能力。
防洪库容是三峡工程的重要指标，准确确定三峡水库在各种条件下的防洪库容对正确规划下游防洪工程和决定水库合理调度方式等具有重要意义。一般情况下，水库水面开阔、水流缓慢、库面接近水平，水库库容可直接按根据地形测量确定的库容曲线确定。三峡设计静库容曲线如图5-41所示。然而，三峡水库是一个完全河道型水库，库面平均宽度不足1000m，而水库回水范围长达600km 以上。这种情况下，水库水流有较大的纵向比降，相当部分水库水体高于坝前水位，水库动态效果明显。
图5-41 三峡水库的静库容曲线及相应的静防洪库容
根据三峡的防洪运行方式，无论在哪种防洪情况下，水库开始拦洪的流量都比较大，这是由于坝前水位较低 (145m)，过水面积相对较小、流速较大，水库水面比降相对较大，水库流动已挤占了145～175m之间的空间;当坝前水位达到最高水位175m 时，因过水面积增加远远大于流量增加，水库流速比起始调洪时更小，不能更多地增加水面比降来增加库容。根据三峡水库的实际资料计算，在145m 和175m 时，不同淤积年代水库水面比降的差别见图5-42。因此，介于汛限水位145m 与正常水位175m 间的动防洪库容将会减少;同时，随着水库淤积发展，动库容与静库容的差别会更大。
图5-42 三峡水库防洪开始 (a)和蓄满时 (b)库区水面线及水面坡降
(其中，(a)图流量56700m3/s，(b)图流量60000m3/s，从初期开始，每10年计算一次，一共12次)
表5-3是不恒定流模型计算的三峡水库不同运行年份按动库容计算的防洪库容保留比例。表中水库在145m 开始防洪时的流量都是56700m3/s。在水库蓄满时，下泄流量60000～80000m3/s范围内，三峡水库初期的动防洪库容都明显小于静库容。对蓄满时三峡下泄一般的荆江安全流量 (小于60000m3/s)，三峡初期的动态防洪库容就只有静库容的80%左右(大约180亿m3)。水库淤积后，动防洪库容损失比例比静库容更快，水库运行100年后，动防洪库容的保留比例将非常小。对于相同的初始防洪流量(56700m3/s)，当满库对应的下泄流量较小时 (Q=60000m3/s)，水库动防洪库容只有101亿m3;当下泄流量较大时 (80000m3/s)，防洪库容会有所增加，但动防洪库容保留率仍然只有约64.1%，动防洪库容约142亿m3。比论证期间确定的最终保留防洪库容小48亿m3。而且，由于这时三峡水库的泥沙淤积还没有达到平衡，可见随着水库淤积增加，动防洪库容还要减小。
表5-3 不同年代三峡水库动防洪库容保留百分数(相对于静防洪库容221.5×108m3)
注 起调防洪流量都是56700m3/s。
中国水利水电科学研究(方春明等，2005)也计算了三峡水库设计方案在原水沙条件下运行到100年的动库容的变化情况(表5-4)。结果显示在145～175m 间初期和后期的防洪库容都与表5-3基本一致。而且，水库淤积100年时，库容保留比例甚至比作者等的结果更小。
可见，如果按动库容标准计算，三峡水库初期防洪库容就明显减小，长远将失去大量的防洪能力。到水库淤积100年以后，防洪库容减少比例将远大于静库容减小比例。如果三峡水库今后出现可行性阶段预计的100年泥沙淤积情况，三峡的防洪能力将减小到约100亿m3。即使乐观看，三峡水库最终仅淤积到原预计的70年淤积状态，泥沙淤积只有不足150亿m3左右就达到平衡，三峡工程也将难以长期保留防御千年一遇洪水的有效防洪库容，这对荆江和库区防洪安全和可持续发展都是不利的。
表5-4 中国水利水电科学研究院计算三峡不同年代的动防洪库容(Q=60000m3/s，库容单位:×108m3)
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