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主题:【原创】三峡大坝前163米对上游水位有无影响 -- 秦关

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家园 【原创】三峡大坝前163米对上游水位有无影响

根据njyd在下面帖子中给出的26日水情信息

http://www.cchere.com/thread/3759279#C3759279

26日20时,茅坪水位162.87米,寸滩相应流量41200立方米/秒、水位180米,如果没有三峡,寸滩水位是否会低些?

三峡与上游水位关系可看下页面,三峡水面的坡度一节

http://www.cchere.com/thread/3622164/3#C3640176

选取其中寸滩流量33200—44000图

由图中可见1、2、3曲线对应水位33000多,不到34000,不管寸滩(三峡大坝前)水位多少(146-163米)茅坪水位都是175左右,相差很小,说明流量小于34000,寸滩水位小于163米,三峡坝前水位对茅坪没有影响;而4、5曲线近似平行3曲线上移,是1、2、3曲线群的翻版,说明与其对应的水位和流量与1、2、3曲线群有不同的规律。

(土鳖扛铁牛)

家园

先说连个概念

河床坡度:河床自然的地理落差。

水力坡度:河流水面单位距离的落差,常用百分比、千分比、万分比表示。这里我把它引申为,河床坡度不大时上下游的水位落差。

一般情况下水位落差与流量有关,流量越大水位落差越大,也就是水力坡度越大。这种增加一般不是线性关系的,因为随着水位增加河面变宽,水力坡度增加会减小。所以下游如果有了水库,水库的水位通常会抬高上游河流的水位。

一种特殊情况是,河流进入水库前河床坡度有一个巨大的落差,可以想象一下河流是通过一个瀑布流入水库的。这种情况只要水库没有淹到瀑布的出口,水库的水位对河流上游水位没有影响。

从njyd给出的图中可以直观感觉,寸滩到忠县(或者长寿)河床坡度很大。因此推论:对一定流量来说,只要三峡水库水位没到淹没“瀑布出口”的程度 ,对上游水位没有影响,寸滩水位由上游的水力坡度决定,淹没“瀑布出口”则由下游水位决定。

家园

为说明以上观点,仍用下面页面中三峡水面坡度一节中的图说明链接出处

有代表意义的是寸滩流量13000-14000一图,其中除3、11曲线外,流量最大的13900(茅坪152)与流量最小的13000(茅坪152)对应寸滩水位均为166米,所差无几,可见此时水库没有淹没"瀑布出口",寸滩水位由上游水位坡度决定。

而曲线3流量为13000,因茅坪水位168米,寸滩水位是171米;曲线1、2流量也是13000,虽然对应茅坪水位分别145、148米,但寸滩水位均为166米。可见茅坪168米对应流量13000时,水库淹没了“瀑布出口”,寸滩水位由水库水位决定。

寸滩到长寿(忠县)毕竟不是水库,不是绝对的分界,有一个过渡状态,这就是曲线11所表现的:流量13800,对应寸滩的水位(167)却高于流量13900对应的水位(166)。

家园

回到流量44000对应的图,曲线4、5对应流量明显大于同组数据,参照不足,还不能确定是上下游哪的影响,需要参照其他数据。

看下面页面当三峡满库时,寸滩再来洪水时水位会涨到多少?(1) 一节

链接出处

其中2011年6月到12月寸滩流量与相应水位的图中数据可分为两大类,一类是图左侧蘑菇云样的,一个是右侧近似直线的,这两类数据可分别解释为受上下游不同影响造成的。

近似线性数据中有至少3个奇异点,分别对应流量13000、22000、38000,查三峡水面的坡度一节的图,都可以找到近似流量处有“瀑布出口”被淹的曲线。因此他们的奇异不是偶然的,虽然与他们对应的茅坪水位不尽相同,影响了他们的线性关系,但与“瀑布出口”没被淹的线性组有明显差异。

家园

“瀑布出口”不被淹没、三峡水库水位对寸滩水位没有影响时,根据“2011年6月到12月寸滩流量与相应水位的图”中右侧数据延伸线,流量41200对应寸滩水位约在178米,26日实际是180米,因此三峡水库水位造成寸滩水位上升2米。

家园 有个现象我比较困惑

2011年6月到12月间,有一次寸滩流量44000,茅坪水位接近165米,而寸滩水位只是接近180米;今年寸滩流量41200,茅坪水位接近163,寸滩就180米了,看来还是有我想不到的东西。数据也太缺乏了。

家园 长江上游“10.7”洪水及寸滩站水位流量关系分析

找到一篇文章“长江上游“10.7”洪水及寸滩站水位流量关系分析”外链出处

结论是坝前水位低于150米,寸滩水位不受三峡影响,坝前水位超过156米寸滩水位受洪水涨落和三峡回水顶托综合影响。2010年7月22日-31日三峡坝前水位156-161米,使寸滩同流量水位抬高0-2米。

家园 既然抬高可达0-2米,在什么条件下抬高0米?

使寸滩同流量水位抬高0-2米。

同样流量?多少呢?

这篇论文写得很有意思。

我把这篇文章的PDF清晰版的链接放在下面,你可以看看1981年三峡大坝还没有建造时的洪水流量和水位的关系(图4)。

长江上游“10.7”洪水及寸滩站水位流量关系分析

我只讨论此文中的图4(你给的链接的这张图4的质量惨不忍睹),论文作者把寸滩流量同寸滩水位做了一个关联,引进了一个逆时针绳套曲线,一个多年综合线---没有给出方差范围,也没有延长至70000立方米/秒的点(这是2个恶心的地方)。

可以看出在1981年洪水流量70000万立方米/秒的时候(只有一个落水数据点,又是一个恶心的地方),水位是188米---注意这是在三峡水库没有建成时的数据,那时的三峡“坝前水位”是70米吧?--我们假定是葛洲坝前水位。

而本次洪峰三峡坝前水位达到160米时,70000立方米/秒流量时寸滩水位也是在186.8米左右(假定也是落水数据,因为是最高点)。

我看三峡大坝水位同寸滩水位没有什么关系(即洪水流量同样达到70000立方米/秒时,1981年同2012年水位没有什么差别)。

图4中的1981年洪水有个地方你是否看得懂:为什么洪水流量落水点70000立方米/秒,水位是188米;而涨水点流量增大到75000立方米/秒时,水位可以是186米?你知道1981年还没有三峡大坝的影子吧?

1981年的洪水是个很好的对照系统(即没有三峡大坝),由于洪水最大流量达到了88000立方米/秒,有了一个完整的涨落过程,也有了一个相应的“逆时针绳套曲线”--其中包括了两个70000立方米/秒的洪水过程--可惜的是文章中的70000立方米/秒的数据点只有在包线的落水点而不包括涨水点。

根据作者的结论:“在洪水涨落影响下,由于河谷壅水影响,后面的洪水绳套会出现微向左偏离的情况。” 也就是说在下游三峡坝前凤凰山水位70米的条件下,我们可以看到河谷雍水的影响造成在70000立方米/秒可以使寸滩水位最高达到188米。

那么这个河谷是哪个河谷?我看是寸滩下游的铜锣峡。秦关兄你看是哪个河谷?还是三峡大坝(不管其只有70米的坝高还是160米的坝高)?

作者没有把1981年的洪水原始数据的文献来源列出,全篇文章没有任何一个文献索引,也是第一次看到如此科学论文。不过还是提供了一些信息,提到了河谷雍水是抬高水位的因素。

从图4出发,秦关兄能否外推在70000立方米/秒条件下,雍水造成水位的变化?也就是说涨水点和落水点之间的差别?看看这个差别是否在0-2米之间?

家园 最近把7月份寸滩的流量和水位关系大略分析了一下。

发现在下游长寿水位变化不大时,相同的流量落水期水位比涨水期要高,甚至可能高一到两米。看起来河谷雍水是主要原因,铜锣峡应该是最主要的影响因素,可惜找不到铜锣峡的水位数据。

能找到的以前的数据一般是洪峰顶点。

家园 你如果有兴趣,我可以把记录下的数据给你。

其他任何人要都可以,留个妹儿。

家园 查了一下:

2011年9月20日20时,寸滩流量44000,水位179.28;长寿170.19,茅坪162.71。

2012年7月26日20时,寸滩流量41200,水位179.44;长寿172.72,茅坪162.87。

11年那次,只记录了每天20时的,中间的水位变化过程现在搞不清了,看起来应该是处于峰值附近。前一天20时是33900,174.52,165.79,161.01。后一天20时是38500,178.78,171.69,165.56。

今年这次,从7月24日8时的67300一直下降,26日还在下降过程中。相应的44000流量在26日9时,水位180.76,173.61,162.29。

  相同的流量下,寸滩水位落水时要比涨水时高一些。

今年涨水期,7月23日2时,为41500,178.09,167.71,156.28.

  6时为44400,179.17,168.51,156.02。

  看上去寸滩水位高低与长寿水位有密切关系,但我估计主要是铜锣峡的影响。

  看看这张图,今年7月份寸滩流量与寸滩到茅坪水位变化图。

点看全图

外链图片需谨慎,可能会被源头改

  长寿峰值比寸滩稍滞后一点,说明寸滩水位开始回落时长寿还要上涨一阵子。

点看全图

外链图片需谨慎,可能会被源头改

  这张图是三峡水库七月份入、出库流量变化,很明显把四万五以上的峰值都削去了。

  在这张图里加上了寸滩流量变化,三峡入库比寸滩滞后一点,说明计算入库流量的点在寸滩以下大约一天流程的地方。

家园 我有几个网站,不知道用的上不

外链出处

点击地名有全过程水位图

外链出处

这个网页长江水文栏目有每天长江水情综述。

外链出处

外链出处

两个水位信息。

其实涨落水位差,我觉得是个时间差的问题,流量变化快过水位变化,水位有滞后性。到现在我都没找铜锣峡相关水位站在哪,可见是太懒了。

家园 忽然想起,请教,

在高水量时是否水流速度变快了呢?如果变快,是否高的洪峰比低的洪峰移动速度快呢?

家园 看来铜锣峡是寸滩下的一个漏斗

水来大了先装满在慢慢往下漏,是个天然的水库。

家园 7月份寸滩流量与水位关系的变化图。

点看全图

外链图片需谨慎,可能会被源头改

  不知道能不能看明白,横座标是流量,单位为立方米/秒,纵座标为水位。

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