一、技術簡介

大型河道型水庫呈現庫區範圍廣、入彙支流多、未控區間大、河道形態雜、水位變幅大等特征，造成水沙傳播與地形衝淤存在高度的不確定性，增加了水庫精細化運行管理工作的難度。本項目在自主研發水沙運動模型的基礎上，提出並集成了如下技術方法：

（1）基於峰現時刻相位差的河道糙率自動率定技術：針對傳統糙率率定技術在數據需求、工作效率、計算穩定性等方麵的不足，提出以水位波動相對誤差為控製目標的模型率定方法，對於庫區範圍廣、水位變幅大的情景具有較好適用性；

（2）基於斷麵特征的水力要素非均勻插值技術：針對傳統的斷麵水力要素確定方法在計算效率方麵的不足，提出“自適應非均勻密度法”，對於庫區多河道形態情景具有較好適應性；

（3）基於水下休止角的斷麵衝淤分布：針對傳統一維水沙模擬技術在地形衝淤計算方麵的不足，提出基於水深加權、泥沙休止角、平滑過渡的斷麵衝淤修正技術，提高模型在斷麵衝淤方麵的計算精度。進一步對上述方法進行應用，提出了庫區水動力分區與動邊界計算方法、有效庫容判別方法、未控區間來流過程計算方法以及汛期泥沙預報技術等。上述技術已在三峽水庫得到成功應用，有效支撐了水庫運行管理相關工作。

二、主要技術指標

1、糙率自動率定與斷麵插值技術，以三峽水庫模型為例（下同），內存開銷減少近2個數量級，插值精度損失不超過十萬分之一的條件下提高模型計算效率20%；

2、斷麵泥沙衝淤分布技術，提高一維水沙模型關於地形衝淤的計算精度10%；

3、融合優化算法的庫區一維水沙運動模型，水位精度0.1m（非汛期）、0.3m（汛期），流量精度6.9%（非汛期）、5.0%（汛期），含沙量精度0.1kg/m³(非汛期）、0.6kg/m³（汛期）；

4、汛期泥沙預報技術，入庫、庫區和出庫泥沙的平均預報精度分別為0.1、0.1和0.01kg/m³。

三、社會經濟效益、應用情況及適用範圍

（1）社會經濟效益：本項目研發融合優化算法的一維水沙運動模型，對計算資源的需求合理，能夠適應多種不同計算環境；其中涉及的優化算法，可用於多種不同情境下的水沙運動數學建模。通過整體或部分使用本項目研發的技術成果，對於提高一維水沙模型的計算精度、效率具有較大幫助，對於支撐流域性河流以及大型河道型水庫的運行管理，提高工程效益的持續高效發揮具有重要價值。

（2）應用情況：本技術自2021年11月起應用於三峽工程，助力開展了庫容保持與水庫防洪相關科研工作，包括庫區防洪安全研究、沙峰調度效果評估與優化、洪水資源化利用對水庫淤積影響分析等，還直接用於三峽水庫汛期泥沙預報等水庫日常管理相關作業超100期次。在此基礎上，項目成果被還被用於其他水庫、河流的水動力、泥沙計算與研究工作。

（3）適用範圍：本項目的整體技術體係可用於國內外河道型水庫涉及一維水動力、泥沙的模擬計算，其中糙率率定技術、河道斷麵非均勻插值技術或斷麵泥沙衝淤分布技術可獨立用於任一河道或河網水動力、泥沙的模擬，庫區水動力分區與動邊界計算方法、有效庫容判別方法、未控區間來流過程計算方法以及汛期泥沙預報技術可直接用於大型河道型水庫的防洪安全與庫容保持管理。

四、技術圖片

五、其他

技術持有單位：中國長江三峽集團有限公司

技術聯係人：翟儼偉，專業師，13111881589，010-57680720，zhai_yanwei@ctg.com.cn