水库淤损控制与库容恢复研究综述

我国水库数量多,淤积严重,影响水库功能的发挥和水库安全。在目前水库淤损日益加重的情况下,开展水库淤损控制与库容恢复技术研究,对恢复部分淤损库容、提高水库的各项效能、延长水库使用寿命具有非常重要的意义。对我国水库的淤损情况、淤损控制与库容恢复技术等方面的研究进行了简要综述,提出了需要开展全国水库泥沙淤积调查、水库淤损机理和控制措施研究等工作。     

中小型淤损水库库容恢复技术与方法

中小型水库在维持我国社会、生态、经济可持续发展中占有极为重要的地位。在已建水库工程中，泥沙淤积是非常突出的问题，尤其对于多沙河流上的水库工程，泥沙淤积情势更为严峻。中小型淤损水库库容恢复已成为一个亟待解决的问题。对传统的水力排沙、机械清淤及新研发的清淤技术与方法进行分析总结，梳理不同清淤技术的清淤原理、清淤效果以及适用条件等，从高效、环保等角度重新认识这些清淤技术，以期为中小型淤损水库库容恢复工程设计与实践提供参考依据。     

小型水库的泥沙处理和管理运用

我国北方,特别是流经黄土高原的黄河中游地区的中、小型水库,由于河道含沙量高,最高达1500公斤/立方米,库容淤积十分严重。据1979年陕西省对1498座水库调查统计,淤损库容8.73亿立方米。淤满报废的100万立方米以上水库有61座。水库淤积已成为一个急待解决的问题。如何处理好小型水库的泥沙淤积,下面以黑松林水库、小华山水库和小道口水库的泥沙处理为例,谈一些看法和     

宁夏宁东鸭子荡水库一期淤积状况的数值模拟分析

高含沙量入流水库的泥沙淤积会严重影响水库的有效库容与水质状况,影响水库的正常运行。采用MIKE21软件建立水动力与泥沙运输耦合模型,对宁夏鸭子荡水库的一期运行以来的水库泥沙淤积演变形态进行了模拟计算,将计算结果与鸭子荡水库的实际运行资料进行对比验证。结果表明采用MIKE21水动力模块建立的二维数学模型对鸭子荡水库与泥沙淤积形态的数值模拟的适用性强,水库主要呈三角洲淤积形态,冲淤变化主要发生在水库的尾部段和顶坡段,悬沙主要分布在尾部段,利用数值模拟技术,可以较为准确的模拟水库的库底泥沙的冲淤变化,可为鸭子荡水库后期运行淤沙形态预测奠定基础。     

水库年平均淤损率影响因素分析

水库年平均淤损率是反映水库在某一时段内库容年平均淤损程度的重要指标。分析表明,水库年平均淤损率主要与库沙比(总库容/年平均入库沙量)、水库运用方式、入库水沙过程、水库运行阶段密切相关。通常情况下,水库库沙比越大,淤积占库容的比例就越小,水库年平均淤损率也越小。水库采取有利排沙的运用方式,水库的淤积量就较少,年平均淤损率也较小。有利的入库水沙条件,如大水小沙这样的水沙组合,年平均淤损率也较小。水库运用初期与后期相比,由于库区过水面积较大、流速较低,水流输沙能力较小,泥沙不易排往下游,库区淤积泥沙较多,水库年平均淤损率也较高。因此,降低水库年平均淤损率可以通过增加库沙比、采用有利排沙的水库运用方式和优化入库水沙过程等综合措施来实现。     

陕南山区中小水库排沙运用

陕南山区中小型水库泥沙淤积问题日益严重，兴利效益降低。通过多年来对陕南商州市南不库和二龙山水库的排沙观测及试验研究表明，利用异重流、浑水水库排泄悬移质泥沙，可以减缓水库淤积，而且排沙耗水少，对以悬移质来沙为主的水库，效果尤为显著，定期泄空冲刷，可以恢复水库已淤库容，使水库保持一定有效库容长期使用，泄空时机一般在汛末或汛初。     

毛主席哲学思想指引我们摸索控制水库泥沙淤积的规律

我国北方地区,由于河流含沙量大,水库淤积问题十分突出。仅陕北、关中一带每年因泥沙淤积损失的库容就在五、六千万立米以上,1970年以前已淤损的库容占已建成水库总库容的47％,有的甚至淤满报废,严重影响着水库工程的效益。为了解决这个问题,我所水库泥沙组的研究人员,在毛主席的无产阶级革命路线指引下,与陕西省泾阳县冶峪河管理局密切协作,坚持与工农相结合,深入黑松林水库观测研究十多年,运用毛主席的哲学思想逐步     

新疆乌鲁瓦提水库泥沙淤积研究

水利枢纽在设计运用过程中,泥沙淤积计算将直接影响淤积形态设计、工程规模、综合效益发挥等关键问题。在缺少实测泥沙资料的条件下,可采用一些经验方法(例如经验面积减少法、库容淤损率法等)估算泥沙淤积分布及水库运用年限。结合新疆乌鲁瓦提水库多年实测资料,验证了经验面积减少法的可靠性,预测了水库达到淤积平衡状态的淤积分布及淤积年限,并提出了近期水库调度运用建议。     

水库泥沙调节分析

水库泥沙淤积已成为一大难题,北方黄土高原区此类问题尤为严重.以延安市为例,据不完全统计,全区每年平均被泥沙淤积的库容达1053万m3,等于每年报废一座中型水库.如杏河水库(库容为120万m3),两年建成,一年淤满;马家湾水库总库容为750万m3,兴利库容300万m3,目前已淤积43万m3;自家坪水库(库容为240万m3),目前已淤积230万m3.特别是延安市惟一的大型水库王瑶水库淤积也十分严重.其总库容20300万m3,淤积已占总库容的44.5%.大量淤积使水库调蓄能力降低,防洪及兴利效益锐减,目前已成为水库控制运用中的突出问题.     

巴家嘴水库泥沙淤积现状分析及清淤措施

针对巴家嘴水库淤积问题,通过对水库淤积现状及成因进行分析,在水库减淤措施可行性分析的基础上,将3种清淤方法进行对比分析,并在分析泥沙淤积物起动条件的基础上,提出了基流排沙和高渠泄水冲刷相结合的水库清淤措施,可缓解水库淤积问题,恢复水库有效库容,延长其使用寿命。     

水库泥沙淤积数模分析

文章基于泥沙运动力学中非平衡输沙原理,运用数值计算方法,结合白石水库的实测资料,建立了水库冲淤过程计算数学模型。利用该模型对白石水库的淤积发展情况进行了数值模拟,验证了模型对白石水库的适用性。最后,对水库的未来10,20,30,40年及45年的淤积库容进行了预测。     

黄河小浪底水库运用与下游河道防洪减淤问题

黄河下游淤积发展的根本原因是来水流量减少、河运输沙能力严重不足．通过干流小浪底水库“调水调沙”运用，减少下游河道淤积的指导思想，似乎仍然建立在河道输沙能力强，足以将大部分或绝大部分泥沙输送入海的认识基础上．极据黄河下游水沙特性及河道的具体条件，通过试验得出河道输沙能力的关系，分析了不同河段输送各级含沙量需要的输沙流量及游荡性河段在高含沙条件下的演变特性和带来的危害．提出在下游来水量日益减少的情况下，河道减淤除利用水库调节水沙外，应采取出库高含沙水流通过渠道向两岸低地放淤等综合减淤措施．其优点是大大减轻了河道的输沙负担，使小浪底水库不受或少受排沙运用制约而发挥应有的综合利用效益，还可大量节约黄河的输沙用水．     

云南某水电站水库泥沙淤积数值模拟研究

水库泥沙淤积引起库区水位抬高,侵占调节库容,造成库容损失,且有害粒径对水轮机造成磨损,从而引起水轮机运行效率下降、出力和年发电量减小、检修间隔缩短和费用增大。以云南某水电站水库为例,利用非恒定一维模型对库区泥沙淤积形态、泥沙冲淤、过机含沙量等变化进行数值模拟。结果表明:水库泥沙淤积形态为三角洲淤积,泥沙淤积对调节库容的影响较大;通过水轮机水流的含沙量较小、粒径较细,泥沙对水轮机的影响较小;泥沙淤积数值模拟与实测资料相符,因此采用非恒定一维模型进行泥沙淤积数值模拟是可行的,可有效地解决云南地区泥沙淤积数值模拟的难题。     

纳金电站泥沙病害研究

拉萨河纳金电站具有宽约2km的游荡型河床，通过流场分析及试验研究，优选出冲沙闸设置的最佳方案，从而消除了前池的大回流流态，减轻了泥沙淤积危害，提高了库区的防洪能力。     

维持黄河下游排洪输沙基本功能的关键技术研究

以河床演变学理论为基础，结合黄河下游河道输沙特点，对河槽的排洪输沙作用进行了量化表述，界定了黄河下游河槽排洪输沙基本功能．提出了黄河下游排洪输沙基本功能的判别指标体系；利用实体模型试验研究和实测资料分析．建立了水沙过程与河槽冲淤及断面形态调整之间的响应关系，提出了近期基本满足黄河下游河槽排洪输沙基本功能的概化水沙过程及相应的水量。并形成了水沙调控指标体系；初步提出了维持黄河下游河槽排洪输沙基本功能的中游水库群水沙联合调度方案。研究成果可为黄河小浪底水库水沙调控提供科学依据．对黄河下游的防洪减灾及水资源可持续利用具有重要意义。     

西溪河地洛水电站泥沙模型试验研究

通过泥沙模型试验研究，分析不同入库水沙条件下进入取水口内水流的含沙量和颗粒级配，水库对泥沙的沉降率。通过合理控制水库泥沙淤积和水库泄空冲沙，可保证设计所需长期有效的日调节库容。设计中取消了地下沉沙池，以水库代替沉沙池进行沉沙和冲沙是可行的方案。通过试验，对原枢纽的防沙、排沙措施进行了修改。     

陕北地区坝库参数与年均减沙效益关系研究

根据最新资料,对黄河中游陕北地区8条支流坝库控制面积占比、坝库单位面积库容等坝库参数与水利水土保持措施年均减沙效益的关系进行了研究,同时研究了陕北地区各支流水土流失治理度与水利水土保持措施年均减沙效益的关系.研究结果表明：①陕北地区年均减沙效益主要由坝库工程产生.年均减沙效益提高10%,坝库单位面积库容需要提高5万m3/km^2.要使流域水土保持综合治理年均减沙效益达到20%以上,坝库单位面积库容应在6万m^3/km^2以上.②在黄河中游多沙粗沙区,要实现40%左右的年均减沙效益,坝库单位面积库容应达到16万m3/km2以上.③陕北地区水土流失治理度与年均减沙效益呈正相关关系.二者关系可以明显分为两个区,其单位治理度的年均减沙效益基本相等.当第二区的治理度小于16%时,基本没有年均减沙效益.“川两河”要想取得10%以上的年均减沙效益,治理度至少应在30%以上.     

巴家嘴水库泥沙淤积与综合治理措施

巴家嘴水库建于黄土高原，水库泥沙淤积严重。通过对上游流域水沙配置、水库淤积特点、水库运行方式的研究，认为应该采取上游拦沙（水土保持）、修建上游水库与巴家嘴水库联合运行进行调水调沙、库区泥沙治理（河槽疏浚）等综合处理措施，以确保水库能长期稳定地发挥效益。     

Bankfull shear velocity predicts embeddedness and silt cover in gravel streambeds

Excess fine sediment (<2 mm) deposition on gravel streambeds can degrade habitat quality for stream biota. Two measures of fine sediment deposition include embeddedness and silt cover (<62.5 μm). Embeddedness measures fine sediment in interstitial pore spaces, whereas silt cover, primarily deposited during low flows, measures fine sediment draped on the streambed's surface. Here, we demonstrate that a baseline level of embeddedness and a maximum value of silt cover can be predicted from bankfull shear velocity, which can be estimated from river channel and streamflow characteristics, independently of knowing the sediment supply. We derive an equation for bankfull shear velocity that only requires knowing bankfull flow, channel width, and channel slope, which can be readily obtained in the United States from freely available, remotely sensed data. We apply this methodology to data collected at 30 sites in the Piedmont region of Virginia and North Carolina. This work is an important step in developing statistical models of stream ecosystems in which geophysical variables can predict embeddedness and silt cover, which commonly limit biotic assemblages.     

库区泥沙淤积对水库安全防洪性能影响分析

我国上世纪修建的大部分中小型水库,大多属于修建在多泥沙河流上的水库,其经几十年的运行后,库区泥沙淤积现象十分严重,加上当时修建技术水平和设计指标较低,水库现状防洪能力很难达到安全度汛需求。为了提高水库防洪性能水平,建议尽快采取清沙排淤、库区河流综合整治等技术措施增加水库的综合抗洪能力,减少泥砂淤积对水库防洪性能的影响,确保水库安全稳定度汛运行发展。