河道挟沙能力法及其在流域水资源利用中的应用

目前流域水资源开发利用中常采用的输沙水量计算方法虽计算简便,但难以反映水量过程不同对输沙能力的影响,且回避了河道水沙关系演变问题。以大凌河朝阳站为例,根据泥沙动力学机理及水文站积累大量年月水沙资料,建立了以河道流量为自变量的挟沙能力函数,从而反映河道水量长系列过程的总输沙能力,并分析了人类活动特别是水库对河流水沙关系的定量影响。     

小浪底电站技术供水系统运行实践

摘要： 鉴于黄河多泥沙的特点,小浪底电站技术供水系统在设计上采用了蜗壳水、清水2种水源。清水系统存在回水泵房安全性低、回水泵抽水能力不足、水源供水能力不足的问题。随着小浪底水库的逐渐淤积,技术供水各部冷却器均有不同程度的泥沙淤积,通过采用混合供水、降低流量等措施保证了当前水沙条件下各冷却器不淤积。     

黄河中游水沙过程对水土保持治理的响应研究

为了解水土保持治理对泥沙过程的影响,在分离了气候变化对水沙过程变化的影响后,结合变动范围法研究了黄河中游多沙粗沙区由于水土保持治理等人类活动引起的水文、泥沙变化的时空演变规律。结果表明,1953~2000年由水土保持工程导致较显著的黄河中游水文变化参数为反转数、10月月平均流量、90 d最小流量等12个IHA因子;较显著的泥沙变化参数为10月、4月月平均输沙量、年最大3 d输沙量等8个因子;黄河中游多沙粗沙区中多数流域的水文与泥沙变化程度具有相似的空间分布规律;工程措施对水沙过程变化的影响较直接,而非工程措施中植树造林对黄河中游水沙变化影响较大。     

水电站近坝区水沙输移二维数值模拟

以萨拉康水利工程为例,采用平面二维水沙模型对近坝区域的水沙运动进行计算研究,分析了敞泄排沙条件下上引航道、泄洪闸、厂房等区域的泥沙淤积分布。结果表明,萨拉康水利枢纽工程运行30年后,泄洪闸前的泥沙淤积不会影响闸门安全运行;上引航道口门区主要受主流回流的影响,产生回流淤积;厂房段的拦沙坎与冲沙底孔可有效保护厂房进水口。     

基于三阶段逐步优化算法的三峡水库水沙联合优化调度研究

针对水沙联合优化调度多目标、高维、难以求解以及泥沙淤积计算具有后效性的问题,以泥沙淤积量为基本目标、发电量为约束目标,利用约束法将多目标水沙联合优化调度模型转化为单目标模型,并采用三阶段逐步优化算法进行求解。以三峡水库水沙联合优化调度为例,获得了满意的水库发电与泥沙淤积的非劣解集及水库非劣运用过程,验证了所建立模型及提出的求解方法的合理性和有效性。     

白石水库洪水过程泥沙冲淤数值模拟分析

为研究白石水库泥沙冲淤特性,选取水库大坝至上游BD20断面,分别模拟汛期典型洪水过程和百年一遇洪水过程,分析洪水过程泥沙冲淤变化。结果表明,白石水库洪水期间最大输沙量与最大流量并不同步,在库区弯道处凹岸库底冲刷、凸岸库底淤积;同一断面的洪峰流量、最大输沙率不同步;洪水过后,淤积厚度随控制水位的升高而减小。     

中小洪水调度对三峡水库泥沙淤积的长期影响

当前中小洪水调度对三峡水库淤积的影响尚局限在短期过程,且年内各种调度方式影响叠加,很难单独区分中小洪水调度的影响。为了解长期实行中小洪水调度对三峡库区泥沙淤积的影响,基于一维水沙数学模型,计算分析了有、无中小洪水调度情况下三峡库区泥沙淤积过程、分布特征及防洪库容保留状况。结果表明,长期实施中小洪水调度情况下,三峡水库泥沙淤积增加,影响集中在变动回水区下段及常年回水区,淤积三角洲向坝前推进较无中小洪水调度情况慢;水库达到初步淤积平衡的时间推迟约50年,平衡淤积量增加约19%,防洪库容损失约3%。     

鳌江中游河段含沙量及回淤分析

感潮河道受上游来水来沙及下游潮汐的作用,水沙动力条件和河床演变复杂。为研究鳌江中游河段河道拓宽疏浚后泥沙淤积情况,以实测水文泥沙资料为基础,采用平面二维水流数学模型进行计算分析,鳌江中游河段显桥处含沙量与鳌江河口潮差呈指数相关关系,相关系数均在0.85以上;根据涨落潮量变化结合相关关系计算所得含沙量进行估算,河道拓宽疏浚至120m后,初始状态下游中潮时显桥—水头每潮淤积量为1 400m3;假定在一年中连续1、2、3个月的枯水流量下,最大淤积量分别为4×104、10×104、12×104 m3。表明泥沙淤积总量在前2个月快速增长,第3个月淤积速度减慢。     

水库水沙多目标联合优化调度研究

针对水库运行中蓄水与排沙的矛盾,兼顾水库防洪、发电、航运及长期利用的综合运用目标,利用多目标决策方法建立了水库水沙多目标联合优化调度模型,即汛期采用分级流量原则控制水位运行,制定分级流量与对应的运行水位,通过水库发电调度与泥沙冲淤计算的耦合,计算在约束条件下水库的发电量、泥沙淤积量及长期综合效益。将该模型应用于三峡水库综合运行研究中,汛期按分级流量原则控制水位运行50年。计算结果表明,与原设计水位运行方式相比,汛期分级流量运行的综合效益增加6.324%、发电量增加5559%、泥沙淤积量仅增加0.148%,可见水沙联合调度的汛期分级流量运行方式能充分发挥三峡水库的综合效益。     

小浪底水库拦沙运用初期水沙调控效果初步分析

鉴于小浪底水库位于控制黄河水沙的关键部位,基于1999～2008年原型观测资料,初步分析了小浪底水库拦沙运用初期水沙调控效果.结果表明,出库水沙搭配明显改善,绝大多数中粗颗粒泥沙被拦在库内,出库泥沙较细;在入库水量和沙量均大幅减少情况下,水库淤积速率缓于预期.黄河下游河道持续冲刷,冲刷主要集中于高村以上,冲刷强度具有沿程减弱的趋势;下游主槽河床质明显粗化,断面形态趋于窄深;平潍流量不断恢复,主槽行洪排沙能力显著提高;库区和下游河道持续减淤效果良好.     

三峡水库下游水沙情势变化及影响因素分析

为定量评价三峡水库下游水沙情势变化并分析其影响因素,采用基尼系数分析了宜昌站1952～2016年径流量与输沙量年内分配均匀度,运用Mann-Kendall非参数检验、滑动T、累积距平法确定了水沙年内分配均匀度的变化趋势及其突变年份,进一步将水文要素划分为汛期(6～10月)与非汛期(11月～次年5月),并采用累计量斜率变...     

基于一维水沙模型的多沙水库分期汛限水位选择

为提升多沙水库的发电效益、选择合适的分期汛限水位,应用一维非均匀流不饱和输沙模型,结合某多沙水库现行调度规程,模拟了该水库在多种拟定分期汛限水位方案下水流、泥沙等因素的长期变化过程,计算了各方案总库容、有效库容淤损率及多年平均发电量等指标,并综合考虑提升水库发电量和保证水库防洪安全方面目标对各方案进行比选,确定了该水库的最佳分期汛限水位方案。该方案可在一定的泥沙淤积水平年内提升水库的发电效益,并通过预泄调洪方式以保障其防洪安全。     

水库运行对径流—泥沙关系的影响分析

为研究水库运行对水沙关系的影响,以黄河上游龙羊峡水库为例,采用CEEMDAN方法对建库前后水沙序列进行多时间尺度分析,并与集对分析和信息熵理论相结合,分析水沙随机变化复杂性及水库运行对水沙关系的影响。结果表明,建库前水沙各序列具有较好的相关性,水库运行对多时间尺度下水沙关系影响显著;径流量、输沙量在短周期上以同一度和联系度为主,在长周期上以对立度为主,且水库运行后二者之间的同一度和联系度减小,差异度和对立度增大;水库运行后径流量与输沙量的熵值同步变化的关系被打破,二者之间熵值年际变化较稳定,说明水库运行改变了水沙同步变化的关系。     

云南省再生水综合发展影响因素敏感性分析

为研究云南省再生水综合发展各影响因素对再生水综合发展水平的影响程度,首先利用物元分析法计算经AHP法和熵权法综合赋权的再生水综合发展指标体系的综合关联度,其次利用灰色关联度分析法计算各影响因素依次变化时的综合关联度数值及各因素之间的相互灰色关联度,最后对各影响因素从大到小进行分级和排序,并确定各影响因素之间的联动关系。结果表明,一级指标中经济指标和经济影响指标是云南省再生水综合发展的第1梯队影响因素;二级指标中的GDP、工业总产值、系统综合净效益及边际效益是云南省再生水综合发展的第1梯队影响因素,新增自来水供水量和废污水排放量是第2梯队影响因素。     

宁夏南部山区水库淤积改造及运用方式研究

以夏寨水库为例,研究了宁夏南部山区水库淤积的主要影响因素及变化趋势。针对流域径流泥沙特点,按照增加水库调节水量,提高供水效益,减缓水库淤积发展的要求,提出了该地区水库改造和运用方式的改进意见,并对其效果进行了分析。本研究为该地区其他水库的改造提供了依据。     

彭水水电站库区回水防洪安全主要影响因素分析

彭水水电站库区的沿河县城防洪安全受多个因素的影响,为了确定沿河县城防洪调度的主要影响因素和控制条件,通过建立彭水水电站渐变恒定流回水计算模型,对比分析了彭水水电站坝前水位、沙沱水电站拦蓄流量、沙沱至彭水区间来水等因素对沿河县城处回水水位的影响。结果表明,沙沱水电站下泄流量是最主要的影响因素,利用沙沱水电站的拦蓄作用控制下泄流量能更好地保障沿河县城防洪安全,为沿河县城防洪调度提供技术支撑。