黄河调水调沙的效益——"黄河调水调沙的根据、效益和巨大潜力"之八

2002-2006年黄河调水调沙的效益主要表现在：①加大了入海泥沙,使下游含沙量加大73.3%,达到了三门峡水库初期运用冲刷的水平。②冲刷降低了洪水水位。下游河道总冲刷量13.23亿t,仅及三门峡水库初期运用冲刷量的57.2%,而3000 m^3/s水位降低在高村以上相近,在艾山以下小浪底运用的水位降低明显好于三门峡初期运用的。特别是利津,前者水位下降1.00 m,后者抬高0.01 m。③进入下游河道流量在2500 m^3/s以上,保证了全河冲刷;同时尽可能避免了中、小流量,未出现山东河段的回淤,从而使全河造床流量均匀加大。④不仅消除了小浪底工程论证和初设阶段对＂冲黄河、淤山东＂的担心,而且使山东河段冲刷比例增加。较之三门峡水库运用初期艾山至利津的冲刷量及冲刷比例,均有明显增加。当然,调水调沙的最根本效益,是利用水动力普遍扩大了主槽,使平滩流量增加1800-2000m^3/s,改善了近900 km的河道,流量在1800-4000 m^3/s时洪水不上滩,产生了巨大的防洪效益,这在世界治河史上是没有的。     

汛期洪水水沙组合对潼关河床冲淤的影响

汛期潼关河床冲刷主要发生在洪水期，平水期微淤或处于冲淤相对均衡状态。洪水水沙组合情况是决定潼关河床是否发生冲刷的基本条件，河床边界条件对洪水冲刷产生影响。1974年以来，使河床发生冲刷的洪峰占69％，潼关高程升降值一般小于0.30m，使潼关高程下降0.5m以上的主要是流量大于5000m^3/s的各级含沙量洪峰，使潼关高程上升0.5m以上的，以流量小于5000m^3/s，含沙量大于200kg/m^3的洪峰居多。近期潼关洪峰少，流量小，含沙量高，导致洪水期潼关高程下降值比前期偏小50％左右，是河床逐年淤积升高的主要原因。     

黄河小北干流河段"揭河底"冲刷条件分析

通过现象分析，在黄河小北干流河段小流量(1220m^3／s-4600m^3／s)和持续高含沙量(500kg／m^3-790kg／m^3)的情况下也可产生局部揭河底冲刷。小北干流河段河床已经具备了揭河底的边界条件，如果水沙条件具备，很可能再次发生“揭河底”。     

黄河口水沙变异特征研究

根据利津水文站的实测水沙资料，分析了1950年以来黄河口水沙的变化特征。结果表明，1986年以来进入河口的水沙量、水沙年内分配和年际变化、水沙搭配、洪水特性等均发生了特征性变异，即枯水枯沙年连续出现时间长，年际变幅减小；10月份水沙特征已接近非汛期，洪峰流量逐年减小；汛期约50％的时间、全年有72．8％的时间流量小于500m^3／s；小流量级径流量和挟带泥沙量比例增大，大流量级径流量和挟带泥沙量比例减小；输水流量级已由2000m^3／s以上降到了1000m^3／s以下，3000m^3／s以上流量级输沙比例减幅达43．35％。     

黄河第三次调水调沙试验

黄河第三次调水调沙试验于2004年6月19日-7月13日进行。这次试验利用汛前的水库蓄水，并充分借助自然的力量，通过万家寨、三门峡、小浪底干流水库群的联合调度，辅以人工的泥沙扰动措施，在小浪底库区人工塑造了异重流，调整了其库尾段不利的淤积形态，加大了小浪底水库排沙量，减少了水库淤积；同时，利用进入下游河道水流富余的挟沙能力，在黄河下游“二级悬河”及主槽淤积最为严重的卡口河段实施了河床泥沙扰动，减轻了下游淤积并增强了下游河道的主槽过洪能力。试验取得了预期效果，小浪底库区淤积三角洲冲刷泥沙1．329亿m^3，设计淤积平衡纵剖面以上淤积的0．385亿m^3泥沙被全部冲走，小浪底库尾淤积形态得到了合理调整；下游卡口河段扰起泥沙164．13万m^3，扰沙河段的平滩流量增加了510-640m^3／s；下游河道利津以上各河段均发生冲刷，小浪底一利津共冲刷泥沙0．6422亿t。     

潘庄引黄灌区水沙分析及泥沙处理

潘庄引黄灌区位于黄河下游左岩德州地区境内，设计引水流量120m^3/s，灌区面积500万亩。依据灌区多年来的观测资料，对总干渠道及沉沙池内水沙运行规律及泥沙淤积分布进行了分析之后，强调指出，解决灌渠严重淤积的关键是提高各级沉沙地（尤其是一级池）的拦沙率和增大渠道的挟沙能力。同时，改建渠首拦沙闸、严格按设计流量引水、控制汛期引黄等措施都有利于减轻渠系的淤积。     

东庄水库调水调沙对渭河下游和潼关高程冲淤作用的研究

在分析泾河水沙特性、潼关断面和渭河下游河道冲淤与泾河水沙关系，以及东庄水库对泾、渭河下游水沙过程的主要影响的基础上，得出了按规划运行方式，东庄水库按日平均流量大于1000m^3／s调水调沙泄放，一次可使渭河临潼～华县河段最大冲刷0．5亿t泥沙，使潼关高程降低0．25～0．75m的结论。分析指出，若水库按日平均1500m’／s流量泄放，渭河下游冲刷及潼关高程降低的效果更佳。     

黄河揭底冲刷的理论分析

本文从理论上深入研究了黄河上“揭底冲刷”的现象 ,包括土块的起动流速 ,它的上升运动 ,露出水面的条件 ,以及它的下降和沿纵向运动。通过较详细的力学分析 ,给出了有关临界条件和运动方程及其解。这些结果不仅能解释已经观测到的“揭底冲刷”时的各种现象和资料 ,而且能从更深的层次揭露一些尚未被阐述的机理。本文的研究既强调揭河底时水流与泥沙运动的特点 ,也注重它作为一般泥沙运动的共性 ,从而丰富了泥沙起动、推移等的研究领域。     

堤防溃口口门区水力及冲淤特性模型试验研究

采用动床实体模型试验，对黄河堤防溃口时不同口门宽度及不同流量下口门区的流速分布，地形冲淤变化，水面纵比降等进行的试验研究表明；在溃口初期进行堵口难度很大；相同流量下，固定门口宽度越小，口门断面流速越大，口门断面两侧裹头部位局部冲刷最为严重；2000m^3/s流量下，口门宽度为300m时，口门区流速小于2m/s；距口门越远水深越浅，冲刷槽宽度在400～500m之间。     

黄河“揭底冲刷”问题的初步研究

一、问题的提出本项研究工作涉及到以下三个主要问题: 1.高含沙水流的挟沙能力问题。在黄河上出现揭底冲刷时,水流的含沙量可高达数百公斤/立米,并且泥沙的颗粒随同来沙量的增高而逐渐变粗(图1)。这种现象如果     

分流对弯道水流紊动强度影响的试验研究

采用先进的三维超声波多普勒流速仪（ADV）对不同分流比情况下弯道水流紊动特性进行了系统的试验研究。根据试验数据,探讨了不同分流比工况下弯道水流的紊动机理,分析了其紊动特性,同时对紊动强度分布特点进行了比较。     

In the Central Committee of the Communist Party of the Soviet Union and the Council of Ministers of the USSR

Power Technology and Engineering -     

前置掺气坎坡度对阶梯溢洪道掺气水流影响的数值模拟

为研究复杂边界条件下气液两相界面的流动及混掺现象对工程建设的影响,结合某大型水电站的溢洪道,利用RNG k-ε模型对其进行三维流场模拟,采用有限体积法离散控制方程,并用GMRES算法进行压力求解,对前置掺气坎式阶梯溢洪道和传统阶梯溢洪道泄流壁面上的高速掺气水流进行数值模拟。结果表明:随着掺气坎坡度的增加,其掺气空腔及掺气浓度均有所增大,随着水流下泄掺气浓度沿程降低,达到一定距离后趋于稳定,掺气浓度值达到了减免空蚀破坏的要求;与传统阶梯溢洪道的模拟结果进行对比可知,增设前置掺气坎后,既可以增加前几级阶梯的掺气浓度使水流提前达到水气平衡,也没有降低阶梯式溢洪道的消能率,为解决传统阶梯溢洪道中出现的工程难题提供了一种新思路。