泾河东庄水库运用方式初探

本文通过对泾河来水来沙特性及渭河下游冲淤规律分析，提出东庄水库“常年蓄清用浑，汛期合理畅泄，河库联合调度，多年冲淤平衡”的运用方式。同时．论证分析了该方式运用后不仅可使水库保持较大的长期有效库容，而且能有效地减轻渭河下游淤积并控制潼关高程上升。     

东庄水库运用方式对渭河下游减淤作用研究

东庄水库坝址位于渭河最大的支流泾河,对渭河来水来沙有重要影响。通过水库合理运用可起到拦沙和调水调沙作用,有效减少入渭泥沙,协调水沙关系,从而减轻渭河下游河道淤积、扩大和维持中水河槽行洪输沙能力。基于一维非恒定流水沙数学模型,通过渭河下游河道冲淤计算分析,对东庄水库运用方式进行了比选。研究结果表明,东庄水库能够起到减淤、恢复和维持渭河下游中水河槽的作用,与拦沙期一次抬高汛限水位运用相比,逐步抬高汛限水位的运用方式对渭河下游减淤效果较好;拦沙后期入库流量大于等于600 m3/s且含沙量大于等于300 kg/m3时,进出库平衡运用方式对渭河下游河道减淤效果优于提前泄水运用方式。     

多沙河流河道冲淤计算数学模型在东庄工程设计中的应用

东庄水利枢纽工程位于陕西省关中地区的泾河下游戏，泾河是黄河的二级支流，其下游汇入三门峡库区的渭河下游，在泾河上修建东庄水库，必须充分考虑水库的运用给渭河下游河道珲的冲淤影响，在东庄水利枢纽工程设计过程中，用多沙河流河道冲淤 计算数学模型对水库下游河道进行了长系列水流，泥沙运动数值模拟，通过工程前后下游河道沙淤计算，预测工程运行对下游河道的冲淤影响，为工程优化设计提供分析依据。     

近期渭河下游河道冲淤影响因素分析

为了对水沙条件、潼关高程影响渭河下游淤积的程度有更明确的认识，对相关实测资料进行了分析，认为：①近期渭河下游河道冲淤主要受来水来沙、潼关高程及河床边界等因素的影响，水沙条件是影响渭河下游冲淤的主导因素且水量的影响程度更大；②渭河洪水对潼关高程影响较大，渭河高含沙洪水期间，当洪峰流量较大时，潼关河床往往发生强烈冲刷，造成潼关高程大幅度下降；③潼关高程持续抬升时渭河下游淤积增加，但造成的淤积不可能完全由潼关高程降低所产生的冲刷来使之平衡，也就是说潼关高程的升降给该河段造成的冲淤变化是不可逆的。     

潼关高程冲淤变化的影响因素及其作用机理

水库上游来水、来沙条件和水库运用方式是影响潼关高程抬升的独立影响因素;潼关上游来沙条件是造成潼关高程上升的唯一源泉,是介于水库运用方式和水量之间对潼关高程冲淤变化起调节平衡作用的淤积体供应源,而水库运用方式和来水条件之间的相互作用则决定了泥沙淤积的数量和部位。库区冲淤变化、潼古段冲淤变化及潼古河段疏浚清淤等是影响潼关高程抬升的间接因素。通过分析直接影响因素和间接影响因素对潼关高程的影响机理和作用,进一步阐释了潼关高程上升与渭河下游淤积发展的关系,为有关决策部门解决潼关高程缓慢上升和渭河下游淤积发展问题提供科学依据。     

渭河下游淤积上延分析

从河道累积淤积量对洪水位的影响及河道断面间的冲淤变化情况两方面论证了渭河下游的淤积上延范围；并进一步根据溯源淤积和沿程淤积的淤积机理，通过对渭河下游淤积特性进行分析得出，在三门峡水库控制运用以前，渭河下游泥沙淤积上延乃是潼关高程抬升所致；在三门峡水库控制运用以后，渭河下游泥沙淤积上延乃是溯源淤积和沿程淤积所为。     

渭河下游近期冲淤变化及其原因分析

2002年三门峡水库原型试验运用以来(近期),渭河下游冲淤出现"总体由淤转冲"的明显变化,综合整治前后均呈"上下冲、中间淤,总体冲"的冲淤分布。分析表明:综合整治前潼关高程下降是渭河下游冲刷最主要的影响因素,综合整治期间渭河下游冲刷量增大主要是大规模工程建设在河道内取土等人类活动造成的。建议近期河道治理中应适时在不利畸形河湾修建控导工程、加固或续建洪水顶冲工程,加强对不利河势的控导,确保岸坡稳定与防洪工程安全。     

渭河下游洪水冲淤特性对东庄水库运用要求分析

解决渭河下游水沙关系不协调的途径为增水、减沙和调水调沙.通过东庄水库拦沙和调水调沙,是现阶段显著改善渭河下游水沙关系、恢复渭河下游河道中水河槽行洪输沙能力,最为直接且行之有效的措施.本次在以往研究工作的基础上,根据泾河、渭河实测水沙资料,利用洪水划分和统计的手段,从东庄水库对渭河减淤的重要性入手,分析渭河下游河道不同水沙条件洪水冲淤特性及东庄水库水沙调控指标,初步拟定了东庄水库减淤运用方式.     

潼关高程变化及其对渭河下游淤积的影响

三门峡水库1960年投入运用之后，经过两次改建和三次运用方式的调整，不仅发挥了较大的防洪、防凌效益，也为多沙河流上修建水库长期保持兴利库容创造了丰富的经验。但水库运用也给库区造成了一系列问题。作者对水库运用以来潼关高程变化和渭河下游冲淤演变进行了分析，认为建库初期蓄水、滞洪运用是渭河下游产生严重淤积的根本原因，1991年以来渭河下游的淤积主要受水沙条件影响，潼关高程的居高不下使问题更加严重。     

渭河下游近年来冲淤演变特点分析

近年来，渭河下游的来水来沙条件发生了一系列新的变化，同时由于潼关高程的淤积抬高，渭河下游的淤积量尤其是主槽的淤积量明显增加，导致渭河防洪水位抬高，洪水灾害严重。本文以大量的实测资料为基础，对渭河下游近年来的冲淤２变化特点进行了深入研究，旨在为今后渭河下游的治理提供依据。     

渭河下游洪水冲淤特性及输沙用水量研究

介绍了渭河下游洪水期输沙用水量研究的必要性,提出了新的洪水期输沙用水量计算方法,确定了不同水平年的输沙用水量。认为:①渭河下游非漫滩洪水的冲淤临界条件与含沙量有关,当咸阳与张家山含沙量在300 kg/m3以下时冲淤临界流量随含沙量的增加而增大,当含沙量超过300 kg/m3以后冲淤临界流量有所减小;②洪水期输沙用水量与来水来沙、河道淤积水平密切相关,河床边界条件对输沙用水量也产生一定的影响;③利用渭河下游高效输沙洪水淤积比的计算公式得到的渭河下游洪水期输沙用水量是基本可信的。     

水沙变化对渭河下游河道淤积和纵剖面的影响

将渭河下游按照纵比降变化情况分为上、中、下三段，分别是陡坡段、过渡段和缓坡段，认为沿程冲淤会影响整个河段，溯源冲淤主要影响中、下段；1990年以来渭河下游的持续堆积主要是由来水来沙变化引起的，持续淤积使潼关高程持续抬高，从而也加重了渭河下游中、下段的淤积；并与黄河下游纵剖面的变化进行了对比。     

拦减粗泥沙对黄河下游河道冲淤的影响

近２０年，黄河的来水来沙发生了变化，粗泥沙来量也有所减少，这些变化对水库和河道冲淤都将产生很大影响。本文以研究不同级配泥沙移特性和冲淤市场信息灵基础，分析不同地区来水来沙对水库和下游河道的影响，三门峡水库正常运用对粗细泥沙的调节作用，以及下游不同河段各粒径级泥沙沿程调整过程，拦粗泥地下游中淤的影响，为水库制定合理运用方式及下游防洪减淤治理决策提供依据。     

泥沙数学模型在黄河下游防洪规划中的应用

黄河下游河道的冲淤变化是制定上游防洪规划措施的一项重要依据，黄河下游河道泥沙数学模型是研究下游河道冲淤变化的重要手段。利用多个泥沙数学模型对不同水沙系列以及小浪底水库不同运用方式条件下下游河道的冲淤变化进行了分析计算，预测了2020年以前下游河道的冲淤变化。     

渭河和黄河下游河道冲淤特性研究

对渭河下游和黄河下游河道冲淤特性的研究情况进行了回顾,利用渭河下游和黄河下游实测资料对从非平衡输沙理论推导出的冲淤临界流量与含沙量关系进行了验证和对比。以此为基础,对河床冲淤特性做出了新的解释,即“相对大水冲刷、相对小水淤积”。按照来水来沙指标流量与含沙量的对比关系,将河床冲淤分成相对大水冲刷区、相对小水淤积区2个大区,或分为清水冲刷区（绝对大水冲刷区）、相对大水冲刷区、相对大小水冲淤临界区、相对小水淤积区、绝对小水淤积区5个小区。     

渭河下游河道近期冲淤变化分析

本文根据实测资料,分析了渭河下游河道近期2001~2013年的冲淤变化情况,并对冲淤变化原因进行了分析,认为河道采砂是近期渭河下游河床冲刷下切的主要因素,清水冲刷、潼关高程略有下降、滩区取土是渭河下游河床冲刷下切的原因之一。     

渭河下游输沙用水量研究中的创新实践

为了确定渭河下游输沙用水量,研究中开展了创新实践:①探讨了渭河下游场次洪水冲淤量的确定方法,采用资料系列插补延长、两次修正、综合平衡等步骤,使单场洪水的冲淤量计算定性准确、定量合理,进而得到非漫滩洪水的冲淤临界条件;②分析了汛期洪水期输沙用水量与来沙量、冲淤水平和河道边界条件的关系,建立了比较合理的输沙用水量计算公式,可得到不同水平年的输沙用水量;③应用模仿法、组合法、希望点列举法等创新思维方法,解决了渭河下游输沙用水量研究中遇到的技术难题,成果可满足规划阶段工作的要求.     

渭河下游泥沙淤积及其带来的影响

三门峡水库于１９６０年９月１５日建成并投入运用。建库前，根据秦井、唐代古桥遗址和临潼、渭南一带的钻孔资料证实，渭河下游在长时期是一条基本冲淤平衡的河道。又据中国水利水电科学院查证，“建库前２５００年间，咸阳至西安一带，滩地只淤高约１m，华县附近只淤高３m”。据计算，三门峡建库前，咸阳至西安平均每年淤积为０．０４cm，华县为０．１２cm，渭河下游河道冲淤相对平衡，平面形态相对稳定，平滩流量约５０００m３／s，一般洪水不出槽，是一条典型的地下河。根据实测资料统计，三门峡建库以来至２０００年１１月，渭河下游共…     

渭河下游输沙用水量研究

从多沙河流水资源合理配置和高效利用角度出发,研究确定适宜的输沙用水量是非常重要的.本文在对大量实测资料分析的基础上,研究提出了影响输沙用水量的主要因素,然后根据一维恒定流非饱和输沙方程和渭河下游的来水来沙特点和冲淤规律,建立了渭河下游汛期输沙用水量计算公式.公式的突出特点,一是充分反映了来水来沙和冲淤水平对输沙用水量的影响,二是充分考虑了河道边界条件（以平滩流量表示）的影响.采用该计算公式,得出了不同来沙量和冲淤水平及不同河道边界条件下渭河下游汛期的输沙用水量.研究成果已应用到引江济渭入黄方案研究和黄河流域（片）水资源综合利用规划中.     

三门峡水库淤积上延机理的研究

本文分析了三门峡水库渭河下游实测资料，认为前期淤积使潼关河段同流量流速降低，使渭河下游主槽过洪通过减小、洪水流速降低，而洪水是维持潼关及渭河下游动态冲淤平衡的动力，因此，前期淤积是造成渭河下游淤积上延严重的根本原因，流速降低破坏了渭河干流推移质和支流推移质进入渭河后的输沙平衡，这也是渭河下游淤积上延严重的原因之一。