利用桃汛洪水冲刷降低潼关高程试验的思考

黄河宁夏、内蒙古河段每年冬天都要封冻,河道槽蓄水量增加,在翌年春天开河时,上游来水加上该河段融冰水,形成流量沿程递增的凌汛洪水,演进到中下游称为桃汛洪水。受各种因素的影响,潼关高程总的变化趋势为抬升,但每年桃汛洪水期间是冲刷降低的。2006~2007年,黄河防总连续2年成功地开展了“利用并优化桃汛洪水冲刷降低潼关高程试验“,分别使潼关高程下降了0.20、0.05 m。鉴于头道拐水文站开河洪水的流量过程预报难度大、万家寨水库调节库容小且蓄水塑造桃汛洪水与防凌调度冲突等情况,认为应改变万家寨水库桃汛期的运用方式、控制三门峡水库桃汛期运用水位,以冲刷降低潼关高程。     

黄河北干流河段桃汛洪水演进特征分析

为研究桃汛洪水在黄河北干流演进过程及对潼关高程的影响,根据北干流河段沿程水文站实测资料,统计分析了桃汛洪水水沙特征值的沿程变化。结果表明,桃汛期的洪峰、沙峰、洪量和沙量从头道拐到潼关总体增加,洪峰和沙峰的区间变化受水库运用影响较大;洪峰经天桥水库增值较大,之后到潼关沿程逐渐衰减、洪水过程坦化;天桥水库排沙产生比较高的瞬时含沙量,多次超过100ｋｇ／ｍ3,但沿程迅速衰减坦化,洪水期沙量仍表现为沿程增加;万家寨水库运用初期削减洪峰、洪量减少,直接影响潼关的洪水过程,桃汛试验后潼关洪峰和洪量增加。因此,建议桃汛期万家寨等水库的调度需要继续保持一定的出库流量指标,同时水库可以进行适当排沙,发挥桃汛洪水对河道的有利作用。     

利用桃汛洪水冲刷降低潼关高程试验效果分析

在对2006年黄河桃汛洪水万家寨调水试验基本情况介绍的基础上,主要分析了三门峡水库相关各站洪水、水库运用和库区冲淤等情况,并对桃汛洪水对潼关高程和渭河尾闾段壅水和冲淤情况进行了分析,认为冲刷对降低潼关高程有一定作用,对渭河尾闾段无明显影响,进而提出了桃汛试验的不足和改进方向。     

2008年利用并优化桃汛洪水冲刷潼关高程试验效果分析

阐述了2008年桃汛洪水的优化过程,在确保内蒙古河段凌汛灾害排除的情况下,根据试验设计指标,万家寨水库采用"先泄后蓄再补"的运用方式,泄放出满足有利于潼关高程冲刷降低的桃汛洪水过程.桃汛洪水在黄河北干流河段经过近800 km的传播,到达潼关断面,试验前后潼关高程冲刷降低0.07 m.虽然潼关高程下降值较小,但是潼关断面主河槽面积冲刷801 m2,平均河底高程下降3.52 m,潼关断面的冲刷是非常明显的.     

利用并优化桃汛洪水冲刷潼关高程原型试验研究

在分析研究桃汛期潼关高程变化规律及相关影响因子的基础上,提出了潼关高程明显冲刷的洪水条件和三门峡水库控制水位等指标,在2006年桃汛期进行了利用并优化桃汛洪水冲刷降低潼关高程试验.通过调整万家寨水库运用方式,塑造了满足潼关高程冲刷的洪水过程,效果分析表明,试验前后潼关高程降低了0.2m,万家寨和三门峡库区淤积形态得以改善,基本达到了预期目标.     

潼关水文站近十年水沙情势分析

三门峡水库自2002年11月起开始进行"318"原型试验,试验期间为降低潼关高程采取了多种措施,包括改变万家寨水库运用方式,开展利用并优化桃汛洪水冲刷降低潼关高程试验,同时配合小浪底水库开展黄河调水调沙等治黄专项工作。文中通过对三门峡水库入库潼关水文站2003年至2014年的水沙情势分析,对三门峡水库原型试验运用方式及冲淤规律进行分析,探寻不同水沙组合条件下的水库科学调度方式。     

利用桃汛洪水降低潼关高程原型试验效果分析

介绍了2006年利用并优化桃汛洪水降低潼关高程原型试验的过程，指出其试验效果主要有：①使潼关高程冲刷下降0．2m；②减少了万家寨水库的淤积，改善了水库的淤积形态；③实现了天桥水库的冲刷；④基本实现了小北干流河段全程冲刷；⑤改善了三门峡水库淤积部位。     

黄河小北干流永济河段桃汛漫滩引起的防洪思考

2009年3月,黄委利用并优化桃汛洪水过程冲刷降低潼关高程试验期间,受万家寨水库下泄流量加大影响,黄河永济河段发生桃汛漫滩险情。分析了漫滩发生的原因和防汛工作中存在的问题,针对黄河小北干流河段治理、开发与管理,提出了工作建议。     

桃汛洪水对潼关高程作用分析

对桃汛期潼关高程变化的分析表明,桃汛洪水对潼关高程的冲刷作用与水流条件和坝前水位密切相关,但存在一极限条件当洪峰流量小到某一值时对潼关河床的冲刷作用微弱,起调水位降低并不能无限制增加洪水对潼关高程的冲刷作用。1999年以后受万家寨水库蓄泄水的影响,洪峰流量削减,洪水过程发生变化,对潼关高程的冲刷作用减弱。     

万家寨水库凌汛期运用方式研究综述

黄河万家寨水库凌汛期运用方式研究，其目的是为了减轻万家寨水库运用对内蒙古头道拐以下河段、坝下河曲河段和天桥水电站防凌的影响，并在保证防凌安全的前提下统筹防凌与发电的关系。该项目就水库蓄水对上下游河段防凌的影响及库区冰塞和冰坝壅水等进行了系统研究，提出了凌期不同阶段的水库防凌调度模型和调度方案。经实际验证，方法可行，精度较高，受到专家们的高度评价。     

优化桃汛洪水冲刷降低潼关高程试验效果分析

对优化桃汛洪水冲刷降低潼关高程的试验效果进行了分析,结果表明:在2006—2009年试验期间,塑造了有利于冲刷降低潼关高程的桃汛洪水过程,潼关高程4 a间平均下降0.11 m;2006—2008年数学模型模拟结果表明,3 a结束时桃汛试验方案较不试验方案的潼关高程偏低0.19 m;桃汛试验不仅直接降低了潼关高程,也改善了三门峡库区淤积分布,有利于年内的冲淤平衡,对控制汛末潼关高程产生了重要作用。     

汛期特殊运用年份水库冲淤特性分析

根据汛期特殊运用年份的水库运用情况，通过实际观测资料，与来水条件相似的正常运用年份对比分析潼关以下库区冲淤变化以及潼关高程升降的基本规律，对比分析可知：平水期适当抬高水位运用，不对潼关以下库区及潼关高程的自然冲刷状态产生不利影响；在洪水期水量沙量集中时，应尽量降低水位（295－298m)排沙运用，增加峰前比降，加大洪水冲刷力度，排沙效果会更好。     

三门峡水库运用水位对库区冲淤影响试验研究

通过实体模型对三门峡水库不同运用水位和水沙条件组合的5组方案进行了试验，对比分析了不同水沙条件和不同运用水位对库区冲淤的影响。试验结果表明，降低坝前水位可以调整库区淤积部位，有利于库区的冲刷和降低潼关高程，但有利的水沙条件对库区河道的冲刷和降低潼关高程更明显。     

近期潼关水沙变化对河床冲淤的影响

1986年以来，潼关水量和沙量大幅减少，洪峰少，流量小，历时短，含沙量高。1986－1999年汛期平均水量120亿m^3，比前期减少40％－60％，日平均流量大于3000m^3/s的出现天数和水量均减少90％以上，沙量变化较小，含沙量成倍增加，致使潼关高程汛期平均下降幅度明显偏小，比非汛期上升偏小0．10m，比建库前汛期平均下降值偏小0．08m，若与控制运用初期相比，则偏小0．30m为了适应入库水和条件的不利变化，水库运用方式多次进行调整和改善，但河床淤积仍较1985年前严重，潼关高程逐上升，尤其1994年以来，入库水沙量在前期大幅减少的基础上又明显减少，潼闹程居高不下，长期变动在328．00－328．35m之间。     

汛期潼关高程与其影响因子相关分析

综合物理成因分析法及逐步线性，非线性回归模型计算，对汛期潼关高程与各影响因子间的相关度问题，做出了定性分析和定量研究，结果表明：在众多影响潼关高程的因素中，汛期洪水量影响最大，汛期平均库水位与潼关高程不具相关性，汛初潼关高程对汛末值也有较大影响。     

桃汛期影响潼关高程升降的敏感性因子分析

从水沙条件和边界条件两个方面,逐项分析了桃汛期洪峰、沙量、水沙搭配以及桃汛期三门峡水库起调水位、前期潼关高程、河床泥沙颗粒组成、纵比降等对潼关高程升降产生的影响。结果表明:在目前边界条件下,要降低潼关高程,三门峡水库桃汛期起调水位应控制在313 m以下,桃汛洪峰流量在不超过小北干流平滩流量的情况情况下越大越好,沙量越小越有利于潼关高程的冲刷下降,含沙量不能太大且要与洪峰对应,在出库含沙量不能与洪峰同步的情况下,要控制好落水期排沙。     

降低潼关高程可行性分析

在对三门峡建库以前的历史资料分析和总结前人结论的基础上指出,造成渭河下游防洪形势严峻的主要原因是潼关高程的不断抬高。近两千年的历史资料证明,潼关断面附近河床年淤积厚度只有0.008 m。对三门峡建库以来资料分析证明,水库的高水位运用是造成潼关高程抬升的主要原因,水库的不同运用方式与潼关高程的变化有直接关系。综合分析认为,降低潼关高程是有可能的,在不明显降低三门峡水库综合运用效率的前提下,通过合理调度可以将潼关高程从现在的328 m至少降低2 m以上,这样可以使渭河下游堤防的防洪标准得到一定程度的恢复。本文还根据调查分析提出了降低潼关高程的几项具体建议。