小浪底水库异重流有关问题分析

异重流排沙是多沙河流水库蓄水运用阶段排沙的主要方式，小浪底水库运用初期以异重流排沙为主．分析了2001年小浪底水库高含沙异重流的形成、传播以及排沙和淤积分布等有关问题，并对异重流的渗入条件进行了验证计算．     

小浪底水库拦沙初期调控异重流方式初步研究

小浪底水库拦沙运用初期,黄河中游来的峰高、量小、沙多又不够一次调水调沙过程的洪水(在考虑水库前期可调水量之后)入库后一般会形成异重流,且出库沙量大、粒径细,因此水库应及时排出;但如果水沙搭配不好,也会使下游河道发生淤积,且呈现沿程均淤的特点;随着排沙期平均流量的增大,全下游淤积比不断减小,并可以由淤积转为冲刷。针对这类洪水,推荐以下游河道不淤积的关系式进行水沙调控,可以在水库适当补水的情况下实现下游河道少淤甚至不淤的排沙效果。     

2004年小浪底水库异重流特性分析

文章介绍黄河调水调沙试验,通过调度万家寨、三门峡、小浪底等水利枢纽工程,人工塑造异重流的方式实现了水库减淤,系统地了解水库异重流的产生条件、持续运动规律;通过调整出库流量、含沙量、泥沙粒径,使出库泥沙能够顺利排入大海。     

小浪底水库人工塑造异重流成因分析

分析了2004—2009年6次基于万家寨、三门峡、小浪底3座水库联合调度人工塑造异重流的运行情况。指出人工塑造的异重流由冲刷性异重流和浑水异重流两部分组成,异重流在小浪底库区演进过程中既有沉积衰减,也存在沿程积聚现象,沉积衰减和沿程积聚的综合作用,决定排沙效果。小浪底水库前期淤积情况和三门峡水库泄放水沙时空分布,决定异重流在前坡段的沿程积聚程度,小浪底水库对接水位高低与沉积衰减和沿程积聚成正比。建议加强异重流观测研究、增大上游来水基流、三门峡水库汛期适当拦蓄一定沙量、合理确定调控指标等,以提高人工塑造异重流排沙效果。     

小浪底水库异重流传播时间的计算

提出了均匀流的异重流流速与单宽流量、含沙量及库底坡降之间的关系式,该关系式考虑了重力修正系数及交界面对异重流运动水力半径计算的影响,并给出了异重流传播速度的计算方法,建立了异重流传播时间计算公式.同时,利用小浪底库区近期异重流实测资料对相关参数进行了率定.     

小浪底水库塑造异重流技术及调度方案

在前人研究的基础上，通过对小浪底水库异重流实测资料分析，并结合相关实体模型及水槽试验成果，研究了异重流发生、运行及排沙等基本规律。利用水库异重流运行规律及排沙特点，根据水库的上下游实际条件制定了黄河调水调沙试验水库联合调度预案。通过水库水沙联合调度实践，2004年成功塑造异重流并排沙出库，达到了减少水库淤积、优化出库水沙组合等多项预期目标。     

小浪底水库异重流潜入点特性分析

分析了异重流潜入点的外部特征、位置变化、边界条件、潜入区水流特性。结果表明:①淤积尾段高程逐年加高,使得潜入点上游的库底深泓点比降逐年减小,潜入点下游的则逐年增大;②潜入点垂线流速呈S形分布,垂线含沙量呈L形分布,最大值均位于库底附近;③异重流潜入点下移是水库泥沙淤积向坝前推进的反映。     

新仪器在小浪底水库异重流测验中的应用

小浪底水库异重流测验中,根据实际需要,引进改造或研制了测验异重流的清浑水界面探测器、四仓无线遥控采样器等专用仪器,这些仪器具有操作简单,容易掌握,维护方便,经济实用,快速高效等特点,应用取得了较好的效果.     

基于脉冲射流的小浪底水库人工异重流输沙方法探讨

小浪底水库的调水调沙实践证明,异重流在水库形成后,可以在水下长距离运行,直到排出库外,达到排沙清淤的效果,但其发生的时间段短。能否研究出一种满足异重流产生和运动的条件,并且长期产生人工异重流的设备,成为解决小浪底水库淤积问题的关键。为此,提出了采用脉冲射流冲驱泥沙实现人工异重流的方案。     

2008年调水调沙小浪底水库异重流排沙分析

2008年汛前黄河调水调沙期间,在小浪底水库塑造异重流的过程中,小浪底水库排沙比高达89%.异重流排沙过程的特点是出库含沙量大、历时长,而且出现了两个沙峰.初步分析认为,这些特点与三门峡水库泄流过程、小浪底水库初始边界条件及其调整过程、小浪底水库闸门调度等因素有关.     

浅析黄河小浪底水库异重流演进规律

通过实测资料对小浪底水库异重流演进规律的初步分析,定性地提出了影响其运动的因素;同时,对某些影响因素进行了定量分析,得出了异重流到达小浪底大坝坝前的条件和时间的经验公式。验证了范家骅在水槽内异重流潜入条件试验的研究成果。     

对小浪底水库首次人工塑造异重流的探讨

为了有效控制水库泥沙淤积的数量,改善库区泥沙淤积的形态,从而延长水库的使用寿命,小浪底水库于2004年首次进行了人工扰动塑造异重流试验。结果表明:异重流冲沙前后库尾泥沙淤积形态和数量的变化明显,认为利用人工塑造异重流进行水库冲沙是可行的。     

小浪底水库运用情况分析

对小浪底水库下闸蓄水至2005年的运用情况进行了分析,并将运用效果与设计成果进行了对比,结论认为：①水库自投入运用至今均处于拦沙初期运用阶段;②水库运用以来,干流淤积三角洲顶点位置随着库水位的变化逐步向下游推进;③库区淤积形态与设计淤积形态相比,总体看来淤积部位偏上游,但未侵占长期有效库容;④库区泥沙主要以异重流形式输移,排沙比与设计成果基本一致;⑤从目前支流纵剖面形态看,各支流均未形成明显的拦门沙坎,随着库区淤积量的不断增加及运用方式的调整,拦门沙将逐渐显现。建议今后加强对支流纵剖面、异重流倒灌和水库冲刷的观测,对支流拦门沙的形成及发展演变机理进行专题研究。     

泥沙异重流影响下的水库垂向水温分布预测模拟

水库水体异重流的变化是影响水库水温分布最为关键的因素之一。本文以黄河上游刘家峡水库为例,建立考虑泥沙异重流影响的三维水库水温模型,利用已有水库水温分布监测数据对模型进行验证。在考虑有无泥沙异重流影响的条件下,对水库汛期库区垂向水温分布进行预测和比较。模拟结果显示,在不考虑来流含沙时,库区垂向水温分布始终为典型分层型,按实际含沙来流计算时,库区垂向水温分布随着水沙量增大而呈现从分层型转化为混合型分布的变化,泥沙异重流是造成夏季水库水温成混合型的主要原因,只有考虑泥沙异重流的影响才能正确预测多沙河流上水库水温的变化规律。     

黄河小浪底水库异重流排沙效果分析及下游河道的响应

全面分析了小浪底水库蓄水拦沙期2000-2006年库区及下游河道泥沙冲淤调整;在分析泥沙输移规律的基础上量化了连续冲刷状态下河道输沙能力变化与累计冲刷量间的关系,揭示了冲刷条件下河道输沙能力降低是因为床沙有效交换层内小于0.05mm的细沙及中沙补给不足造成的;结合三门峡水库拦沙期的观测资料,对比研究了异重流洪水期间小浪底水库的排沙效果及其下游河道对高含沙异重流水沙过程的响应,指出了小浪底水库对洪水具有较大的"拦粗排细"潜力,且高含沙异重流洪水不会造成河道严重淤积.因此,在洪水调度中,要充分利用水库塑造异重流洪水,多排少拦,以达到下游河道长期减淤的目的.     

小浪底水库泥沙处理途径探索

根据黄河下游放淤固堤高浓度泥浆管道输送的实践与科技攻关所得的研究成果,提出利用潜吸式扰沙船在坝前2~40 km范围内,分调水调沙时期和发电供水期2个时段进行扰沙、抽沙,依据虹吸与水库拉沙原理将淤积在库底的细颗粒泥沙排出库外。分析表明,该方案较为经济且具有可操作性,通过水库调度与清淤措施的协调配合,可以实现延长小浪底水库寿命和输沙入海的目标。     

小浪底水库减少泥沙淤积的调度运行方式探讨

小浪底水库预留75．5亿m^3的淤积库容，为合理利用淤积库容，提高淤积库容的利用率，尽量延长兴利库容的使用寿命，在调度方式上采用了“调控水位、异重流排沙、相机降低水位排沙、词水调沙、拦粗排细”等综合调度运行方式。使水库做到了有序淤积，调整了水库淤积部位，在初期运行管理中取得了较好的效果。     

论黄河小浪底水库拦沙后期的运用及水沙调控

小浪底水库是确保黄河下游防洪、减淤的关键性工程,2007年已进入拦沙后期。为了尽可能地延长水库的使用寿命和减少下游河道的淤积,以最大限度地发挥小浪底水库的作用,制定合理的水库运用方式是非常重要的。回顾了小浪底水库运用以来的贡献和新情况,评述了拟定的水库运用方式的研究成果,根据三门峡水库和黄河下游河道数十年来的冲淤变化的实践经验,提出了小浪底水库拦沙后期运用方式的原则和水沙调控的建议。