古贤水库与小浪底水库联合运用研究

介绍了古贤水库的概况,分析了古贤、小浪底水库联合运用的需求,研究提出了古贤、小浪底水库联合调控指标,即调控流量为3 500⁴ 000 m3/s,洪水历时不小于5 d。根据古贤、小浪底水库的内在联系和相互关系,考虑不同来水来沙、库区蓄水及河床边界等因素,初步拟定了水库联合运用的方式。采用水沙数学模型计算手段,分析了古贤、小浪底水库联合运用在协调黄河下游水沙关系、减少河道淤积、长期维持中水河槽过流能力等方面的效果。结果表明:古贤、小浪底水库联合拦沙和调水调沙运用,可协调进入下游河道的水沙关系,减少黄河下游河道泥沙淤积,使下游河道长期处于微淤状态,小浪底水库拦沙期恢复的下游河道4 000 m3/s以上中水河槽过流能力将保持50 a以上,同时还可使潼关高程冲刷下降2 m左右,水库联合减淤的效果明显。     

近期改善三门峡库区淤积的措施及效果分析

三门峡水库建库以来，根据库区淤积和潼关高程变化的情况，采取了一系列改善库区淤积的措施。建库初期水库运用方式由蓄水运用改为滞洪排沙运用；枢纽工程增建和改建的泄流孔（洞）全部投入运用后，库区大量冲刷，潼关高程下降，为调水调沙运用创造了条件。1986年以来入库水量大幅度减少，库区淤积增多，潼关高程上升。为了适应水沙条件的不利变化，对水库运用方式作出相应调整和改善；在潼关河段实施清淤疏浚工程；加快河道整治步伐。由此，潼关以下河道形态发生有利变化，泄洪输沙条件改善，潼关高程相对稳定。     

三门峡水库运用方式对潼关高程的影响

三门峡水库修建后，潼关处于水库库区，河床淤积抬高。抬高过程与三门峡水库的运用方式及泄流规模密切相关。本文从实测资料入手，主要分析了三门峡水库控制运用以来，潼关河床高程的变化。非汛期水库高水位运行时间长，潼关河床淤积抬高，汛期冲刷历时短，溯源冲刷发展不到潼关，潼关河床得不到有效冲刷，且不利于汛期输沙，都是潼关河床抬高的主要原因。     

三门峡水库运用方式对潼关高程的影响

三门峡水库修建后，潼关处于水库库区，河床淤积抬高。抬高过程与三门峡水库的运用方式及泄流规模密切相关。本文从实测资料入手，主要分析了三门峡水库控制运用以来，潼关河床高程的变化。非汛期水库高水位运行时间长，潼关河床淤积抬高，汛期冲刷历时短，溯源冲刷发展不到潼关，潼关河床得不到有效冲刷，且不利于汛期输沙，都是潼关河床抬高的主要原因。     

黄河下游河道未来冲淤趋势研究

进入21世纪以来,黄河中游产水产沙环境发生显著变化,潼关站实测来沙量大幅减少。在中游来沙减少和小浪底水库调水调沙运用的条件下,进入下游的泥沙主要集中在大流量洪水期,其他时段进入下游的水流以清水小流量为主。研究建立了不同时段下游河道冲淤量与水沙量的关系,计算了未来可能水沙条件下下游河道的冲淤趋势。结果表明:在未来年来沙量2亿~3亿t、来水量220亿~250亿m3时,利用4 000 m3/s左右大流量输沙,基本可以维持下游河道主槽不萎缩。     

三门峡水库及运用

三门峡水库是黄河上修建的第一座大型综合利用工程,1960年9月基本建成并蓄水运用。由于水库的严重淤积,1962年3月被迫改变运用方式,并于1964～1971年先后二次对枢纽工程进行改建,提高了水库泄流排沙能力。根据改建后的工程条件,考虑泥沙集中来自汛期以及潼关以下峡谷河道输沙能力大等特点,自1974年起,三门峡水库采用“蓄清排浑、调水调沙”的运用方式。迄今,库区的泥沙淤积大大缓和,潼关以下峡谷库区保持着可供长期使用的库容,淤积上延基本得到控制,黄河下游河道的淤积也有所改善。同时,水库不但发挥了防洪、防凌作用,而且还取得了一定的灌溉、城市供水和发电效益。三门峡水库的改建和调水调沙运用初步获得成功。但是,1974年以来,来水来沙条件比较有利,三门峡现有的泄流规模和运用方式,尚有待于不同的和不利的水沙条件考验。同时,由于黄河大量的泥沙,在解决水库淤积和发挥水库综合效益上互相制约;闸门启闭设施不完善;高含沙水流对水轮机过流部件和泄水建筑物的磨损、气蚀严重,这些问题使三门峡水库所能发挥的综合效益受到限制,还有待进一步研究改进。     

降低潼关高程途径的研究

本文在深入分析三门峡水库运用方式与潼关高程的关系以及潼关高程不同阶段升高原因的基础上,采用非均匀不平衡泥沙数学模型,探讨了三门峡水库运行方式、来水来沙条件、跨流域调水、河道整治、裁弯、疏浚、水库增大泄流规模等措施对降低潼关高程的作用。指出为使潼关高程进一步有比较明显的降低,应采取多项措施的组合。     

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。     

三门峡水库控制运用对下游河道的调整作用

本文分析了三门峡水库控制运用以来的来水来沙条件及水库的调水调沙作用。初步探讨了水库调水调沙对黄河下游河道的造床流量、冲淤变化和纵比降的调整作用。最后,粗估了调节水沙过程对艾山以下河道的冲淤影响。     

渭河下游冲淤分析和治理意见

本文分析了三门峡水库控制运用以来渭河下游河道的冲淤变化,初步认为:1.只要严格控制水库蓄水位,潼关侵蚀基准面高程是可以稳定在326～327m的;2.渭河下游经过自动调整,河道的泄流输沙能力有较大的恢复,河道形态接近建库前水平;3.河口拦门沙淤塞问题仍然是渭河能否平衡的关键。此外,还对渭河下游治理提出了一些意见。     

黄河调水调沙调控指标及运行模式研究

分析了小浪底水库运用以来黄河调水调沙运用效果及出现的新情况,从充分发挥调水调沙水流输沙效率出发,研究提出了黄河调水调沙调控指标,即调控流量为2 500～4 000m3/s,洪水历时不小于6d,汛前调水调沙洪水峰型宜采用矩形峰,在调水调沙水量充足的条件下,调控流量在保障下游滩区安全的前提下取大值;根据当前小浪底水库所处的运用阶段和水沙调控运用的要求,提出小浪底水库调控目标应转向水库适度拦调泥沙,尽可能长期维持黄河下游4 000m3/s左右中水河槽,调水调沙运用应综合考虑小浪底库区淤积和下游河道主槽过流能力变化等因素,选用适宜的调水调沙运用模式。     

潼关高程的稳定降低与渭河下游河道综合治理

本文采用实测资料分析和泥沙数学模型计算等方法对潼关高程的稳定降低和渭河下游河道的综合治理等重要问题进行了研究,得到了如下认识:(1)潼关是三门峡库区的天然卡口和渭河下游河道的侵蚀基准面,从减少渭河下游淤积、减轻渭河下游洪涝灾害及改善渭河流域生态环境等方面考虑,降低潼关高程是十分必要的;(2)通过调整三门峡水库运用水位,潼关高程是可以降低的,但不同的来水来沙条件下降低的程度是不同的,近期目标可确定为下降1m,采用多种措施的组合后的中长期目标可确定为下降2m;(3)潼关高程降低到相对稳定的状态一般需要4～8年,这与来水来沙条件和三门峡水库运用方式有关;(4)建议三门峡水库运用水位近期采用汛期敞泄、非汛期控制在312～318m范围内的方案,综合考虑后认为非汛期水位目前控制在315m较好;(5)渭河下游河道的治理应采取包括降低潼关高程、河道整治与疏浚、加高加固堤防和跨流域调水等综合措施。     

古贤水库建设的紧迫性和建设时机

从减缓黄河下游河道泥沙淤积、维持中水河槽过流能力、降低潼关高程、促进有关地区经济社会发展等方面分析了古贤水库建设的紧迫性,对水库不同的投入运用时机带来的防洪减淤效益进行了分析。结果表明:该水库在黄河水沙调控体系的总体布局中起着承上启下的作用,战略地位极为重要;古贤水库投入运用越早,水库联合调控减淤的作用就越大;古贤水库在小浪底水库拦沙库容淤满前投入运用要比在小浪底水库拦沙库容淤满后投入运用更能发挥水库的联合运用效益。建议加快古贤水库前期工作进程,争取在小浪底水库剩余部分拦沙库容时建成生效。     

黄河首次调水调沙试验

什么是调水调沙 所谓调水调沙,就是在充分考虑黄河下游河道输沙能力的前提下,利用水库的调节库容,对水沙进行有效的控制和调节,适时蓄存或泄放,调整天然水沙过程,使不适应的水沙过程尽可能协调,以便于输送泥沙,从而减轻下游河道淤积,甚至达到冲刷或不淤的效果,实现下游河床不抬高的目标。     

从巴家嘴水库除险加固谈来水来沙特性与多沙河流水库泄流规模论证

足够的泄流规模是多沙河流水库保持有效库容,发挥长期综合效益的必要条件,确定泄流规模时应充分认识其来水来沙特性。巴家嘴水库位于高含沙的蒲河上,建成后曾多次除险加固,目前水库防洪能力不足,正在进行再次除险加固前期工作。本文通过对巴家嘴水库来水来沙条件的认真剖析,总结其多年来设计运行经验,多角度论证了各特征水位泄流规模,从而给出了多沙河流水库泄流曲线的设计典例。提出了多沙河流水库泄流规模设计不仅要确定水库最高蓄水位下总泄流规模,还要确定水库死水位、汛期限制水位、淤积平衡后平滩水位泄流规模。各级特征水位下满足排沙、减淤、保持有效库容泄量要求的水库泄流曲线是多沙河流水库泄流曲线的显著特点。     

补水补沙对大坝下游河流生境条件恢复研究

<正>大坝建成之后,由于水库蓄水调节作用,坝下游水量沙量大幅减少,原有天然状态下的周期性洪水被调平。为了重建下游生境条件,瑞士西部地区塞纳河上的罗森大坝水库通过生态泄流对下游补水补沙,人造洪水流量为2 a一遇标准。通过试验研究,确定了利用两岸交替分布的沙洲进行补沙的措施。对人造洪水前后的水下地形进行勘察,研究下游河床和沙洲的地形变化。通过对坝下游河段水位和流量变化进行观测,研究了下游两岸生境条件的恢复情况。结果表明,人造洪水的补水补沙措施能够有效改善坝下游生境条件,保障河流的生态可持续性。     

渭河下游近期河道萎缩特点及治理对策

近十多年来 ,由于潼关高程居高不下和渭河下游来水来沙减少 ,渭河下游河道发生了明显的萎缩 ,出现了“小流量 ,高水位 ,大灾害”的局面。主要表现在 :渭河下游淤积速率增加 ,主槽束窄 ,过流能力显著降低 ,同流量水位升高 ,洪水传播时间延长 ,河势不稳 ,主流摆动增强 ,塌岸严重 ,支流口门淤堵 ,防洪形势十分严峻。作者在分析上述现象成因的基础上 ,提出了降低潼关高程 ,渭河下游河道整治 ,北洛河尾闾改道 ,黄、渭汇流区治理 ,泾河东庄水库调水调沙运用 ,跨流域调水等渭河下游治理对策     

水库下游卵石河床冲淤演变规律及机理研究

通过实测资料和模型试验研究了某水电站下游河道卵石河床冲淤演变规律,探讨了宽级配卵石河床的自动调整作用。在天然条件下,水电站下游河道河床稳定,水库运行后,水流的挟沙能力有很大富余,下游河道发生了较大冲刷。试验表明:在不同流量作用下,河床自上而下以冲刷为主,流量越大,冲刷强度越大;在冲刷过程中,水深变大,流速减小,床沙变粗,河道更加稳定。     

黄河内蒙古河段水沙及河床演变特性变化分析

随着黄河上游河段水库联合运用及水土保持工程的实施,内蒙古巴彦高勒至头道拐河段来沙量大幅度减少,河道演变剧烈,研究该河段演变特性变化可为河道防洪、防凌及下游河段水库调水调沙提供技术支持。为此,基于实测水沙及地形资料,并通过输沙率法结合同流量水位及典型断面变化分析了该河段水沙变化特性、河道时空冲淤分布特性及河道冲淤与水沙条件的耦合关系。结果显示,研究河段近期来水来沙总量偏少,至2018年有所增多,河道整体表现为冲刷,2012—2019年河段累积冲刷2.7亿t,其中汛期冲刷1.96亿t,河槽刷深展宽,河床高程下降,局部表现为上游冲刷下游淤积,包头上游河段冲刷量约为3.59亿t,下游河段淤积量约为0.72亿t,汛期冲淤变化比较剧烈。结果表明,来沙量大幅度减少,致使水流含沙量不能满足水流挟沙能力是河段发生整体累积性床刷的主要原因。     

昌马水库泄空冲刷试验研究

采用比尺为 1∶ 50正态动床全沙模型模拟昌马水库每年 7月份泄空冲刷过程。选择水库运用过程中两个关键性的淤积高程 ,进行对水库排沙不利的丰水丰沙年和枯水丰沙年两个水文年 7月份水沙过程泄空冲刷试验。试验结果表明 :昌马水库采用每年 7月泄空冲刷运用方式 ,可以有效地排除库内淤积 ,延长水库使用期限 ;泄空冲刷初期排沙洞和下游河床有暂时性淤积发生 ,随着水库排沙率的降低 ,这种淤积将逐步消失 ;泄空冲刷过程结束后 ,下游河床不会发生淤积抬升。最后通过同已成类似水库的对比 ,从另一方面证明了昌马水库运用方式和试验的合理性