金沙江梯级水库下游水沙过程非恒定变化及其对通航条件的影响

随着金沙江下游梯级水库陆续建设和投入运用,坝下游的水沙过程明显改变并影响通航条件。本文提出了水沙过程非恒定变化分析方法,分析了向家坝枢纽坝下水位、流量和含沙量非恒定变化特性及其对通航条件的影响。结果表明,向家坝枢纽运用后坝下水沙变化的非恒定强度较大,水位变化的变异系数可以达到0.10～0.12,流量变化变异系数可以达到0.20～0.40,虽然出库含沙量显著减小,但含沙量变异系数最大可以达到约1.0。向家坝水文站标准化年平均水位和流量约为1.0左右,向家坝枢纽坝下山区河道的通航条件总体上是稳定的,水库运用削减洪峰和增大枯水流量有利于改善坝下河道的通航条件,但水电站日调节和水库蓄水,以及泄洪增大流量和水位的非恒定性,对坝下河道的通航条件有一定不利影响。     

高山峡谷河段枢纽运行对下游水位变幅影响研究——以金沙江乌东德水电站为例

由于高山峡谷河段具有弯曲狭窄、滩险众多、岸坡高陡等地形特点,电站调峰运行往往在下游河道产生强非恒定流,对航运的影响远大于平原或普通山区河流。以金沙江乌东德水电站为例,采用一维非恒定流数学模型模拟了电站下游河段的水位变化规律,划分了适航区域,并初步提出了水位变幅的控制措施。研究结果表明:(1)高山峡谷河段水电枢纽运行对下游水位影响剧烈,沿河段水位变幅表现为整体衰减但局部卡口增强的规律;(2)乌东德水库坝址至四斗种长约41 km河段受非恒定流影响显著,水位变幅较大,不适宜通航;(3)为减小水位变幅,可采取控制电站调峰幅度、建立反调节枢纽实现水位反调节、疏挖局部卡口河道等措施。     

向家坝水电站切机非恒定流对干流航运影响研究

针对水电站发生切机产生的非恒定流对下游航运造成影响,基于一维水动力学数学模型,分析了向家坝水电站8台机运行发生不同切机台数下的达标补水时间以及对下游航道的影响距离,同时分析了典型工况达标时间补水条件下的非恒定流传播特性。研究可为电站发生切机条件下下游的航运安全调度运行提供技术支撑。     

向家坝水电站下游非恒定水沙特性研究

水电站日调节和泄洪引起的非恒定流改变了下游河道的天然水沙过程,将影响下游河道的防洪、航道、港口及船舶航行安全,需研究坝下非恒定流的传播规律、关注航道内比降与流速的变化以及航槽内的输沙特性,实现水电与航运协调发展.结合向家坝水电站下游滩段的物理模型试验与坝下一维数模计算的成果,开展了电站下泄非恒定流对下游水位、流量、比降、流速及输沙的影响研究.结果表明:日调节引起的坝下水位、流量变化沿程坦化,水位与流量变幅沿程减小;随着电站泄水波的行进,峰前瞬时比降和水流速度相应增大,退水时沿程水面比降与流速随谷减小,随后恢复原有的比降(流速)与流量关系;泄水波峰前最大比降随流量变率的增大而增加,与流量的变幅无关;非恒定流输沙率大于恒定流的输沙率.     

三峡电站日调节对下游河道水面比降的影响

根据水电站日调节波的特性，运用一维恒定流和非恒定流泥沙数学模型，分别计算了河道涨落水过程的水面线，在此基础上，用恒定流泥沙数学模型计算了三峡水库建库前后，其下游宜昌～沙市河段的水面线．并结合三峡和葛洲坝两电站联合运行的实际情况，研究了调节方案对三峡水库下游河道水面比降的影响。     

枢纽日调节对下游航道影响评估方法的研究

从水资源综合利用的原则出发,分析了枢纽日调节的非恒定流对坝下游航道的影响.在此基础上,提出以枢纽下泄日平均流量与日最小流量为统计样本,分析枢纽日调节对坝下游航道影响的定性及定量评估方法,并给出了非恒定流影响的图示说明.该方法原理清楚,简易可行,可合理评估水电枢纽对航道的影响,确定相关水位及日调节工况.     

梯级电站联合调节非恒定流对枢纽间航运安全的影响

针对嘉陵江干流中游亭子口至沙溪航电枢纽间河段建立了非恒定流数学模型,并采用基于Preissmann四点隐格式的有限差分法进行求解.利用2001年亭子口至沙溪河段实测的洪、中、枯下沿程各断面水面线资料率定模型综合糙率值.用黄河四龙至龙湾段2002年实测资料对模型精度进行了验证.应用该模型分别计算梯级电站联合调节时苍溪反调节枢纽兴建前后亭子口至苍溪段非恒定流水流条件,并做对比分析.结果表明梯级电站联合调节时反调节枢纽的兴建能明显改善河段通航水流条件.     

采砂工程对双沟电站下游河道行洪能力影响初步分析

通过建立的一维非恒定流数学模型,并依据双沟电站下游河段实测水文资料对模型进行率定和验证,分析了双沟电站下游河段采砂前和采砂后不同来水条件下水面线变化规律。分析成果表明,采砂工程使局部河段产生了不同程度的壅水现象。     

水电枢纽下泄非恒定流作用下的航道整治研究

水电枢纽下泄非恒定流具有日水位、流量频繁大幅波动的特点,对下游河道的河床演变与通航条件产生了严重影响。针对枢纽下泄非恒定流作用下河床演变与航道整治的特点,建立了贴体正交曲线坐标系统下的韩江上游二维水沙数学模型;在运用大量水沙实测资料对模型详细验证的基础上,对推荐方案实施后的整治效果与非恒定流对航深的影响进行了计算。     

反调节枢纽对河道通航水流条件的影响分析

利用一维非恒定流数学模型,计算了建反调节枢纽前后、不同电站运行工况下沅水清水塘枢纽至大洑潭枢纽间河段的水力要素,并对各工况下航道流速、比降、水位变幅等通航水力指标进行了分析与比较.在此基础上,探讨了建反调节枢纽前后两坝间非恒定的水流运动及其控制影响因素.结果表明,建反调节枢纽可明显改善通航水流条件;但如果反调节枢纽为低水头枢纽.一些情况下仅通过调整反调节枢纽坝前水位,上游枢纽近坝段每小时水位变幅仍不能满足航运的要求,必须同时调节上游电站的出流过程以改善枢纽问航道内的通航条件.     

三门峡水库运行模式对黄河下游水环境的影响

根据黄河下游在三门峡水库20世纪70年代投入运行后的实测资料，考虑水库的不同运行模式以及下游支流的入汇作用，研究了水库对黄河下游的水环境的影响。注意到黄河灌溉用水的主导作用，以河水中离子总量为指标，分析了三门峡水库运行对黄河下游水质的影响。考虑到断流是黄河下游最为突出的生态问题，以全年断流总长度为指标，分析了三门峡水库运行对断流严重程度的影响。研究表明，黄河下游各站离子总量与三门峡水库运行模式以及三门峡-花园口间支流入汇条件有着密切的关系，而且断流严重程度主要受到水库运行模式的控制，据此提出了有利于降低离子总量和减轻断流严重程度，同时又兼顾发电和防洪的三门峡水库推荐运行模式。     

三峡工程泄洪对下游通航条件影响的研究

根据水工模型试验成果,分析了三峡工程泄洪时坝 下游引航道和两坝间河段(三峡至葛洲坝)的非恒定波流运动特性,结合遥控自航船模试验对 两坝间的通航水流条件进行了分析评价,并提出了提高通航流量标准、改善通航条件的相应 措施。     

多股多层水平淹没射流数值模拟研究

多股多层水平淹没射流是一种新型消能型式。本文采用VOF(Volume of Fluid)法和RNG k-ε紊流模型结合向家坝水电工程对多股多层水平淹没射流进行了三维数值模拟，将计算值与实验值进行了对比，计算值与实测值吻合较好，表明数值模拟方法是研究消力池水流运动规律及消能机理的有效途径。文中分析讨论了多股多层射流进入消力池后的水流结构与消能机理，研究结果表明：多股、多层射流进入消能水体时，在各主流的四周有一个消能旋滚，形成多个强剪切层消能区，消能率较高，但在平面上没有形成明显的、贯穿的立轴旋涡。同时，由于各漩滚的相互作用，能有效减小对消力池固壁的冲刷。     

水电站引水-尾水管道系统水力过渡过程模型试验与计算

本文针对拉西瓦水电站引/尾水管道系统，修建了一个大比尺（1/50）且部分正态、部分变态的物理模型，并通过调频电机改变导叶启闭时间，观测了机组增甩负荷时压力管道内的水流流态、水头损失、调压室涌浪及涡壳进口处的水锤压力过程线。利用模型试验实测资料，率定出调压室阻抗孔局部阻力系数的计算公式，使数值计算得到的调压室涌浪、引，尾水管道水锤压力及其过程线与模型试验吻合良好。再用数值计算弥补物理模型不能回答尾水管进口最大真空度以及模拟非线性关闭的缺陷，提出了物理模型设计可放弃弹性相似准则的结论。使模型材料不受限制。计算在缺乏水轮机特性曲线的条件下，数值求解转动方程也可得到机组最大转速及其过程线。     

亭子口水利工程建设环保和水保监理体制创新刍议

亭子口水利枢纽工程对嘉陵江中下游防洪作用重大。是长江中下游总体防洪体系的组成部分。针对建设期的施工区和移民安置区等生态环境、水土资源、人群健康等方面的影响及其防护、监测等工作,论述和探讨了环境保护、水土保持等多项目、多区域监理的创新模式、规章制度和工作内容,提出环境保护与水土保持监理的建议。     

长江中下游防洪模型研究 ——关键技术问题初步探讨

 为了深入研究三峡工程建成后长江中下游干流河道及湖区河网的泥沙运动、江湖关系变化、洪水演进等问题，拟建长江防洪模型，同时利用数学模型计算和原型资料分析对模型中主要关键技术如河网中非恒定水流数值模拟技术、实体动床模型模拟技术等进行了初步研究。提出了如何确定变态模型泥沙悬移相似条件、天然河流泥沙起动流速值、水流挟沙比尺λs等问题，并探讨了解决这些问题的途径。     

PVA纤维混凝土在几内亚苏阿皮蒂大坝中的应用

几内亚苏阿皮蒂水利枢纽项目为碾压混凝土重力坝,工期紧,混凝土量大。工程所在区域旱季(11月~4月)、雨季(5月~10月)气候分明,月均温差不大。根据工程现场温度、湿度等环境条件与中国存在较大差异的特点,采取了与国内常规做法有差异的混凝土温控措施,取得了较好的效果,为在类似地区混凝土温度控制积累了经验。     

向家坝水电站泄洪消能方案构思与初步研究

受环境和通航条件的影响，向家坝水电站只宜采用底流消能形式，但这种高水头、大流量的底流消能工中外罕见。经大量试验研究提出的高低坎方案，其水力学指标在可接受的范围内，基本可解决向家坝水电站的泄洪消能问题。     

北江中下游河道生态需水分析

以横石水文站为控制站点,结合其47a的天然月平均径流资料和飞来峡水库建库后的月平均出库流量资料,分别采用逐月最小生态径流法计算得到建库前后北江中下游的最小生态需水过程,以及用月保证率法计算得到的适宜生态需水过程。运用蒙大拿法对计算结果进行分析,指出飞来峡水利枢纽的调度对下游河道生态系统稳定的重要性。