黄河小浪底水库运用以来的泥沙淤积特征分析

基于原型观测资料,分析了小浪底水库入库水沙、水库运用及相应库区泥沙淤积的变化特征。小浪底水库运用以来,平均入库水量为225.23亿m~3,沙量为3.19亿t,入库水沙与历史多年平均值相比显著减少;汛限水位和运用水位则逐步抬高,目前,前汛期和后汛期汛限水位分别为230、248 m。至2015年4月,库区泥沙淤积总量为30.48亿m~3,其中干流淤积量占总淤积量的80.9%;水库平均排沙比约为21.0%,库区淤积物从库尾至坝前沿程细化。库区干流淤积纵剖面基本呈三角洲形态,随着水库的运用,三角洲淤积形态缓慢向坝前推进;上窄下宽的特殊库区地形对调整库区淤积形态有利。库区横断面淤积形态初期为水平淤积抬升,后期宽河段库区则受坝前水位下降期脱离回水的影响,形成有滩、有槽的复式断面形态。库区支流淤积形式主要为干流倒灌淤积,纵剖面淤积形态总体呈锥体变化,横断面呈水平淤积抬升。分析库区泥沙淤积特征有助于小浪底水利枢纽的科学调度运用。     

小浪底水库坝区冲刷漏斗形态概化模型研究

通过概化模型试验，定性研究黄河小浪底水库淤积达到平衡状态以后，坝区流态及可能出现的冲刷漏斗形态，同时分析了影响冲刷漏斗纵坡的主要原因，并对枢纽建筑物的结构布置形成、泄水建筑物的开启运用原则等提出了建议。     

排沙漏斗优化及输沙特性试验研究

采用大比尺模型试验对排沙漏斗体型进行了优化研究，通过设置适当的悬板和调流墩以及漏斗的体型、尺寸，形成稳定的三维螺旋流使水沙分离实现连续排沙。排沙下界粒径较大时，可以选择较小的漏斗尺寸．使涡流强度提高以较小的耗水率排放泥沙。排沙下界粒径很小时，须选择较大的漏斗尺寸，使涡流强度适当以避免细颗粒泥沙因紊动上浮而被带入引水渠，同时还要避免泥沙在漏斗内淤积。直径60m的漏斗经优化体后，试验结果表明，工作流量为40-50m^3／s，粒径大于0．1mm的泥沙排除率达到90％，而排沙耗水率小于10％，效果良好。     

小浪底水库坝区冲刷漏斗形态概化模型研究

通过概化模型试验，定性研究黄河小浪底水库淤积达到平衡状态以后，坝区流态及可能出现的冲刷漏斗形态，同时分析了影响冲刷漏斗纵坡的主要原因，并对枢纽建筑物的结构布置形式、泄水建筑物的开启运用原则等提出了建议．     

坝前冲刷漏斗形态的研究

为了解底孔防沙防草和排沙效益，必须了解底孔的冲刷坑形态．本文在分析已建水库实测地形资料的基础上，初步将坝前冲刷漏斗分成大漏斗与小漏斗，并根据回归分析得出了小漏斗坡度的经验关系式．     

坝前冲刷漏头形态的研究

为了解底孔防沙防草和排沙效益，必须了解底孔的冲刷坑形态，本文在分析已建水库实测地形资料的基础上，初步将坝前冲刷斗分成大漏斗与小漏斗，并根据回归分析得出了小漏斗坡度的经验关系式。     

安徽水库淤积问题及其防治措施

本文介绍了安徽一些大中型水库的泥沙淤积现状及其危害,论述了淤积成因、淤积发展规律和淤积体的形态特征,并探讨了减缓和防治水库泥沙淤积的途径。     

三门峡水库蓄清排浑运用调洪演算预报的方法

近几年来 ,三门峡水库为了减少库区淤积 ,实现冲淤平衡 ,在运用中不断降低蓄水位和洪水起调水位 ,在洪水期敞泄排沙 ,使入库潼关站以下库区已非完全水库调节 ,而是河道调节与水库调节相结合。其调洪演算预报的方法 ,采用了“马斯京根河道流量演算法”和“蓄率中线调洪演算法”联合预报 ,并针对库容随洪水冲刷和蓄水淤积的改变的情况 ,用实时校正法加以解决 ,从而提高了预报精度     

水库坝区冲刷漏斗的形成机理

为阐明水库冲刷漏斗的形成机理,开展坝区泥沙淤积的三维数值模拟研究.三维水沙数学模型使用平面非结构、垂向sigma网格和θ半隐、欧拉-拉格朗日追踪等数值方法,具有良好的复杂边界适应能力和计算稳定性.根据一、三维数学模型对比计算分析,确定三维数学模型的参数;在此基础上,采用三维数学模型模拟完整的水库坝区泥沙淤积过程.模拟Karot水库坝区20a的泥沙输移与淤积过程,得到了坝区水沙因子和河床冲於分布.结果表明:水库中泥沙主要沿着主流通道输运和淤积,与此同时,在该通道两侧、出流孔前平面环流的作用下折射挟沙水流形成集中淤积;随着水库运行年限增加,库区的高滩深槽逐步向水库出口推进,在坝区两侧集中淤积体之间、出流孔口前逐渐形成冲刷漏斗.     

陡坡河道中淤积高度对水位变化影响试验研究

在陡坡河道内,因输沙率变化可能会引起局部淤积,继而河道水位会随淤积高度相应变化。本文在4种比降水槽中,建立了可以模拟淤积体高度的概化模型,探求淤积高度对水位的影响。研究结果表明不同来流量条件下,在淤积高度增高与降低的过程中,水位会发生突增或突降,并且发生突增与突降时对应的淤积高度存在差异。淤积高度增加过程中,淤积体上游水位最大增幅可达6倍;淤积体降低过程中,水位恢复呈滞后性。通过线性回归得到了发生水位突变的临界淤积高度与来流水力学指标存在相关关系。以临界淤积高度为标准提出了的安全区、可能成灾区、成灾区的判断方法。本文的研究成果能够为水沙灾害防治中堤防设计、河道整治提供参考。     

水库冲刷漏斗三维数学模型及其应用研究

针对底孔前水沙运动规律的特殊性,引入行进水深以及求解底部挟沙力的张瑞瑾公式方法,建立了能准确反映孔口泄流条件下局部水沙运动待性及河床形态变化过程的三维水沙数学模型,使模型能准确反映孔口泄流条件下局部水沙运动特性及河床形态变化过程.通过室内模型试验对模型中的悬沙计算模块以及推移质计算模块进行了验证,结果表明,模型可应用于水库坝前冲刷漏斗模拟.最后将模型应用于云南瑞丽江水库取水防沙效果分析中,并对水库取水排沙调度提出建议.     

岩滩水库泥沙淤积计算数学模型

河流上修建水库后,由于水位抬高,流速减小,来自上游的泥沙在库区大量落淤,直接威胁着水库的使用寿命和大坝安全.采用一维恒定非均匀不平衡输沙数学模型,计算了红水河上岩滩水库1994-1999年的冲淤过程,得到了河床纵剖面淤积形态、干流累积淤积量等结果,并与实测资料进行比较.对比分析表明,在模型参数按常规经验取值条件下,计算的库区淤积量远小于实测值.然后分析干密度、水流挟沙力参数、恢复饱和系数等参数调整对模型计算结果的影响,结合库区实际来沙及淤积情况调整了这些关键参数的取值,使得库区泥沙淤积计算结果与实测值较为接近.     

考虑坝后淤积的泥石流冲击拦挡坝动力响应研究

在多期泥石流作用下,拦挡坝会部分或全部淤满,从而逐渐失去减灾能力。然而,关于坝后淤积体对泥石流拦挡坝减灾效果影响仍缺乏定量研究。为此,本文基于弱可压缩光滑粒子流（SPH）,采用Drucker-Prager（DP）准则及Herschel-Bulkley-Papanastasiou(HBP）流变模型模拟泥石流与坝后淤积体相互作用的动力过程。首先,用该方法模拟了泥石流水槽物理模型试验,验证数值模拟方法的可靠性。在此基础上,对坝后淤积工况下红椿沟泥石流灾害的动力过程展开数值模拟研究,结果表明：在空库工况下泥石流过坝速度减小率为31.6%,在满库工况下速度减小率为6.5%,坝后淤积使拦挡坝削峰效应降低,显著降低其拦挡效果;同时坝后淤积改变泥石流冲击拦挡坝动力响应,在半库工况下坝体底部所受到的冲击力峰值相比空库工况减小13.25%,在满库工况下坝体顶部受到的冲击力峰值是空库工况的1.75倍。上述研究成果可为泥石流拦挡坝工程设计提供理论及技术支持。     

深水潜坝抛石加固现场试验及定位分析研究

潜坝是控制分汊型河道河势的常用工程之一,一般位于汊道口门处,该区域流态复杂,建成后潜坝及下游经常会遭到不同程度的冲刷导致不均匀沉陷,对其进行抛石加固是维持其功能的重要措施。抛石以往多用于护岸加固工程中,传统的抛投落距公式适用于浅水区,对深水区抛石加固工程抛投落距研究不多,对抛投离散程度的研究更少,很难实现抛石准确定位。本文以长江下游和畅洲左汊口门潜坝加固工程为例,通过分析深水潜坝加固施工区水流流速的垂线分布规律,引入群体沉速的概念,推导出块石沉速、抛投落距和综合抛投离散参数公式,并用现场试验资料对其进行了验证和优化,确定了工程量扩大系数,实时实现施工准确定位及有效加固。该研究将传统的抛投落距公式延伸到深水区,同时对抛投离散程度进行了有益的探讨。研究基于现场试验成果,可为潜坝加固工程和其他类似工程的施工提供更可信的依据和参考。     

论水槽子水库的清淤

针对水槽子水库库区泥沙淤积严重 ,给水库调水调沙带来诸多困难这种情况 ,介绍了挖泥船配合冲沙洞排沙、重机配合汽车进行沉沙池清淤、冲沙洞或配合泄洪洞冲沙、高压水枪冲沙等清淤复库的方法 ,并建议采取综合措施 ,防止水土流失 ,管理好流域内入库之水 ,避免水库再次淤积     

不同水深水下爆炸数值及离心试验研究

重大水利工程是国家重要的基础建设,其在水下爆炸作用下的毁伤值得关注.为此,分别采用离心机模型试验和有限元模拟,研究蓄水位变化对坝体响应的影响.通过数值模拟验证超重力场下缩比模型与原型的相似性.然后,基于 50g下的离心机模型试验,对数值模拟的有效性进行验证.在此基础上,采用数值模拟系统分析不同蓄水位下水下爆炸对大坝振动及变形的影响.结果表明:在炸药当量及位置不变的条件下,增加蓄水位高度会导致坝体速度、位移等响应增大;当水深超过25 m时,坝体多个部位的速度峰值将超过规范给出的安全速度峰值,坝体可能产生损伤;蓄水位变化将引起坝体所受冲击能量的变化,影响坝体的动能及应变能,采用球面波冲击因子可以描述坝体能量变化.     

某抽水蓄能电站拦沙库泄洪排沙系统的水力特性研究

以某抽水蓄能电站下水库泄洪排沙洞为研究对象,利用相似理论建立了比尺模型,该模型通过了河道阻力试验验证。试验中,观测了不同水力条件下的洞内水流流态、水面线、流速、消能状况以及下游护岸冲刷情况。试验观测结果表明,泄洪排沙洞进口流态平顺、泄流能力及隧洞段流态均满足设计要求,但陡坡扩散段以下的急流涵洞段出现水跃闷洞、明渠深度不足、出口扩散段不能集中拉沙等问题。基于调整纵坡、协调各段输水能力、抑制水跃强度的修改思路,进行了优化修改试验。经多次比对试验,最终确定了优化修改方案,解决了涵洞段与明渠段水流衔接的协调性。修改方案较合理地控制了洞内水深,消除了明流洞水跃壅塞现象,改善了洞内流态;同时,增设扩散段输沙槽,有效提高了小流量集中拉沙的能力,满足了不同水流条件下的泄流安全要求。该研究成果对类似工程设计与安全运行具有一定的参考价值。     

蓄水方案变化对三峡水库泥沙淤积及通航条件的影响

针对三峡水库入库水沙条件及实际运行方式的变化,计算分析了三峡水库蓄水方案变化对水库泥沙运动及变动回水区航运条件造成的影响.采用一维水沙数学模型,计算了不同蓄水方案对水库泥沙淤积情况的影响及各方案间的差别,进而对方案调整后变动回水区重点浅滩的水深变化进行了研究.结果表明,在新的水沙条件及考虑上游建库的影响下,蓄水方案调整带来的影响主要集中在6~11 a,并随水库运行时间的延长而缩小,不会对变动回水区浅滩河段通航条件产生不利影响.     

小浪底水库异重流潜入点区特性分析

利用异重流排沙是小浪底水库减少水库淤积、延长水库寿命的一条重要途径.分析了小浪底水库异重流潜入点的形成条件及水力学特征,分析了潜入点区流速、含沙量垂向分布特点,并提供了小浪底水库各年异重流测验数据.可为水库防洪决策、水量调度和下游河道减淤等提供参考.