萨拉康电站水库泥沙淤积数值模拟

鉴于泥沙淤积问题普遍存在于水库中,且对水库使用年限影响巨大,以萨拉康水电站工程水库泥沙冲淤复核阶段为例,利用一维水沙数学模型(CRS-1模型)对库区泥沙冲淤变化、水库拦沙率、泥沙出库率、进出库水流含沙量及颗粒级配变化进行模拟预测。结果表明,水库运行前期,库容损失相对较大;水库运行后期,泥沙淤积向库尾高边滩发展,"翘尾巴"现象较明显;水库出库泥沙含沙量变化与入库基本一致。研究成果可为今后水库淤积管理提供科学依据。     

塔里木河流域乌斯满河段平面二维水沙数值模拟

由于新疆塔里木河流域乌斯满河段每年汛期泥沙含量及洪水流量均不相同,因此原型观测既耗时又耗力,针对该河段的泥沙特点,基于CCHE2D河流泥沙模型,对乌斯满河段汛期泥沙冲淤和河床变形问题进行二维数值模拟,首先在为期92d的汛期下对乌斯满河段泥沙形态进行数值模拟,提取W2断面泥沙形态计算结果与原型观测结果做比较从而率定泥沙参数;然后在后续28d的汛期,采用该模型对同河段进行数值模拟,得到W2和W5典型断面的水流水位、纵向水面线水位、河床泥沙淤积形态结果并与实测结果进行对比分析。结果表明,该模型计算的水流水位和河床冲淤形态与原型观测资料吻合较好,由此提取河床形变结果,通过模拟计算汛期河床冲淤深度及位置,可为该河段日后建立拦河枢纽工程及河道整治提供参考依据。     

闹德海水库洪水过程泥沙冲淤数值模拟分析

为研究闹德海水库泥沙冲淤特性,选取水库大坝至上游W18断面对汛期泥沙冲淤进行数值模拟计算,分别模拟典型洪水过程和百年一遇洪水过程.结果表明,悬移质浓度值的起伏涨落与流量的变化基本一致,峡谷段冲淤平衡对库容无影响,汛期抬高蓄水位可行,且当洪峰来量小于100m3/s时,采用定时单孔控制泄量可有效增加库容水量.     

水库泥沙冲淤过程计算数学模型的研究

本文提供的数学模型是以大量实测资料为基础，根据水库泥沙冲淤的特点，在考虑壅水淤积的同时，还考虑了库水位变动所引起的溯源冲刷对河床形态的影响而建立的计算水库泥沙冲淤过程的数学模型，还用本模型再现了白龙江碧口水库的冲淤过程，计算结果与实测值符合良好。本模型可供水库管理，尤其是工程设计部门使用。     

白石水库泥沙淤积影响因子计算分析

为分析白石水库泥沙淤积影响因子并准确计算各因子的影响程度,定性分析了白石水库水沙情况,获取了泥沙淤积的主要影响因子;再依据2001～2008年白石水库水沙资料,采用偏最小二乘法建立模型,定量计算各影响因子对水库泥沙淤积的影响程度,采用灰色关联度法验证了计算结果。结果表明,影响白石水库泥沙淤积的主要因子及其影响程度为平均流量35.26%、汛期降水量30.66%、入库水量15.31%、出库水量12.52%、平均输沙率3.55%、最大流量2.65%和平均含沙量0.05%。     

三峡常年库区典型弯曲分汊河道演变特性分析

皇华城河道为三峡常年库区典型的弯曲分汊河道,在三峡成库后"蓄清排浑"模式影响下,该河道淤积强度大、迅速,且已造成航槽易位和摆动,航道条件极其不稳。依据皇华城河道实测地形、来水来沙资料,分析了河段泥沙冲淤特性、典型断面淤积变化、深泓线变化和通航影响,初步预测了该河道的通航状况和演变趋势。结果表明,皇华城河道存在细沙累积性淤积,淤积速度、厚度、范围均较大的特点,且主要淤积部位较为固定,淤积范围有上延趋势;河道左汊深泓年际间发生淤积变化,导致深泓线逐渐从左汊摆动至右汊。     

三峡库区黄花城河段泥沙淤积情况的二维数值模拟

为准确反映三峡库区真实的泥沙淤积情况,以已有二维平面水沙模型为基础,考虑絮凝及床面泥沙固结后密度变化等因素,改进细沙冲淤判别标准,推导出泥沙运动及河床演变方程,将改进后的模型应用于三峡水库典型淤沙河段黄花城河段的泥沙冲淤变化模拟中,模型计算值与实测值对比结果表明,模型模拟精度较好,改进的泥沙模型可较真实地反映库区细沙的输移特性。在此基础上,利用该改进模型预测水库运行未来20年(2013~2032年)黄花城河段的演变趋势,发现主要淤积部位在左汊,且重点淤积部位逐渐向左汊出口转移,右汊淤积发展相对缓慢,该河段仍保持淤积状态,但整体淤积速率有所放缓。研究成果对于准确预判三峡库区的泥沙淤积状况意义重大。     

椒江河口挟沙能力经验公式在其河床冲淤预测中的应用

为计算椒江河口的挟沙能力,依据近年来的水文泥沙实测资料,从"背景含沙量"概念入手,结合水流紊动作用与泥沙重力作用的对比关系,得出了适用于椒江河口的挟沙能力经验式。运用该式预测了短期内河床的冲淤趋势,并将预测结果与实测及数模计算数据进行了比较。结果表明,椒江河口背景含沙量的形成是由最大浑浊带的存在、潮波作用以及悬、底沙在径、潮流作用下频繁交换等几个因素引起;引入"背景含沙量"的挟沙能力经验式可较好地计算椒江河口的挟沙能力,可用于预测河床冲淤趋势,计算结果与实测情况基本一致。研究成果可用于椒江河口的河床冲淤估算,并为类似河口的闸下淤积预估提供了参考。     

向家坝水电站库区泥沙淤积特性

泥沙淤积是约束水电站调度运行的关键因素之一,为厘清向家坝水电站运行以来的淤积进程,基于实测资料分析库区泥沙淤积特性。结果表明,向家坝水库2013～2018年在正常蓄水位下共淤积泥沙4 620×10~4 m~3,淤损水库库容0.9%,防洪库容损失0.4%,死库容减少1.0%;淤积主要分布在常年回水区的坝前段、新市至屏山河段,干流泥沙淤积主要集中在天然深泓线附近,干流淤积纵剖面与天然河道纵剖面形态基本一致,支流淤积形态则多为三角洲淤积或锥体淤积。人类活动和滑坡等因素导致库区多处出现较大幅度的点状冲淤。研究成果对金沙江下游梯级水库和三峡水库的联合调度运行有重要意义。     

引黄渠道水沙输移及冲淤规律研究

以尊村灌区一干改造渠段为例，研究渠道泥沙输移特性及冲淤变化规律。通过沿程悬移质、床沙质取样和实测流速，分析渠道淤积成因。结果表明，淤积最严重情况发生在渠首，停水期泥沙淤积是造成渠道淤积的重要因素，给出了各输水工况下应满足的挟沙流速，为今后渠道减淤，灌区高效运行提供了依据。     

新疆黑石沟花岗岩裸露区历史泥石流形成条件及活动特点

西北地区干旱少雨,但却在新疆天山、阿尔泰山及东西准噶尔盆地等硬质岩裸露地区频繁暴发泥石流,究其原因与粗粒花岗岩自身易遭到物理风化有关。以哈密市天山故乡河流域三道沟左岸黑石沟花岗岩裸露地区为例,黑石沟特殊的地形条件（高差大、沟床比降大、沟道内存在两级高度6～8 m的跌水坎）、粗粒（粒径达0.5～2.0 mm）花岗岩易温差风化及夏季（6～8月）降水集中、降雨历时较短、降雨强度大是形成泥石流的充分必要条件。根据泥痕断面法和雨洪法判断历史上黑石沟内曾暴发多期泥石流,重点探讨了最为显著的两期泥石流侵蚀、输移、堆积的活动特点及泥石流堆积物粒度特征及流体性质,发现该沟泥石流为典型的低频稀性水石流,潜在危害性大,应采取防治措施。     

淹没植被群周围泥沙冲淤特性研究

受自然条件影响和上下游来输沙限制,河道中被淹没植被群周围床面一般呈两侧冲刷、尾部淤积的状态。通过水槽试验模拟分析了河道中植被群周围地形变化特征,研究了不同淹没度下植被群周围泥沙冲淤机理。结果表明,植被群高度不影响其内部与两侧侵蚀变化过程,但较高植被群加速了冲刷速率,促使两侧侵蚀区域向植被群后方延伸;同时在上游无来沙条件下,植被群高度的增大有效抑制了尾流区泥沙沉积。     

南黄海海底辐射沙洲及西洋水道地形变化研究

为探索江苏省东部南黄海海底的辐射沙洲的形成演变规律,建立了平面二维水动力潮流泥沙数学模型,基于实测水文泥沙资料验证模拟结果,分析了该区域水沙特征,并采用机制分解法分析了西洋水道近期的地形冲淤变化特征。结果表明,辐射沙脊群海域涨落潮总体上呈现以弶港为顶点的往复流形态,而辐射沙脊群外部海域流场则表现为较明显的旋转流流态。辐射沙洲海域含沙量变化趋势与流场变化趋势基本一致。而对于西洋水道,由于涨潮流速大于落潮流速,涨潮冲刷占据主导作用,泥沙净输沙方向为由北向南,使其近30年(1979~2009年)来,总体呈现"北冲南淤"的变化特征。同时西洋东槽规模不断扩大,小阴沙面积逐渐减小,西洋东、西槽之间的水体交换正逐渐通过瓢儿沙中部和东侧水道进行。研究成果对于进一步认识并利用辐射沙洲意义重大。     

三峡水库蓄水运用后进出库水沙变化分析

为了研究三峡水库运用对进出库水沙条件的影响程度,利用水沙指标变化幅度公式,定量分析了三峡水库运用后2003~2009年进出库水沙指标的变幅。结果表明,三峡水库运用后,在均值上,4、5、6月的月均流量变幅最大,6、10、11月的月均含沙量和月均输沙率变幅最大,5、6、11月的月均来沙系数变幅最大;在极值上,非汛期最大流量、汛期最小含沙量、最小来沙系数和最小输沙率变幅最大;在极值之比上,汛期流量、含沙量、来沙系数和输沙率的最大/最小的变幅最大;在极值与年值之比上,汛期流量的最小/年均及非汛期含沙量、汛期来沙系数、年输沙率的最大/年均的变幅最大;在年内分布上,4、5、10月的月均流量/年均流量、5、6、8月的月均含沙量/年均含沙量和月均输沙率/年均输沙率、5、8、9月的月均来沙系数/年均来沙系数、汛期输沙率/非汛期输沙率、汛期含沙量/非汛期含沙量的变幅最大。     

赣江下游外洲河段水沙特性及冲淤演变分析

为分析赣江下游外洲河段水沙特性及冲淤变化,基于实测资料采用Mann-Kendall趋势检验法分析水沙变化,基于外洲水文站历年测绘资料,对外洲断面进行套绘分析,采用断面地形法计算控制断面冲淤量,并分析冲淤量与来水来沙量的相关关系。结果表明,外洲河段近年来沙系数减小,河段冲刷较为明显,主要原因为受万安水库截流与人类采砂活动的共同影响。研究成果可为赣江和鄱阳湖的开发提供指导。     

三峡水库修建后长江中游城陵矶至九江河道冲淤变化研究

长江中游城陵矶至九江河段为典型分汊河道,分析该河段在三峡工程蓄水后的冲淤变化,对预测该河段河床演变发展有重要意义。根据2003~2016年城陵矶-九江河段实测水文地形等原型观测资料及冲淤量计算成果,对河道冲淤量、冲淤强度、河床冲淤分布和冲刷形态变化等方面从沿时和沿程上进行全面分析,发现河段整体呈持续冲刷态势,近年来冲刷强度显著增强,冲刷主要部位在枯水河槽,冲刷形式以深泓纵向下切为主,沿程以西塞山为界,上段整体表现为"槽冲滩淤",下段表现为"滩槽均冲"。     

2003年渭河下游汛期洪水特性分析

以2003年临潼和华县站实测洪水资料为基础,对2003年8、9、10月份发生的渭河下游的大洪水的洪水特性进行了分析,认为渭河下游河道前期淤积萎缩、主槽过洪能力降低是这次渭河下游洪水位整体抬升、洪水演进较慢的根本原因,一号洪峰由于含沙量较高,漫滩后在滩面几乎整体停滞造成了华县站第二次洪峰水位的涨幅较高.     

黄河龙门河段揭河底洪水探析

通过统计、分析、计算相关水文资料,得出黄河中游龙门河段发生大面积揭河底的条件为:吴龙区间发生高含沙洪水,龙门洪峰径流量在6亿m3以上,输沙量在2.6亿t以上;龙门流量大于5 000 m3/s且持续时间大于5 h,含沙量大于400 kg/m3且持续时间大于3 h;龙门断面平均河床高程达到380.0 m以上。黄河龙门"揭河底"洪水对河床具有强烈的冲刷作用,冲刷深度较大,对河道形态调整同样具有很大影响。