水库异重流调度问题的研究

结合小浪底水库初期运用的实际情况，对小浪底库区形成异重流的条件进行了定性分析和发展预测，为促使小浪底水库异重流现象形成，增强近坝区泥沙淤积铺盖和防渗，针对三门峡水库汛期洪水调度规律与小浪底库区异重流特点进行了研究和设计。根据设计，通过三门峡、小浪底水库实时洪水调度，三门峡水库洪水期间净排沙0．40亿t，三门峡出库流量大于1950m^3/s的洪水过程较入库延长12h；出库洪峰流量较入库增大140m^3/s；出库含沙量峰值较入库增加60kg/m^3；出库含沙量大于240kg/m^3的高含沙洪水过程较入库延长14h,为小浪底库区泥沙输送、异重流形成和天然泥沙淤积铺盖创造了最为有利的条件。为利用上库科学调度，人工影响下库异重流产生、运行，并保持其长期有效库容提供了经验。2001年8月下旬，小浪底水库近坝段达到了理想的淤积厚度，坝前淤积高程接近176m，超过排沙洞进口底坎高程，同水位条件大坝渗漏量减少30％，防渗效果显。     

基于拟合改进的径流灰色预测模型研究

经典灰色模型可用于水文径流预测,但其预测精度较差。为了提高模型精度,基于经典灰色理论,对累加后的数据进行精度更高的多项式拟合,建立基于拟合改进的径流灰色预测模型。该模型简单易行,且计算精度和效率较高。通过对三门峡水库的入库径流资料进行经典和拟合改进灰色预测,表明拟合改进灰色预测模型可有效地对径流进行预测,预测精度较经典灰色模型有较大提高。     

两步计算模式下的三门峡水库异重流模拟

摘 要：针对传统的水深平均异重流模型在实际应用中获取上游边界条件的困难,提出了两步计算模式下的水库明流与异重流耦合模型。浑水明流段与异重流段交替运算,利用潜入点弗汝德数与体积比含沙量的关系作为判别条件确定异重流段的上游边界位置与相应水沙条件,在设置下游边界条件时使用极限吸出高度公式计算异重流出流流量。采用该模型计算了三门峡水库两次异重流的形成、发展与消退全过程。模型预测的异重流潜入位置与观测结果一致,对库区内三个监测断面的异重流到达时间做出了较为准确的预测。计算的清浑水层交界面高程和含沙量过程与实测结果相符,模拟结果反映出浑水水库发生时异重流排沙效率降低的现象。因此该模型可用于水库异重流过程模拟和排沙方案设计。     

利用Excel软件拟合黄河三门峡水库库容曲线

利用Excel的图形处理和计算功能绘制拟合库容曲线,拟合后的曲线或函数表达式可直接用于计算机,为实现水情信息自动采集环节打下基础,从而提高水情信息传输的时效性和准确性,为水库合理调度和防汛工作提供依据。以黄河三门峡水库2012年4月实测的库容资料和库区史家滩水位站实测的水位资料,说明利用Excel软件拟合库容曲线的合理性。     

三门峡水库高滩深槽形成过程及因素分析

三门峡水库运用初期形成的高滩深槽库区冲淤形态以及适当的泄流规模,为其蓄清排浑运用创造了条件。三门峡水库高滩深槽形成的过程是滩槽同步淤积抬升后主槽再冲刷下降。影响潼关以下库区主槽容积的主要因素为入库水沙条件、坝前运用水位和水库的泄流能力,当水库未发生滞洪壅水时,来水量的多少对主槽容积变化起主要作用。     

三门峡水库的功过与经验教训

三门峡水库是黄河上建设最早的大型水利枢纽工程,分析其功过与经验教训对今后黄河治理开发具有重要意义。分析认为:三门峡水利枢纽规划是错误的,没有考虑水库淤积的"翘尾巴"问题,坝址选择不当;改建是成功的,经过数次改进,摸索和总结出了使水库长期运行的蓄清排浑调度模式,1974—1985年三门峡水库冲淤已达到平衡;三门峡水库对黄河下游发挥了巨大防洪效益,其防洪效益不在于水库调洪,而在于拦沙92亿t、为下游河道减淤约64亿t,平均减淤厚度为3.30 m。三门峡水库成功的运用实践证实了多沙河流水库长期使用的可行性,由于黄河泥沙多,因此除调水调沙增强输沙能力外,还需要通过水库和放淤等措施拦蓄、利用一部分泥沙。     

从三门峡水库的运行看潼关高程的变化

本文根据三门峡水库长期的运行资料，对三门峡水库淤积和潼关高程的变化进行了分析研究。潼关高程和入库水沙减少有重要的关系，但是水库运行也很大程度影响潼关高程。资料显示，三门峡水库潼关以下的淤积量和连续三年平均坝前水位有正比关系，而潼关高程和上述淤积又有正比相关关系。所以，降低水库的运用水位是降低潼关高程的必要条件。切实降低水库运行水位，潼关高程降低到326m附近是可能的。即使在目前水沙减少的条件下，结合降低水位运行的溯源冲刷和中小洪水的沿程冲刷，降低潼关高程仍然是可能的。     

三门峡水库汛期排沙效果研究

三门峡水库汛期排沙是解决泥沙淤积问题、控制潼关高程的关键途径。"蓄清排浑"运用以来,非汛期蓄水期库区发生淤积、汛期降低水位运用排泄全年泥沙,基本保持了库区动态冲淤平衡。不同控制水位和入库流量过程存在不同的排沙效果,针对三门峡水库汛期排沙过程的差异,对"蓄清排浑"运用以来汛期排沙特征进行统计,分析了水库敞泄和不同控制水位运用对排沙效果的影响。结果表明,在汛期平水305 m、洪水敞泄的运用条件下,水库排沙具有多来多排的特点,汛期排沙总量与入库含沙量和水量密切相关;完全敞泄时库区冲刷取决于流量大小和敞泄时间,净排沙效率随着水量的增加和敞泄时间的延长而减小,冲刷效率降低;汛期控制运用期,当流量在1000 m~3/s以上时、水位在305～311 m也会产生一定的排沙,排沙效果取决于含沙水流在壅水段的滞留时间和出入库流量之比。研究成果可为三门峡水库运用方式的优化提供依据。     

三门峡水库原型试验以来防洪安全现状及对策

三门峡水库开展原型试验以来,非汛期水库水位降低,按不超过318 m进行控制,库区大量滩地露出,长时间低水位运行,致使两岸居民逐渐涌入滩地进行违规开发,种植养殖、修堤围湖、景区建设等,侵占库区高程不断下移,在库区322~326 m高程甚至修建别墅等永久性建筑,严重影响水库的防洪、防凌以及应急调度功能的正常运用。介绍了为维护库区水事秩序、遏制对库区的非法侵占、保障库区及黄河防洪安全,近年来采取的警示性蓄水、河道巡查、法律法规普法宣传等措施,所采取措施有效遏制了库区违规开发现象,对改善库区防洪安全管理形势作用明显。