东江水源工程西枝江取水口改造设计与研究

采用二维水沙数学模型研究了东江水源工程西枝江取水口附近局部流态、河床冲淤等变化规律,提出了取水口改造方案。通过取水口改造局部地形优化进水条件,来改变河床的冲淤规律,实现减少淤积及沼蛤等水生物附着的目标。     

西塞山电厂取水口河段河床冲淤研究

电厂取水口布置和正常运用受到所在河段河床冲淤变化的直接影响.对西塞山电厂二期工程取水口河段近期冲淤进行了分析,并讨论了取水口局部河床冲淤变化可能对工程带来的影响.结果表明:取水口河段近几十年来河床冲淤交替,无明显单向变化.回流区内虽有一定的冲淤变化,但在多数情况下不会给电厂取水设施造成影响,近岸取水基本可行.但为避免极少数年份回流区泥沙淤积较大,建议取水口进水底槛高程适当上提,同时将取水口平面位置向江心外移.     

南水北调引江济汉工程取水口位置比选研究

重点研究了南水北调引江济汉工程后三峡水库运用50年内,不同取水口河段泥沙冲淤、河势、水位的变化趋势,为合理选择进水口提供了科学依据。研究成果表明,由于三峡水库的拦沙及调节作用,改变了下游河道的来水来沙条件,使下游河段冲淤发生变化,河床处在不断调整过程中。在三峡水库运用50年内,各取水口河段河床冲刷主要集中在前10年,随后出现冲淤平衡、淤积等。兴建取水口工程后,工程对河段上、下游的影响是有限的,但其影响仅限于工程附近;各取水口的取水条件,均呈现出随着三峡水库运用年限的增加而发生变化。     

电厂取排水河段河道演变趋势模拟计算

考虑三峡工程蓄水对下游河道水沙过程的影响,采用边界拟合良好的平面二维水流泥沙数学模型,计算分析了阳逻电厂取排水河段水流运动及河床冲淤情况,对工程河段的河道演变趋势进行了定性和定量预测。计算结果表明,电厂取排水工程建成后20 a内,取水口附近河床淤积高程低于取水口底板高程,长河改道对电厂取排水附近河段的河势影响很小,该河段河势基本稳定。研究成果可以为保证电厂的取水安全及取排水建筑物的设计优化提供技术依据。     

热电项目取水口设计及河工模型试验研究

通过对取水口附近河段河床的演变分析及水流、泥沙运动规律、河道冲淤变化规律,预设取水口方案,再通过河工模型试验,论证水流条件、泥沙运动及冰凌、漂浮物对取水的影响对比,最终给出合理的取水口方案。     

山西省中部引黄取水条件及引沙状况分析

山西省中部引黄工程存在引水必引沙的问题,为充分认识黄河泥沙对山西省中部引黄工程的影响,笔者采用实测资料分析方法,通过对天桥库区入库水沙条件和取水口附近水流流态及含沙量分布情况分析得出,黄河泥沙会给取水工程带来两方面的影响:一是取水口附近河道局部淤积,滩面抬升影响取水;二是取水隧洞及长距离输水干支线隧洞泥沙淤积。建议山西省中部引黄工程设计及工程运行要对引黄泥沙问题给予高度重视,采取必要的防淤措施,以确保引水工程的正常运行。     

水沙条件对大湖口河冲淤特性的影响

为了解水沙条件变化对大湖口河冲淤特性的影响,基于二维水沙数学模型,模拟了典型年份洪、中、枯不同水沙条件下该河段冲淤情况,分析泥沙冲淤及河势变化。结果表明：大湖口河原始冲淤表现为第一、二、四段淤积,第三段冲刷,但水沙条件的变化,使得大湖口河河床冲淤整体呈现出上淤下冲的态势,河道断面冲淤表现为左淤右冲,冲淤程度进一步加强。随着上游来水来沙的变化,大湖口河将逐渐向单一、弯曲性河道演变,从而对大湖口河的防洪产生一定的影响。     

取水口流态及防沙措施研究

在引水工程中,对于河岸无坝式取水,取水口的引水防沙问题在枢纽的设计布置中占有较为重要的位置。工程实践表明取水口的布置及取水口附近的水流分布、流态、泥沙运动状况等来水来沙条件,对取水口的防沙减淤措施的作用和效果都会产生较大的影响。因此,充分认识和了解取水口的水沙运动条件,从而在工程中采用正确有效的防沙减淤措施和提高工程措施的作用和效果是非常必要的。1　取水口流态及泥沙运动趋势分析在引水工程中,取水口的布置决定了取水口在取水过程中的流态、泥沙运动和泥沙淤积状况。对于布置在河道凹岸或河道主槽一侧的取水口,从宏…     

三岔水电站取水河段水沙运动特性研究

水库泥沙的冲淤总是根据来水来沙条件,对河槽进行调整,改变水流挟沙能力,使河槽适应来水来沙条件,达到不冲不淤的平衡状态。三岔水电站取水工程布置在一急弯河段下游的微弯段凹岸,通过物理模型试验对该取水河段的水沙运动特性进行研究,结果表明:来流量的变化对弯道水流流态及泥沙淤积输移路径的影响很大。河道下泄大流量时水流主流及泥沙输移路径远离取水口侧,随流量的减小水流主流及泥沙输移逐步向取水口门前偏移,表明特大洪水对取水口的危害反而比中小洪水要小。说明该类弯道凹岸取水工程要特别注意来沙较大的中小洪水。这一结果对类似的弯道取水工程布置有重要的参考价值。     

黄河下游河床演变及过洪能力变化趋势分析

河床演变和设计防洪水位是防洪规划的重要依据，而河床演变主要取决于来水来沙条件。在分析黄河近期水沙变化、河床演变和以往研究工作的基础上，考虑规划水平年的人类活动影响，兼顾经济性和安全性，分析预测了规划阶段的来水来沙条件。利用实测资料分析，泥沙数学模型计算等手段，预测了2020年前的河道冲淤变化。采用水力因子，流量～面积，冲淤改正，水位涨率，水位相关等方法分析计算了黄河下游河道的设计洪水位，为黄河流域的防洪规划提供了重要依据。     

某取水工程防沙设计及试验验证

通过河工模型试验,为伊拉克萨拉哈丁燃油气电站选取最佳的取水口位置,并为取水工程进行防沙设计。试验在两个模型平台上进行,根据全河段变态模型试验各工况下的试验结果,选择最佳的取水口位置;通过局部河段正态模型试验,确定取水口防沙具体细部设计,并对防沙效果进行验证。试验表明,取水口位置确定后,选择合理的侧向取水角,通过明渠口门处的一次性疏浚及两层次拦沙坎等防沙措施,能够有效防止推移质及悬移质进入取水明渠,并取得明渠口门前主河道"门前清"的效果。     

河床形态冲淤调整的分形度量

将河流动力学与数学中的分形理论相结合,以河床冲淤较为剧烈的三峡坝下游典型分汊河段为例,分析了河床表面分形维数（BSD）的变化及其与相应河段平面、纵剖面、横断面冲淤调整特点的关系。结果表明：BSD具有时空变异性,一方面不同类型河段BSD是不同的,其可在一定程度上反映河型,甚至河型亚类的差异;另一方面同一河段BSD随河床冲淤进程亦发生相应变化,其与河床形态调整存在着必然联系。同时,BSD值与典型剖面形态的复杂程度呈正相关性,可从整体上描述河床表面形态冲淤起伏的剧烈程度。BSD作为河床表面形态冲淤起伏程度的定量工具,其在河流动力学领域中的河势量化分析、河型判别及河道形态阻力计算等方面将具有一定的参考价值。     

赣江尾闾河段水沙特性及河床演变

为了解赣江尾闾河段的水沙特性与河床演变规律,通过对该河段水文、泥沙和地形演变资料的整理与分析,探讨了该河段的径流、输沙、水沙关系、分流比、冲淤变化、河床稳定性、演变影响因素及演变趋势。结果表明:近年来,赣江尾闾河段输沙量明显减小;河段分流比呈西河增大、东河减小的趋势;全河段演变以冲刷为主,且河道上段的冲刷量远大于中下游河段;东、西河纵横向稳定系数呈上游往下游递减趋势;万安水库的运用、河道采砂、鄱阳湖水位的降低是赣江尾闾河段冲刷的主要因素;万安水库运用时间的增长及河道采砂管理的规范化,将有利于赣江尾闾河段的稳定发展。     

潼关高程抬升成因相关分析

三门峡水库建库后，库区冲淤变化是潼关高程变化的内在动力和条件，水库运用方式和潼关上游来水条件的改变是库区冲淤变化的潜在原因；潼关上游来沙条件是造成潼关高程上升的唯一根源，但它与潼关高程之间的关系并不密切，它是介于水库运用方式和来水量之间对潼关高程起调节平衡作用的淤积体供应源；水库运用方式对潼关高程产生影响的实质是，通过抬高水流侵蚀基准面，降低水流比降和水流冲刷力，使潼关高程在年内得不到有效的冲刷而使潼关高程保持持续上升状态；潼Dian段河床变化是潼关高程变化的直观的、外在原因，它的作用就是根据库区冲淤变化，通过自身的调整，使其上游河床得到调整；潼Dian段的累计淤积量及Dian（土夺）高程对潼关高程具有重要的影响，但不是影响潼关高程升降的独立影响因素。     

交汇河道水沙运动与河床响应研究进展

汇流是平原河网常见的河道形态,河网交汇处伴随着水流、含沙量、地形、水温、生态和环境等的突变,是控制水、沙、污染物输移的重要节点,因此了解汇流处水、沙等物质输移和特殊床面形态对日益恶化的河网水环境的综合治理有非常重要的理论和实际意义。笔者主要从交汇河道的特殊水流结构、泥沙运动规律以及河床对水沙运动的响应分别进行概述和总结,提出了目前交汇河道研究中存在的一些问题,并对交汇河道水沙运动与河床响应研究的研究方向提出了展望。     

“洪水排沙、平水发电”—三门峡水库汛期发电运用方式的研究

根据三门峡水库的水沙和库区泥沙冲淤特性,制定的“洪水排沙、平水发电”的运用原则和方式,合理的处理了排沙与发电的关系,既能完成三门峡水库汛期的排沙任务,改善库区冲淤部位,又能减少汛期发电时的过机含沙量、改善运行工程,并增加发电时间、提高发电效益。     

黄河洪水演进洪峰增值现象及其机理

2004～2006年小浪底水库异重流排沙期间,在小浪底～花园口区间出现了下断面的洪峰流量明显大于上断面洪峰流量的洪峰增值现象.本文详细描述了洪峰增值现象发生过程和主要特征.通过对黄河小浪底水库及其下游河道实测资料的研究和水力学理论分析认为,洪水发生洪峰增值的主要原因是河道糙率的大幅度减小.河道糙率与水流含沙量、悬沙级配、床沙级配、床沙床面形态、河道断面形态及河岸周界情况等因素有关.在小浪底水库异重流排沙之前有清水下泄过程,使河道床沙粗化,糙率大幅度增大,当异重流出库后,高浓度细颗粒泥沙使水流黏性增加、紊动削弱,河床被极细沙填附,河道糙率大幅度减小,导致后续水流流速加大,并赶上前方水流,发生洪峰叠加.     

山溪坝后式取水及明渠弯道除沙方式研究

随着我国水利水电工程建设的发展,水电站分布越来越集中于偏远山区,供水系统往往需自行建设。为了解决工程建设施工及生活用水问题,通常是将工程附近水源水质较好的山溪作为取水点,并经简单沉沙处理后投入使用。传统的坝前式山溪取水及大型沉沙池除沙普遍面临着汛期取水头部易被泥石流淤积、山溪内施工部位狭窄等问题,根据弯道环流原理,结合杨房沟水电站供水系统取水头部设计及运行使用经验,研究验证了坝后式取水代替传统的坝前式取水,以及明渠除沙代替大型沉沙池除沙方式的实际效果。实践表明,新的取水方式可以满足抗淤能力强、施工占地少,同时除沙能力理想的要求,可为今后类似情况下山溪取水及除沙方式的选择提供参考。     

三峡水库和下游河道泥沙模拟与调控技术研究

三峡工程泥沙问题是贯穿三峡工程论证、设计、施工、运行中的关键技术问题之一,针对三峡水库蓄水运用以来出现的新情况、新问题和新需求,开展了三峡水库和下游河道泥沙模拟与调控技术研究,取得了如下主要成果:揭示了三峡水库泥沙絮凝规律、清水冲刷条件下推移质输沙及河床二次粗化机理、坝下游典型滩群演变与水库水沙过程调节的响应关系;提升了水库和坝下游河道泥沙数学模型技术,大幅提高了模拟精度;建立了三峡入库泥沙预测模式,提出了三峡入库新水沙系列;揭示了长江与洞庭湖、长江与鄱阳湖江湖分汇关系调整机理及变化趋势;研发了透水坝头和台阶式坝头两种新型航道整治结构技术;提出了三峡水库泥沙调控与多目标优化调度方案,优化了"蓄清排浑"运用方式,拓展了三峡工程综合效益,为三峡工程高效安全运行提供了技术支撑。     

基于GIS的河道冲淤时空分析方法研究

采用数字高程模型法进行冲淤计算已成为冲淤计算的主流方法。首先建立符合精度要求的河道数字高程模型,进行冲淤计算,构建冲淤分析的系统化平台。然后提出一种新的存储栅格数据的表结构,对河道的冲淤预测方法进行了初步地探讨,为快速有效地分析河道冲淤规律奠定了基础。同时,提出利用冲淤空间分布图进行冲淤规律定量分析,为河道冲淤分析提供了新的研究手段。