小浪底水库运用以来库区泥沙淤积分析

为了提高小浪底水库排沙效果,延长水库拦沙寿命,对水库运用以来库区的淤积情况进行了分析。结果表明:(1)小浪底库区干流仍为三角洲淤积形态,三角洲顶点距坝16.39 km,高程为222.59 m。远离大坝的支流沟口淤积面均高于支流内部,支流畛水出现明显的拦门沙坎,高度为9.9 m。(2)汛期库区年均淤积2.117亿t,占总淤积量的92%。高程235 m以下淤积泥沙33.983亿m3,是淤积的主体。大坝—HH20、HH20—HH38库段是淤积的主要库段,分别淤积19.972亿m3、11.101亿m3,占总淤积量的61%、34%。干流淤积量为26.136亿m3,占总淤积量的80%。(3)淤积物中,细沙、中沙、粗沙分别占总量的39.7%、28.9%、31.4%。中细泥沙,尤其是不会造成下游大量淤积的细沙淤积在水库中,减少了拦沙库容,降低了水库的拦沙效益,缩短了水库的拦沙寿命。     

小浪底水库支流倒灌与淤积形态模型试验

利用小浪底水库实体模型开展水库拦沙后期运用方式长系列年试验,对争议较大的库区支流倒灌及其淤积形态问题进行重点分析。结果表明:库区最大支流畛水河口门狭窄且库容较大,拦门沙问题最为突出,其纵坡面形态与设计有一定的差别;支流年淤积量与当年大于2600 m3/s流量时段的总水量有较好的相关性;通过优化水库运用方式可较长时期保持动态三角洲淤积形态,有利于支流库容的有效利用;水库干流河床处于动平衡状态时,支流河床仍然会逐渐淤积抬升而使得干支流淤积面高差趋于减少。     

小浪底水库运用情况分析

对小浪底水库下闸蓄水至2005年的运用情况进行了分析,并将运用效果与设计成果进行了对比,结论认为：①水库自投入运用至今均处于拦沙初期运用阶段;②水库运用以来,干流淤积三角洲顶点位置随着库水位的变化逐步向下游推进;③库区淤积形态与设计淤积形态相比,总体看来淤积部位偏上游,但未侵占长期有效库容;④库区泥沙主要以异重流形式输移,排沙比与设计成果基本一致;⑤从目前支流纵剖面形态看,各支流均未形成明显的拦门沙坎,随着库区淤积量的不断增加及运用方式的调整,拦门沙将逐渐显现。建议今后加强对支流纵剖面、异重流倒灌和水库冲刷的观测,对支流拦门沙的形成及发展演变机理进行专题研究。     

万家寨水库泥沙问题综合研究

采用类比分析、数学模型计算、物理模型试验等方法,对万家寨水库泥沙问题进行综合研究,结果表明:水库设有一定规模的泄流排沙装置;采用定期冲刷或日调节的运用方式,充分发挥大洪水的冲刷作用;控制淤积末端在较陡的河段内;水库可以实现冲淤平衡并长期使用,库区支流红河口不会形成拦门沙坎。正常高水位及死水位分别在980m和957m以下,汛期采用调水调沙运用时,可以保持2亿m~3以上的调节库容。     

紫坪铺水库运用以来泥沙淤积特征分析

紫坪铺水库是都江堰灌区和成都市最重要的调节水源、成都市最重要的支撑电源,为全面掌握其泥沙淤积现状,基于库区实地调研、大断面观测资料和逐年水位观测资料等,对该水库运用以来的调度运用方式、泥沙淤积形态、泥沙淤积分布以及淤积物颗粒组成等进行了分析。分析结果表明:截至2020年10月,紫坪铺水库淤积总量为1.952亿m³,拦沙库容淤损87.1%,其中干流淤积量为1.843亿m³、支流淤积量为0.109亿m³;受2008年汶川地震影响,该水库年均淤积量由地震前的0.088亿m³增大至地震后的0.137亿m³,严重影响了水库的功能和寿命;淤积泥沙的95.0%集中在距坝16.32 km的M31断面以下库区,淤积泥沙的85.1%分布在850 m高程以下库区;淤积物中黏粒、粉细沙、中粗沙及卵石分别占淤积物总量的19.5%、73.0%、7.5%。建议尽快实施人工清淤疏浚,以恢复水库拦沙库容。     

丹江口水库支流库区的淤积特点与问题

根据丹江口水库1960年与2003年两次全库实测1/10 000地形资料,对丹、汉两库支流淤积及形态进行了分析研究.丹、汉两库支流的总淤积量为2.29亿m3,占全库总淤积量的14.2%.其中汉江库区支流共淤2亿m3,库容淤积损失仅5.5%.支流库区本身的淤积纵剖面呈锥形体,但当干流库区的淤积发展速度快于支流淤积速度时,则干流淤积在支流口门就会产生拦门沙淤积,使支流淤积纵剖面呈两头翘的摇篮型形态.当支流年来水量小于或远小于支流库容时,则支流口门就会形成封闭式的拦门沙.封闭式拦门沙使得支流在低水位运用时,成为消落死套或消落死湖.汉江库区支流库容占39.8%,支流拦门沙问题值得重视与研究.     

小浪底水库淤积形态优选与调控

围绕小浪底水库调度问题,从优化水沙组合、支流库容充分利用、减缓水库淤积等方面对水库淤积形态进行了优选,提出了可长期保持该优选形态的水库调控技术与方式,并科学地评价了水库调控优化方式对库区及下游河床冲淤的影响效果。20 a设计水沙系列数学模型计算与物理模型试验结果表明:与基础方案相比,优化方案可使小浪底水库减少淤积量10.2亿~12.7亿m3,入海沙量增加6.7亿t,在延长水库拦沙库容使用年限、增大入海沙量等方面效果较优。     

小浪底水库泥沙淤积问题初步探索

对小浪底水库泥沙淤积问题进行了分析,结果表明:目前水库运用中所采用的库区和漏斗区泥沙淤积测验、泥沙信息采集与管理及调水调沙等手段,对控制和调整水库泥沙淤积是有效的;通过消除干流泥沙淤积的"翘尾巴"现象,可使干流淤积三角洲顶点往坝前迁移;应限制支流河口拦门沙坎的形成与发展;建议加强观测与泥沙信息管理,确保进水塔前闸门启闭安全以及排沙洞进口段不淤堵。     

小浪底水库支流河口淤积特性分析

文章对小浪底水库支流河口淤积变化特性进行了分析,从理论和实测数据分析反映,小浪底水库在没有完成拦沙淤积库容前,受水库运行方式的影响,主河道出现明显刷槽几率不大,干流主要以淤积粗沙为主,支流河口形成明显拦门沙坎的条件不具备。小浪底库区支流淤积以异重流倒灌淤积为主,在目前不具备采用工程措施的条件下,调节水沙关系,利用支流拦沙库容淤积粗沙是延长小浪底拦沙库容使用年限的重要途径之一。     

小浪底水库1999-2009年泥沙淤积分布特点

1999年10月至2009年10月,小浪底库区淤积量已达25.831亿m3,干流淤积形态仍为三角洲淤积,支流沟口淤积面随干流同步抬升.从高程分布看,泥沙淤积主要集中在160～235m高程,该区间占淤积总量的96.3％;从干支流分布看,主要集中在干流,占淤积总量的82.2％,支流泥沙淤积在沟口附近,主要为干流异重流倒灌;从淤积时段看,主要发生在汛期.对库区淤积分布特点进行分析,能够为今后库区运用调度方式提供一定的技术依据.     

黄河小浪底水库库区水流泥沙运动规律分析

结合1997～2001年黄河小浪底水库库区水文泥沙测验资料,采用水文分析的方法,分析施工运用期、蓄水运用初期等不同时期库区各因子站的水流泥沙运动特征、库区泥沙淤积量及其淤积形态和水库初期运用的回水影响等,并着重分析2000年洪水期含沙量变化过程以及库区泥沙淤积上延现象,初步得出库区不同时期的水流泥沙运动基本规律.由于受当时设站规模的限制,库区水文泥沙资料尚存在不足.今后需加强小浪底水库泥沙淤积状况的监测,收集更广泛的库区水流泥沙资料,为制定小浪底水库运行调度方式奠定基础.     

小浪底水库运用十年黄河下游河道的再造床

天然河流上游修建大型水利枢纽后,必将引起水库下游河道的再造床。黄河小浪底水库自1999年10月下旬下闸蓄水以来,已运行十年有余。本文通过实测资料的分析,从河道的冲刷和河道的平面形态变化两方面来阐明小浪底水库拦沙运用十年来水库淤积及下游河道的再造床过程及其特点,为小浪底水库进一步水沙调控提供借鉴,也丰富了多泥沙河流兴建大型水库以后下游河道河床演变学科的内涵。     

黄河小浪底水库运用初期库区淤积过程数值模拟研究

为预测小浪底水库在拟定的调度方案下库区水沙运行规律，建立了准二维数学模型，并采用黄河三门峡水库及淮河白沙水库的实测资料对模型进行验证。针对设计的水沙系列及拟定的水库调度方式，对水库运用初期1-5年的淤积过程进行计算的结果表明，水库运用初期大多为异重流排沙，库区淤积呈三角洲形态，并随运用时间的延长向下游推进。     

小浪底水库对水沙的调控及下游河道响应

冲积性河流上修建水库后,由于对水沙的调节,下游河道将发生相应调整,直至和新的水沙条件相适应。小浪底水库位于控制黄河水沙的关键部位,1999年10月25日下闸蓄水,目前水库仍处于拦沙初期的运用阶段,五年来以水库异重流排沙为主,期间进行了三次调水调沙试验,绝大多数中粗泥沙拦在库内,进入下游的水沙量和过程均发生了显著变化,主要表现为:下泄水流含沙量低、泥沙颗粒较细、洪峰调平、汛期(7-10月)水量减少、非汛期水量增大。在这种水沙条件下,黄河下游河道持续冲刷,平滩流量增大,河槽趋于窄深、河床粗化,河势发生调整。     

大洪水条件下黄河下游河道冲淤及滩区安全

在大洪水期行洪滞洪沉沙是黄河下游宽滩区的主要功能之一。近十几年来,随着黄河水沙的变化和小浪底水库的建成运用,对宽滩区运用方式的争论更为激烈,却一直缺乏系统的对比研究。为此,黄科院利用小浪底至陶城铺河道实体模型,采用2013年汛前地形,开展了黄河下游宽滩区是否修建防护堤两种不同运用方式下,大洪水期的洪水演进试验,通过对比分析不同运用方式下的下游河道在冲淤演变、洪水位变化和滩区防洪安全等方面的问题,探讨了大洪水条件下黄河下游河道冲淤及滩区的安全形势,以期为黄河下游河道治理措施的决策提供科学的参考依据。结果表明,宽滩区修建防护堤后,中常高含沙洪水条件下主槽淤积量小于不修防护堤方案,大洪水条件下主槽冲刷量大于不修防护堤方案,说明主槽过流能力和输沙能力均有所增大。但是,修建防护堤后的嫩滩淤积量,两种洪水条件下均呈现出明显大于不修防护堤方案,河道的横断面形态和"二级悬河"形势均有所恶化。同时,由于目前地形条件下夹河滩以上河段主河槽过流能力达到了6 000m3/s,洪水向下游的演进速度和水量明显增加,导致高村以下的洪水位比不修防护堤时显著提升,增大了高村以下河段的防洪压力,滩区的防洪安全受到严重威胁。     

小浪底水库“拦沙后期”水沙调控运用的思考

阐述了小浪底水库对黄河下游防洪减淤的贡献和当前下游河道出现的新情况。根据三门峡水库的经验,提出在"拦沙后期"水库下泄泥沙的级配控制、扩大下游河道的输沙能力、水库高含沙调控等水库水沙调控可能遇到的挑战。建议在"调沙减淤"的理念下,制定新的水库水沙调控模式和运行方式,建立包括水库以及下游河道在内的一整套水沙调控决策系统,以尽可能地延长水库寿命和确保下游河道的长治久安。     

长江上游水库群联合调度中的泥沙问题

长江上游已形成以三峡水库为核心的世界上规模最大的巨型水库群,2012年开始实施上述水库群的联合调度。分析了水库群联合调度中,与水库泥沙密切关联的汛期防洪、汛末蓄水和汛前消落调度方案及其对水库泥沙带来的影响。在较为深入、系统地研究了长江泥沙变化规律及其原因、水库淤积和长江中下游河床冲刷特性的基础上,对水库群联合调度中面临的水库淤积与长期使用问题,以三峡水库为例,提出了精细化的"蓄清排浑"和库尾减淤等泥沙调度方法。对水库群水沙联调,促进流域泥沙合理配置以及水库群联合调度条件下的泥沙问题与应对措施等提出了建议。     

小浪底水库对下游河道的冲刷效果及趋势预测

对小浪底水库对黄河下游河道的冲刷效果及趋势进行了分析和预测,结果表明:①小浪底水库投入运用以来,通过水库拦沙和调水调沙,黄河下游冲刷效果明显,至2010年10月,黄河下游河道累计冲刷泥沙19.4亿t,2 000 m3/s同流量水位下降1.6 m左右,下游河道主槽最小过流能力由2002年汛初的不足1 800 m3/s提高至4 000 m3/s;②在小浪底水库主要拦沙期的2008—2020年,下游河道基本不淤积,2020年以后下游河道快速回淤,在2028年左右回淤量达到建库前水平,届时小浪底水库拦沙期恢复的4 000 m3/s左右的中水河槽将难以维持。建议尽早开工建设古贤水利枢纽,争取在2025年前后建成生效。     

我国水库泥沙淤积研究综述

我国江河大多泥沙量大,所建水库淤积严重,由此带来了一系列问题:库容损失影响水库效益的发挥;淤积上延影响上游地区的生态环境;水库变动回水区的冲淤对航运带来不利影响;坝前泥沙淤积影响枢纽的安全运行;水库下泄清水对下游河道河床的冲刷以及附着在泥沙上的污染物对水库水质的影响等。本文对我国水库泥沙淤积研究的状况和成果进行了全面的综述。内容包括水库淤积观测资料和分析、悬移质不平衡输沙理论、水库异重流、高含沙水流、水库淤积形态、水库排沙及运行方式、变动回水区的冲淤、下游河道的冲淤变形,以及水库淤积数学模型等方面的研究成果和进展情况。