丹江口水库库区的泥沙冲淤和河床演变

本文根据丹江口水库建库21年来的实测资料,对库区沿程的泥沙冲淤和河床演变特点进行了分析研究,得出库区沿程泥沙冲淤的三个特点,即:(1)库尾卵石库段在枯水期尚无明显的淤积现象;(2)中上段的沙质推移质淤积区内的滩险河段的航道条件有明显改善;(3)常年回水区悬移质泥沙淤积区内沉降固结,使有效库容的使用年限明显增长。本文还总结了库区沿程纵、横剖面的淤积塑造持点。从汉江库区的河床演变特点看出,建库后是一个淤积重新塑造河床过程,它是在建库前的山区性河谷条件下,入库水沙按照水库调度运用的控制条件,遵循不平衡输沙的淤积规律重新塑造河床。水库淤积重新塑造的河床河型简单,具有单一河槽的倾向性。     

乌江银盘水电站库区泥沙淤积研究

利用一维不平衡输沙原理对乌江银盘水库正常蓄水位214 m,死水位211.5 m运用方案对银盘水电站进行了库区泥沙冲淤计算分析.计算成果表明:由于银盘水电站为径流电站,在水库运用初期,悬移质排沙比即可达到96%;库区泥沙淤积不严重;悬移质泥沙集中淤积于距坝25.65 km以内河段,推移质泥沙大部集中淤积在距坝25.65～42.54 km河段内.水库运行至20 a末时,遇5%频率洪水,相对空库水位最大水位抬高值为 0.42 m.     

乌鲁瓦提水库排沙设施闸门调度运用研究

乌鲁瓦提水库自投入运用以来库区淤积严重,为了延缓水库淤积、保障水库运行安全,针对水库排沙运用指标及排沙设施闸门调度两个关键问题开展研究。分析了乌鲁瓦提水库实际运用水位、排沙设施闸门调度运用情况,以及汛期水库淤积严重的原因,基于水库冲淤量年内分布特征、水库冲淤与入库流量及运用水位关系,提出了有利于水库排沙的控制指标,即当入库流量大于200ｍ3／ｓ时,可以降低水库运用水位至1924．00ｍ进行排沙运用。结合排沙设施闸门分流特征,从保证水库排沙同时兼顾发电的角度,拟定了闸门调度运用方案,进一步采用二维数学模型计算分析了不同方案下库区的冲淤情况及坝前流场分布情况,提出了排沙设施闸门调度运用方式,即在水库进行排沙运用时,尽量通过泄洪排沙洞排沙,并使其分流比达到90％以上,可以取得高效的排沙效果。     

万家寨库区冲淤演变特征分析

基于万家寨水库运用以来的水文观测资料,分析水库运用过程、冲淤量的时空分布和三角洲淤积形态变化,总结万家寨库区冲淤演变特征。结果表明：自万家寨水库运用以来,库区经历连续淤积和冲刷过程,至2019年10月累计淤积量为3.330亿m³,沿程淤积集中在WD42断面以下,沿高程淤积集中在汛限水位966 m以下,WD56断面以上呈现沿程冲淤调整的特征;降水冲沙期的冲刷分布与淤积集中部位一致,部分槽库容得以恢复。库区纵剖面呈三角洲淤积形态,淤积过程中三角洲向坝前逐步推进,在排沙运用期顶点后退,顶点位置和高程与库区累计淤积量具有较好关系,2018年降水冲沙后三角洲形态调整不明显。运用实践表明,万家寨水库排沙运用可以冲刷库区淤积泥沙,加强降水冲沙调度是维持万家寨水库防洪库容的有效运用方式。     

黄河下游河道排沙比、淤积率与输沙特性研究

以小浪底水库拦沙后期运用为前提条件,根据黄河下游历次洪水的场次水沙资料,提出了下游河段全段及分段的排沙比关系式,分析表明黄河下游上段河道冲淤幅度较下段大,所以河床演变迅速且不稳定;下段河道断面窄深,经上段对水沙调节后,下段冲淤幅度小,河床平稳,但是输沙入海的瓶颈河段.水库调节对下游的减淤效果不大,相反会使入海沙量减少,水库淤积加快及输沙用水增加,水库如何适度拦沙是需要进一步研究的问题.     

向家坝水电站泥沙淤积计算

为了研究上游为两个水库共同调度的情况下水库泥沙的淤积特性,选取了金沙江干流向家坝水电站作为研究对象.采用自主开发的一维非恒定流泥沙冲淤计算数学模型对向家坝水电站水库泥沙淤积进行了计算,具体对水库库区泥沙淤积、水库河床纵剖面变化、水库库容损失、水库排沙比、库区坝前泥沙淤积厚度作了计算,进一步分析泥沙淤积形态、泥沙淤积速度、库容损失以及排沙比的变化特点,得出了以下结论:由于上游水库的调度作用,使库区来水来沙较天然大不相同,导致库区泥沙淤积呈现带状淤积为主;前期泥沙淤积速度较慢,以后逐年加快,接近平衡时,淤积速度才又减慢;库容损失逐年增加;排沙比较大,水库运行前期排沙比较大但逐年减小,以后又逐年增大至水库淤积平衡.此外,还简要介绍了向家坝、溪洛渡以及雅砻江上的二滩电站的联合运行的综合拦沙效应.     

两库联合排沙

在多沙河流的邻近河段上同时修建上、下两座水库，联合调节河流水沙.上库汛后拦蓄河流来水，至汛期泄空水库利用洪水冲淤，将蓄水期间淤积的泥沙排出水库；下库汛期调蓄来水，待蓄水用完，由上库供水进行冲刷排淤，再将淤在下库的泥沙排出水库，解决多沙河流单一水库排沙与蓄水调节径流的矛盾.两库淤沙与冲淤排沙达到平衡以后，虽然部分库容被淤，但是保留下来的有效库容能够长期调水调沙.     

汾河水库及河道泥沙冲淤数学模型

运用不平衡输沙理论建立汾河水库及河道泥沙冲淤数学模型,在建立挟沙力公式、概化冲淤断面和计算方法等方面作了些新尝试,并且把非线性规划中的优化方法运用到了模型验证计算的参数调试中,用汾河水库长系列和典型水沙过程以及太原河段长系列水沙过程对水库淤积和河道变形进行了预测,计算结果与实测值基本相符。     

小浪底水库水沙调控对淤积形态影响的数值模拟

水库淤积形态是影响水沙调节效率的一项关键因素。为优化水库调度方式,采用考虑细颗粒淤积物流动特性的水库淤积形态数值模型,开展了小浪底水库淤积形态对水沙调控响应的模拟分析工作。研究结果表明:三角洲形态及顶点位置随着水库的运行调控而发生变化,三角洲顶点附近顶坡段的冲淤调整和水库运行低水位与三角洲顶点高程之间存在较明显的关联性,当水库低水位低于三角洲顶点高程时三角洲顶坡段出现冲刷,当水库低水位高于三角洲顶点高程时三角洲顶坡段出现淤积;淤积形态为同等淤积量的锥体时,库区上段受河道边界影响有冲有淤,中下段库区淤积明显,且淤积量较三角洲淤积形态的大;考虑人工清淤措施时,清淤量与水库淤积总量相比占比非常小,因此淤积形态总体变化与不考虑人工清淤时基本类似,仅在清淤疏浚部位及附近局部河段有一定变化。     

浐河桃花潭库区冲淤演变的二维数值模拟

橡胶坝是一种低水头轻性薄壳柔体挡水建筑物,结构简单、施工方便且造价低廉,修建橡胶坝拦水造湖可形成景观水面,但立坝运行会造成库区床面的泥沙淤积,因此遵循河床演变规律,合理运行橡胶坝,可保持库区长期可利用库容。采用MIKE软件模拟桃花潭库区10年水沙条件下的河床演变,综合考察桃花潭河段水流流场、床面淤积厚度、河床比降以及纵断面形态的变化。结果表明:桃花潭河段的冲淤平衡年限约为7年,平衡后主河道淤积较为严重;冲淤平衡后河床纵断面在展宽段呈向上凸起的河床形态;基于桃花潭河段的几何特性、来水来沙条件和由宽入窄的壅水作用,进入该河段的含沙水流会因河道突然展宽,水流挟沙力与水流动能减小,导致泥沙更易淤积,造成床面抬升和洪水位的抬高。     

西藏扎拉水电站水库泥沙对电站运行影响试验研究

为了分析西藏玉曲河扎拉水电站运行后水库泥沙对电站取水发电产生的影响,基于扎拉电站整体河工模型试验成果,对扎拉电站运用50 a水库泥沙淤积过程,泄水建筑物及电站引水口前泥沙淤积分布、淤积高程,电站过机泥沙特性进行了试验研究。结果表明:水库运用50 a末,库区泥沙基本达到冲淤平衡,水库淤积总量约占总库容的66.45%;坝前泥沙淤积高程基本与底孔进口底高程齐平,对底孔泄流排沙影响不大;电站引水口前形成较明显的冲刷漏斗,引水渠淤积对电站正常引水影响不明显;电站过机泥沙,在水库运用初期没有0.1 mm的粗沙,在水库运用50 a末,遇常年含沙量洪水,过机泥沙中粒径0.1 mm的粗沙占过机总沙量的3.2%。建议下阶段进行优化水库调度,提高水库排沙效率的研究,进一步减少水库泥沙淤积,减轻泥沙对机组的磨损。     

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。     

克孜尔水库泥沙淤积及减淤措施研究

克孜尔水库是一座位于新疆多沙河流上,以灌溉为主,兼顾发电与下游防洪的大型水库。水库灌溉和发电与排沙的矛盾十分突出。因此,确保其有效库容,充分利用渭干河水资源,是最大限度满足灌溉和发电需求的关键。在对入库水沙特性及泥沙淤积分析的基础上,结合水库实际情况,探讨保持克孜尔水库有效减淤排沙的运用方式,认为导流堤与排沙渠联合排沙为一项可行的技术措施。     

云南某水电站水库泥沙淤积数值模拟研究

水库泥沙淤积引起库区水位抬高,侵占调节库容,造成库容损失,且有害粒径对水轮机造成磨损,从而引起水轮机运行效率下降、出力和年发电量减小、检修间隔缩短和费用增大。以云南某水电站水库为例,利用非恒定一维模型对库区泥沙淤积形态、泥沙冲淤、过机含沙量等变化进行数值模拟。结果表明:水库泥沙淤积形态为三角洲淤积,泥沙淤积对调节库容的影响较大;通过水轮机水流的含沙量较小、粒径较细,泥沙对水轮机的影响较小;泥沙淤积数值模拟与实测资料相符,因此采用非恒定一维模型进行泥沙淤积数值模拟是可行的,可有效地解决云南地区泥沙淤积数值模拟的难题。     

稳定潼关高程的三门峡水库控制水位方案研究

本文分析了1974年以来三门峡水库运用中存在的问题,从稳定降低潼关高程的要求出发,结合"蓄清排浑"运用的必要条件,论证了潼关以下库区河道的富余挟沙能力状况。依据20世纪70年代以来资料,根据平衡排沙的要求论证了汛期敞泄运用的必要性,从保持年内冲淤平衡出发,论证了非汛期运用控制水位的取值及其淤积影响,提出了适宜的水库运用水位的方案。在方案论证过程中也考虑了非汛期尽可能发挥发电效益的因素。     

三座店水库泥沙淤积计算分析

三座店水库位于高含沙的阴河,水库面临着严重的泥沙淤积问题。水资源供给和水库淤积存在着尖锐的矛盾。利用一维不平衡输沙数学模型,对水库的淤积进行了计算分析。综合考虑了水库设计中的主要因素,如水库运行方式、大坝规模、坝址、泄流设施等因素。并探讨研究了降低水库运行水位以及利用异重流排沙等措施减小水库淤积的可行性,对水库运行50a后的泥沙淤积情况进行了预测。     

三峡水库汛期“蓄清排浑”动态运用方式计算研究

在入库沙量大幅减少的背景下,三峡水库持续开展汛期中小洪水调度,增大了汛期库区泥沙淤积和防洪风险,减少了水库下泄大流量的机会。在三峡水库汛期,开展“蓄清排浑”泥沙调度方式动态运用研究有助于进一步优化三峡水库汛期调度方式。利用三峡水库干支流河道一维非恒定流数学模型,探索开展了三峡水库汛期 “蓄清排浑”动态运用方式计算研究,并提出了汛期“蓄清排浑”动态运用方案。计算结果表明:三峡水库汛期“蓄清排浑”动态运用方式可以同时兼顾排沙、发电和防洪,“蓄清”水位150 m要优于155 m,“蓄清”运行期间库水位可选择在145~150 m之间浮动运行;建议将寸滩含沙量达到2.0 kg/m³且当日寸滩站入库流量≥25 000 m³/s的时间作为水库增泄“排浑”的起始时间,将出库含沙量降至约0.1 kg/m³作为“排浑”调度结束重新进入“蓄清”调度的泥沙参考因素。研究成果可为三峡水库汛期优化调度提供参考。     

黄河上游梯级水库群调水调沙潜力初步研究

利用水库群开展水沙调控是解决黄河上游泥沙淤积的有效措施之一。以1956~2010年长系列来水、来沙资料为准,分析了黄河上游沙漠宽谷河段的水沙规律和调控时机,以龙羊峡、刘家峡水库(龙刘)为调控手段,在以水定电模式下建立黄河上游梯级水库群联合调度模型。在3种情景下求解模型可知:(1)黄河上游调水调沙14、30 d的最大需水量分别是32×10~8和67×10~8m~3;(2)定量给出了梯级水库群的调水调沙潜力,调水调沙14 d的周期为2年1次,调水调沙30 d的周期为3年1次;研究成果对黄河上游沙漠宽谷河段河道水沙调控以及梯级水库群科学调度具有重要的指导意义和应用价值。     

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。     

近期三门峡水库运用的几个问题讨论

本文地对近期潼关高程居高不下，下游河槽萎缩等问题，根据实测资料分析得出：潼关高程升高对库容损失影响不大，科学进行了水库调度，改善库区冲淤分布，可以进行综合利用；三门峡水库“蓄清排浑”运用，对下游河道的冲淤影响，经历了减和增淤两个阶段，近期水库汛期采用“洪水排沙，平水发电”运用，初步分析对下游河道有一定的减淤作用。