小浪底水库排沙对下游鱼类的影响研究

采用现场调查和室内实验相结合的方法研究了黄河小浪底水库排沙期间下游河流出现鱼类死亡现象的原因。2010年度小浪底水库排沙期间,下游出现了高含沙水流过程,伴随出现了鱼类死亡现象,调查发现受影响鱼类有5目5科11种。水库排沙期间的含沙量、溶解氧变化过程的现场调查及室内实验结果表明,小浪底水库排沙时细颗粒泥沙含量较高,堵塞和损坏鱼鳃是导致鱼类死亡的原因之一。当含沙量大于80 kg/m3时,水体溶解氧下降至鱼类生存所需下限2mg/L以下,鱼类在短时间内缺氧而死亡;当含沙量低于60kg/m3时,根据现场调查结果及相关人员经验判断水库下游河道内不会出现鱼类死亡漂移现象。水库排沙期间,下游河道水体的含沙量与溶解氧浓度具有较好的相关性,即河道水体的溶解氧浓度随着含沙量的增加而减少,可通过控制出库含沙量及其持续时间减轻对鱼类的影响。     

小浪底水库排沙对下游鱼类的影响研究

采用现场调查和室内实验相结合的方法研究了黄河小浪底水库排沙期间下游河流出现鱼类死亡现象的原因。2010年度小浪底水库排沙期间,下游出现了高含沙水流过程,伴随出现了鱼类死亡现象,调查发现受影响鱼类有5目5科11种。水库排沙期间的含沙量、溶解氧变化过程的现场调查及室内实验结果表明,小浪底水库排沙时细颗粒泥沙含量较高,堵塞和损坏鱼鳃是导致鱼类死亡的原因之一。当含沙量大于80kg/m3时,水体溶解氧下降至鱼类生存所需下限2mg/L以下,鱼类在短时间内缺氧而死亡;当含沙量低于60kg/m3时,根据现场调查结果及相关人员经验判断水库下游河道内不会出现鱼类死亡漂移现象。水库排沙期间,下游河道水体的含沙量与溶解氧浓度具有较好的相关性,即河道水体的溶解氧浓度随着含沙量的增加而减少,可通过控制出库含沙量及其持续时间减轻水库排沙对鱼类的影响。     

多泥沙水库排沙效应综合评价指标体系框架初探

世界上很多国家都采取人为排沙的方式缓解水库淤积,以延长水库寿命、增加水库库容。然而,受水资源短缺所限,水库排沙多注重排沙效率,忽视了高含沙水流下泄引起河床冲刷、溶解氧下降、含沙量剧增对下游河道内生境、生物生存的影响。本文立足国内外有关水库排沙对下游河道生态环境影响的研究成果,综合考虑排沙的经济、生态环境和社会影响,制定包括水库排沙效率及水库排沙对下游河道影响等内容的全方位评价指标体系,并以黄河小浪底水库调水调沙为案例,利用制定的指标体系全面评估了调水调沙对区域生态、经济和社会的综合效益,为今后准确地评估水库排沙的正负面效应提供支持。     

小浪底工程2018年高含沙水流泄洪排沙运用实践

小浪底工程2018年度进行了低水位、大流量、高含沙量泄洪排沙运用,库区泥沙淤积三角洲顶点向坝前推移了8.65 km,顶点高程降低了8.49 m,排沙比达238%,减少了库区泥沙淤积、调整淤积形态。同时在泄洪排沙运用中,出现了泥沙淤积造成闸门启闭困难、高含沙水流对闸门及流道磨蚀严重、泥沙在线监测设施不足、发电运行方式调整等问题。针对低水位高含沙水流泄洪排沙运用,需进一步完善泥沙监测应急预案,提高泥沙淤积的预测预判能力;进一步优化孔洞运用方式,完善闸门操作规程,减少高含沙水流对闸门淤堵及磨蚀的影响;开展高含沙水流相关问题的研究,加强设施设备维护保养力度,确保枢纽安全稳定运行;小浪底水库进入拦沙后期第一阶段,水库排沙比增加,水库坝前淤积增加,需进一步加强小浪底水库高含沙水流运动研究,分析水库泄洪建筑物排沙机理,为水库安全生产提供技术支持。     

泾河东庄水库泥沙初步研究

本文扼要论述径河水沙特性，高含沙水流特性；东庄水库的排沙方式和水库运用方式；泄流排沙设施的布置和防止闸门淤堵的措施；并论证了终极库容为２７．８×１０８ｍ３和水库下泄高含沙浑水不会淤堵渭河下游，而具有冲刷三门峡水库回水淤积末端等作用；还论述了兴建东庄水库是缓解三门峡库区渭、洛河下游洪涝灾害的根本措施．     

水库排沙对下游河流鱼类影响研究进展

水库排沙对减轻水库淤积、延长水库寿命和恢复河流泥沙连续性等方面有着重要意义,但是水库进行水力排沙时水库下游河流水体的物理和化学性质的变化可能对鱼类等水生生物产生不利影响,严重时出现死鱼现象.国内外水库排沙时期下游河道含沙量及其颗粒级配、溶解氧浓度、污染物等水质变化对鱼类影响研究表明,微颗粒泥沙淤堵鱼鳃影响其摄入氧气功能和水体溶解氧下降是影响鱼类的两个主要因素,且含沙量及其持续时间、颗粒级配等对鱼类影响机理不同.最后展望了我国今后水库排沙对下游河流鱼类研究内容.     

黄河下游高含沙水流基本特性与输沙能力

采用理论研究和实测资料分析方法对黄河下游高含沙水流的基本特性进行了系统分析,得出黄河下游高含沙水流多属于两相非均质流,与一般含沙水流具有相同的运动规律的结论。采用达西阻力公式形式,给出了适用于黄河下游高含沙水流的悬移运动阻力坡降及推移运动阻力坡降计算方法。黄河下游高含沙水流经常处于不平衡输沙状态,这种不平衡输沙条件下的河段排沙比大小不能反映平衡输沙条件下的河段输沙能力。因此,探讨了河段纵坡J、横断面参数M及泥沙粗细组成对输沙能力的影响,给出了以河道形态参数表达的河道输沙能力关系。分别以花园口河段和艾山河段为代表分析了黄河下游上、下河段输沙能力大小的沿程变化,发现相同流量下,上段河道输沙能力为下段河道的1.3~1.4倍。本文成果对研究黄河下游高含沙洪水处理对策及水库调水调沙运用的效果具有一定理论意义和实际价值。     

黄河高含沙水流的特性和利用

高含沙水流应有足够的细沙（ｄ＜０．０１ｍｍ）含量与水组成基本悬浮液，在窄深河槽条件下，可挟带较粗颗粒泥沙长距离输送；水库中高含沙异重流还可以将大于０．０３ｍｍ以上的粗泥沙排出库外．排沙比可达１００％。在游荡型宽浅河道上，高含沙水流严重淤积，一场高含沙洪水淤积量可占全年淤积量的３０％～５０％。     

浑水水库排沙的数学模型及物理模型试验研究

本文在总结官厅、刘家峡、巴家咀、黑松林等十座水库观测和低高含沙浑水水库排沙水槽试验资料的基础上,论述了浑水水库特性和排沙规律,从而提出了浑水水库排沙计算的数学模型和物理模型试验方法.     

高含沙异重流的实验研究

一、绪 言 在一些汛期容易发生高含沙量洪水的河流上,若水库单纯“蓄清排浑”运用,每年泄空,则兴利指标会过低。水库高含沙调沙的实践表明,在高含沙水流的明流、异重流等输沙流态中,大部分泥沙可以在流速小的情况下输送到坝前;另一方面水流来沙相当集中,有利于泥沙调节,据此,水库可采用“蓄洪排沙”运用,利用高含沙异重流排走     

黄河下游节水减淤的高含沙水流输沙方式研究

黄河下游泥沙淤积的主要原因是河道输沙能力不足,目前着眼于发掘河道输沙能力的各种“调水调沙”减淤措施,包括通过河道输送高含沙水流入海的设想,排１ｔ泥沙用水量为４０￣１００ｍ＾３,浪费了大量的水资源,而减淤效果并不明显。本提出通过明渠高含沙水流将大量泥沙在进入下游河道之前自水库输送到两岸洼地及低滩,既可使下游减淤,又能使水沙得到充分利用。中分析了高含沙输沙明渠的不淤流速、水力坡降、断面尺寸等设计计     

基于水文要素的闹德海水库入库沙量预测模型

针对水库调度需要,以闹德海水库为背景开展入库沙量预报研究。首先分析水库的入库水沙特性,以确定入库沙量的主要影响因素;进而研究建立基于水文要素的BP神经网络入库沙量预测模型,并利用历史场次洪水资料进行训练学习。结果表明所选择的产沙因子基本能够反映流域降雨-产沙-输沙过程的传递关系,模型可用于入库沙量预报,指导水库实时水沙调度决策。     

基于 BP 神经网络的场次洪水河道沙量预报

针对日益严重的河流泥沙问题,掌握河流泥沙的影响因素和泥沙的变化过程是泥沙治理的关键。以神经网络模型为基础,建立场次洪水沙量预报模型,对多沙河流的洪水挟沙量进行预报,并取得较好的预报效果。选择辽西北多沙河流大凌河作为研究实例,首先将1984年-1998年间的29场历史实测洪水资料进行分析,得到影响下游沙量的主要因素;然后,通过神经网络模型建立上游影响因素与下游沙量之间的关系;最后,选取其中6场洪水资料进行验证。模型计算结果表明,计算结果与实测结果误差在合理范围之内,精度符合要求,可以用于下游沙量的预报。     

Acute impacts of reservoir sediment flushing on fishes in the Yellow River

Dam sediment flushing can reduce reservoir sedimentation and deliver sediments to the downstream rivers. However, deceased fishes are often found in the Yellow River during the period of reservoir sediment flushing. To study the acute impacts of flushing and quantify threshold conditions for fish protection, field surveys and laboratory experiments were carried out during periods of sediment flushing. Field surveys in 2010 showed that dissolved oxygen (DO) decreased rapidly with the increase in suspended sediment concentration (SSC) and that deceased fishes involved 10 species. With the model of the severity of ill effects, the sediment flushing in 2010 was estimated to cause fish mortality of 0–20%. To study the lethal effect on fishes under controlled SSC conditions, laboratory experiments were performed with carp (Cyprinus carpio) exposed in water containing different SSCs. It is concluded that the high sediment concentration (average value of 90788 mg/l), fine particles (grain size < 0.075 mm), a long flushing duration (>2 days), and DO reduction (<2 mg/l) contribute to the deaths of fishes during the flushing period in 2010. To decrease lethal effects, the upper limits of SSC and duration are recommended as the peak SSC value of 55 000 mg/l and average value of 32 000 mg/l for the entire flushing period for flushing operations. The measures of SSC control and refuge construction are suggested for eco-friendly management.     

基于BP神经网络的丁坝坝头冲刷坑变化趋势预测

丁坝坝头冲刷坑的深度及位置变化影响坝基稳定,是丁坝安全评估的重要参数,且是一个复杂的非线性系统问题。以长江张南水道为研究对象,基于2008—2016年实测资料,分析来水来沙及其变化过程、冲刷坑位置和深度的变化,研究确定影响冲刷坑深度及位置变化的因子是河床边界条件(水深、河宽)、坝体属性(丁坝长度、挑角)及来水来沙因素(年径流量、年输沙量、不同级别来水来沙持续的天数),建立了基于BP神经网络的冲刷坑深度及位置变化趋势预测模型。计算结果表明,BP神经网络模型得到的冲刷坑深度和位置预测值与实测值较吻合,误差在(1.8~6.5)%,研究结果可为丁坝安全评估提供依据。     

基于自由搜索的水库入库含沙量预测模型

水库泥沙淤积问题直接关系到水库的规模、寿命以及综合经济效益的发挥。入库水流含沙量是影响水库调度运行以及水库泥沙淤积的主要因素,目前国内结构简单、实用性较强的含沙量预测模型不多。以水库的入库站流量及上游站至入库站的区间流量为研究对象,提出了基于两个水文站流量的水库入库含沙量的预测模型,采用改进的自由搜索算法率定模型参数,并将模型应用于龚嘴水库的入库含沙量的预测。研究结果表明,构建的模型结构简单,参数率定便捷,预测含沙量的精度较高,为水库入库含沙量预测提供了一种简便适用的方法。     

Experimental study on acute impacts of hyper-concentrated flow on Gymnocypris Eckloni and implication for sediment management

Significant increases in suspended sediment concentration (SSC) always occur during dam removal or sediment flushing processes, which could result in acute impacts on aquatic organisms. An analysis of the potential impact of the Huangheyuan hydropower dam removal on the upper reaches of the Yellow River is required for adaptive management. But the reports on the impact of high SSC on fishes living in rivers in the plateau areas are limited. Further studies on impact factors, fish behavior, and assessment methods were performed in this paper. The acute response of a typical fish, Gymnocypris eckloni, was tested by experiments with sediment concentrations ranging from 3.3 × 10³ to 80.78 × 10³ mg·L⁻¹. The changes in fish aquatic surface respiration (ASR) behavior were analyzed under different SSCs. The cluster analysis of the environmental factors was conducted to analyze the relationship between the factors and fish mortality. The severity of ill effects (SEV) model was improved to assess the acute impact on fish. The results indicated that the SSC was the most related factor. The ASR could be induced by the SSC higher than 21 × 10³ mg·L⁻¹, and fish mortality was caused by SSC higher than 55 × 10³ mg·L⁻¹. The thresholds of SSC and exposure duration for fish protection were proposed to be less than 55 × 10³ mg·L⁻¹ and 6 hr, respectively. The findings could support the planning and regulation of dam sediment management on plateau areas.     

水库运行对下游岸边带植被和鱼类的影响

本研究选取了漓江下游的一段复式河道为例,建立了一维全河流和二维局部河段的水环境模型,并与基于元胞自动机的岸边带植被模型和基于个体的鱼类模型耦合,从岸边带植被变化和鱼类种群动态角度研究水库运行对河流水生态系统的作用。研究以优势种植物水蓼、刺果酸模和益母草为对象,模拟了自然条件和水库调节作用下三种植物空间格局的演变,并选取草鱼和鲫鱼为研究对象,研究水库运行对鱼类生长和分布的影响。通过模拟结果的对比分析,发现水库运行有利于益母草的生长与扩张,而不利于水蓼的生长,水位波动对水蓼生长以及维持岸边植物多样性有正面作用。此外,假设仅考虑水库运行造成的下游水流变化的作用,枯水期水库向河道补水对草鱼有一定的正面影响,对鲫鱼有轻微的负面影响;而在在4-5月,水库运行对两种鱼类都存在比较明显的负面影响。本文建立的模型方法可为河流优化管理及水库生态友好运行提供支持。     

高浓度恒定固液两相流运动机理探析：Ⅱ.应用

低浓度和高浓度固液两相流运动可以通过微观动理论加以描述[1].本文在文献[1]的基础上，探讨固液两相流在低浓度和高浓度情形下的应用方法，以颗粒浓度垂线分布为例进行分析，获得了满意的结果，也揭示了高浓度固液两相流的一些特点.     

漫湾水库拦沙对大朝山水库淤积的影响研究

水库泥沙淤积预测是水库调度运行的重点和难点之一,需要用合理的预测模型,大量的实测数据资料,才能进行准确的水库淤积预测.利用韩其为[1]水流挟沙力公式以及戛旧站多年径流、泥沙资料,进行了漫湾水库的拦沙预测分析.对漫湾大坝下游宽级配基岩河床冲刷作了阐述.进行了上游有无漫湾水库蓄水拦沙时,大朝山水库淤积分析计算.分析结果表明,漫湾水库对大朝山水库的拦沙作用是十分明显的.