龚嘴水库推移质淤积初步分析

龚嘴水库的入库泥沙主要是悬移质,亦有相当数量的推移质,原设计采用水槽试验得推移质输沙量,丰水年135万t,中水年88万t,枯水年51万t。虽然入库泥沙中推移质只占极少部份,但推移质主要在悬沙洲面段落淤,淤积比降较大,淤积后难于冲刷,对水库调节库容和库尾回水抬高有着重要的影响。自1983年底悬移质淤积三角洲洲头出库以后,悬沙淤积趋向平衡,推移质淤积对水库效益的影响越来越明显。近期上     

龚嘴水库悬沙三角洲洲头出库后淤积特性及其影响

龚嘴水库悬移质淤积三角洲洲头已于１９８３年汛末出库，洲头出库后泥沙淤积特性主要表现为水流输沙能力的调整。悬沙淤积趋向相对平衡，推移质淤积的矛盾日渐突出，调节库容继续减少，库尾回水抬高将危及成昆铁路的安全，泥沙大量出库不仅对龚嘴大坝水工建筑物和的安全运行造成威胁，还加快了下游铜街子水库的淤积速度。只有瀑布沟水电工程早日兴建才能彻底解决上游的来沙问题。使龚嘴和铜街子水库长期发挥效益。     

金沙江下游沙质推移质输移规律分析研究

金沙江下游的推移质输移规律及其泥沙来量和级配对梯级水库的淤积分布以及河势将产生长远影响，需要开展深入研究。通过对金沙江下游入库控制站三堆子水文站2008，2009两年的推移质测验成果的分析，研究了该站沙质推移质的年内分布、横向分布、级配以及推移质输移与水位、流量、流速的关系。研究结果表明：三堆子河段全年都有沙质推移质的输移，推移量主要集中在汛期，尤以7～9月为甚；强推带为距起点距170～200 m的范围内。     

三峡水库变动回水区河道推移质输移特性研究

通过对三峡库区有关的野外实测资料、模型试验和计算资料，分析了三峡水库变动回水区河道推移质输沙特性，三峡水库运行末期，变动回水区泥沙淤积物以沙质推移质为主，其中上段还有孵石推移质。从上游往下游，泥沙淤积物的颗粒逐渐变细，主槽的粒径组成粒粗，而边滩的粒径组成较细。随着水库运行年限的增长，主槽泥沙颗粒经历着粗化过程，而边滩却处于不断细化过程。主槽中原来淤积的细颗粒泥沙由于新淤积粗颗粒的保护和荫蔽作用，主槽的泥沙尽管粗化，水库运用后期的主槽淤积物仍有较细的泥沙颗粒存在，对于物模试验中放水过程对推移质输沙的影响、水库变动回水区所特有的碍航现象，以及修建向家坝和溪洛渡水利枢纽后变动回水区的推移质泥沙输移等问题，还有待在相性基础理论中进一步研究。     

长江重庆主城区河段卵石推移质走沙条件研究

三峡水库175 m试验性蓄水后,长江重庆主城区河段泥沙输移发生显著改变。研究重庆主城区河段泥沙输移规律,弄清泥沙输移与三峡水库调度之间的联系,对于优化水库调度,减轻库区淤积具有重要意义。依据寸滩站长系列年卵石推移质原型观测资料,结合二维数学模型和卵石推移质起动公式,分析了重庆主城区河段卵石推移质输移特性变化及走沙条件。结果表明:三峡水库蓄水以来,重庆主城区河段卵石推移质输移量显著减少,卵石颗粒细化,走沙时间也大幅缩短;研究河段内卵石推移质起动的临界条件是三峡水库坝前水位低于157 m,上游来流量大于6 800 m~3/s,并用2016年实测资料加以验证,验证结果较好。研究表明通过三峡水库调度可以加大重庆主城区河段的泥沙输移强度,减轻该河段内的泥沙淤积。     

小浪底水库运用初期库区泥沙淤积分布特征

对2002—2008年小浪底水库泥沙淤积分布特征进行了分析,结果表明:小浪底水库蓄水运用后,库区横断面整体呈逐步淤积态势;在目前的河床边界条件下,当库区来沙量较大或淤积量较大时,首先在库尾的回水区域沉积,在三角洲和近坝段多发生淤积或冲淤交替出现;当库区来沙量小或水库大量排沙时,在库区回水末端往往产生冲刷,三角洲及以下河段发生冲刷或三角洲段淤积、近坝段冲刷;调水调沙结束后,随着水库运用水位的抬升,库区河床淤积物沿程细化且趋于均匀。     

上游建库对三峡水库变动回水区航道的影响

在分析上游建库对三峡水库枯水期保证水位回水末端的影响的基础上,对比分析了三峡蓄水后上游无库和上游建库情况下重庆河段的淤积发展、分布及其对航道的影响,结果表明:随着水库运用初期河势调整或者炸礁措施的投入及枯期消落水位155m回水末端的上延,重庆河段是变动回水区碍航的重点区域;干流上游水库的联合作用下,重庆河段干流河段将明显冲刷,原有的淤积位置淤积量及淤积厚度明显减小,甚至出现冲刷,重庆河段干流航道得到明显改善,嘉陵江入汇口处的金沙碛河段受干流上游建库的影响较小,碍航状况和上游无库情况下基本一致。     

推移质泥沙在植物“柔性坝”上游段的输移特性

通过室内水槽模型试验,研究了植物坝对坝前上游段推移质泥沙输移的影响。结果表明:①植物坝具有较好的阻水拦沙作用;②推移质泥沙输移过程中,泥沙群前端最初呈三角形分布,越靠近坝体,三角形分布越不明显;③植物坝前上游段进口断面输沙率与推移质泥沙的运动速度不是呈简单的线性关系,在相同条件下,可能存在一个临界输沙率,越接近这个临界输沙率,推移质泥沙的运动速度就越快,大于这个临界输沙率后,泥沙的运动速度又会变慢。     

三峡入库卵石推移质输沙特性近期变化及影响分析

为了深入分析三峡入库水沙条件,通过对三峡入库控制站朱沱、寸滩站近50年来实测卵石推移质资料的搜集、整理,分析了两站卵石推移质变化过程、变化特点和主要影响因素。结果表明:近50年来两站径流量没有明显的趋势性变化,但近期卵石输移量呈明显阶段性减少趋势,其中朱沱站1992—2009、2010—2015年的卵石输移量比1975—1991年分别减少了46.9%、79.8%;寸滩站1982—2001、2002—2015年的卵石输移量比1966—1981年分别减少了40.6%、85.7%;推移质输移量年内分配与悬移质泥沙基本接近,主要集中在每年汛期7—9月,占全年的80%以上,近期无明显变化。两站推移质输移率与流量关系的指数差异较大,但同一站在不同时期的指数相同。随着时间推移,不同流量的推移质输移率均呈减少趋势,河道卵石开采、水利工程拦沙是近期卵石输移量减少的主要原因,此外河床粗化、上游大型水库群汛期拦洪削峰也有一定影响。受入库卵石输移量大幅减少的影响,三峡工程自175 m试验性蓄水以来,处于变动回水区的重庆主城区河段未出现大量淤积情况,反而出现微冲态势。研究成果为进一步了解高强度人类活动背景下三峡入库推移质输移量变化提供了一定依据。     

长江上游推移质泥沙输移特性分析

从长江上游的水沙特征、无因次水流强度指标和泥沙输移强度相关关系和推移质随机特性等方面进行了深入分析.结果表明:长江上游床面泥沙级配宽、粒径大,河床形态各异且沿程变化较大,无因次功率W* 和切应力τ*可以作为预测输沙强度Φ的水流强度指标,推移质泥沙运动表现出很强的随机性.这些结果对长江上游推移质研究有一定参考价值.     

三峡水库蓄水175m后重庆九龙坡河段冲淤变化

为了研究三峡水库变动回水区——重庆九龙坡河段冲淤变化,整理了该河段2009～2011年的多次河床实测地形图,分析河床演变规律。结果表明,该河段蓄水期淤积的泥沙大部分都会在次年消落期冲刷,难以形成累积性淤积。航道碍航情况多是由于卵砾石推移质淤积和卵砾石沙波造成的。研究成果为该河段的泥沙输移计算、航道整治设计等研究提供了依据。     

有色颗粒示踪方法在推移质实验中的应用

本文结合一项非均匀推移质输移实验,详细介绍了用数字图像技术获取有色示踪颗粒运动速度和沿程分布的方法,并结合实际应用,探讨了该方法的优点与不足。国内外以往研究鲜有跟踪粗化床面上的颗粒运动,因此本研究可为泥沙学者提供重要的学术和技术参考。     

丹江口水库汉江回水变动区河床演变初步分析

本文在概述了(1)汉江回水变动区河谷地貌特点及对河道形态的影响,(2)典型的山区河流来水来沙特性,(3)在蓄水后水库调度及淤积分布等三个问题的基础上,分析了建库后汉江干流回水变动区纵横剖面变化,再造床过程中河道形态的演变、年内的冲淤变化及河床地貌等四个方面的问题。由此初步归结出河床演变的几个特点:1.坝前水位的调度是回水变动区河床演变的控制性因素;2.堆积过程是河床演变的主导;3.河床显著细化,泥沙沿程分选强烈;4.库区弯曲狭窄、纵泓剧烈起伏的地质地貌条件对河床变形的影响显著;5.河床变形对水流的影响强烈,同时出现一些新的流态,6.回水变动区每年都经历“汛期淤积、枯季消落冲刷和汛初充水冲刷”的“一淤二冲”的变形过程。最后,简要地讨论了三峡水库库尾泥沙淤积的几个问题。     

水库下游冲刷的数值模拟—模型的构造

由于水库下游冲刷过程中悬移质与推移质、推移质与河床质、河床质与悬移质交换机理及床沙粗化机理的复杂性,使得研究水库下游冲刷数学模型的难度较大。 为了研究水库下游冲刷、河床演变问题及由此而引起的对防洪、航运等造成的影响,本文建立了一维全沙数学模型,模型考虑了非均匀悬移质不饱和输移、非均匀沙推移质输移及床沙级配的调整。文中考虑了冲刷过程中挟沙能力的沿程调整,挟沙能力包括以下三个方面,即悬移质中细颗粒部分从累计效果看不参予与床沙交换(冲泻质),这部分泥沙全部计入挟沙能力;悬移质的粗颗粒部分落淤到床面与床沙交换后部分地计入挟沙能力;床沙中可悬浮部分从床面冲起后部分地计入挟沙能力。非均匀沙推移质输沙率公式考虑了床沙运动的随机性及床沙粗化对输沙率的影响。床沙级配的调整采用CARICHAR混合层模型。对计算中经常遇到的关键性问题提出了处理方法。     

小型水电站泥沙淤积分析及防治措施

水库淤积，是一个普遍存在的问题。由于泥沙大量淤积，使水库有效库容逐年减少，蓄水调节性能相应降低；同时水库淤积引起回水上延，造成对水库上游工程的影响，同时威胁沿河两岸工农业生产安全；还会引起下游河道冲刷下降，造成水库管理工作困难等问题。在小型水力发电站设计规范中允许受到资料限制时可采用类比法和经验法对水库泥沙进行冲淤分析计算。在此以漾洱水电站工程水库的泥沙冲淤分析为例来说明，主要包括水库淤积形态分析、水库淤积计算、回水对上游影响分析、防止泥沙淤积的措施等。     

小浪底水库拦沙初期泥沙输移及河床变形研究

应用物理模型试验对小浪底水库运行初期的泥沙输移和河床变形进行了一系列的研究预测,结果表明水库运用初期基本上为异重流排沙;库区干流淤积形态为三角洲且不断向下游推进;支流淤积主要是干流倒灌的结果,在沟口可形成拦门沙;库水位大幅下降,干流河床将产生溯源冲刷和沿程冲刷,支流淤积面随之下降。水库投入运用以来的实测资料分析表明,尽管预报试验所采用的水沙条件与水库运用以来的实际情况不尽相同,但两者在输沙流态、淤积形态及变化趋势方面基本一致,从而证明了模型试验得出的结论是符合实际的。     

山区河流河床形态对推移质输沙率影响的试验研究

为探索山区卵砾石河流推移质运动受水流条件和河床形态的影响规律,开展了大比降浅水流动条件下卵砾石输移的室内水槽试验,获得了两组泥沙组成的19个流量条件下的水流、泥沙及河床三维地形场数据。结合室内水槽试验及文献中的天然河流输沙观测数据,分析了不同水沙输移阶段水流阻力、河床形态与推移质运动之间的关系。试验结果表明:河床阻力系数随着河床形态强度参数增大而增大,形态阻力与河床形态强度参数相关性更强。在泥沙补给充分阶段,推移质输沙率与床面阻力、形态阻力及河床形态强度参数均呈正相关关系;在泥沙补给不充分的水流冲刷阶段,推移质输沙率随河床形态强度参数增大而减小。     

上游水库投产时序对水库淤积回水的影响分析

上游水库建成投产，将改变下游水库的入库沙量、来沙过程、来沙级配，这些变化对下游水库的泥沙淤积产生很大的影响，由于水库泥沙淤积不同，水库回水也不同，从而导致对上游梯级的影响、水库淹没范围有差别。本文以金沙江中游河段的观音岩水库为例，通过预测两种不同的上游水库投产时序的观音岩水库泥沙淤积，分析泥沙淤积及回水的影响，说明水库淤积预测中，合理分析、选用上游水库投产时序的重要性。     

龚嘴水库的运用和泥沙淤积

针对龚嘴水电站工程要求与特点,以及大渡河来水来沙年内分布不均匀的特性,在设计阶段曾拟定了年内分时段调度水库水位的运用方式.1972年以来,水库按此方式运用,在控制库区淤积部位、减少水库淹没、保持水库调节库容、发挥工程效益等方面,取得了初步成效.本文总结了上述经验,分析了泥沙淤积与水库运用的关系,并对库区悬移质和推移质泥沙的淤积特性、淤积物沿程分选、溯源冲刷效果等问题进行了探讨和验证计算,其成果已用于工程设计和水库调度管理工作中。     

黄河下游山东段泥沙输移沿程演变规律分析

本文基于一维不平衡输沙理论,对来水来沙变化情势下的黄河下游艾山-利津河段泥沙输移的沿程演变情况进行概化分析计算。结果表明,在艾山站相同年均来沙率的情况下,随着流量的减小,河道输沙能力随之明显减小,利津站年均输沙率明显减小。20世纪80年代中期至2002年期间,艾山站年均来沙率一般大于河道输沙能力,河槽出现淤积;2002年以后,受水库拦沙及调水调沙影响,河道来沙率多小于河道输沙能力,河道出现冲刷。而且,由于单宽流量较小,河道泥沙沿程速率变化较快,导致泥沙冲刷或淤积所占来沙量的比例较大。