三门峡水库"318"控制运用对潼关高程变化的影响

基于实测资料分析了三门峡水库自2003年采用"318"控制运用以来,入库水沙条件、运用水位及潼关高程的变化特点,发现"318"控制运用以来的年入库水量有所回升,但入库沙量和含沙量大幅减少;水库运用水位除2003年外,平均运用水位存在逐渐抬升的现象;潼关高程从2002年汛末的328. 78 m降低到2012年的最低值327. 38 m,之后又逐渐回升至2016年汛后的327. 94 m,具有先降低、后升高的特点。建立了潼关高程与前期5年入库水沙条件和运用水位的滞后响应计算公式,可以用来定量估算不同汛期水沙条件及运用水位变化对潼关高程的影响。资料分析与计算结果表明,2003年"318"控制运用以来潼关高程的降低,主要与汛期水量增加及含沙量减小有关。     

汛期洪水水沙组合对潼关河床冲淤的影响

汛期潼关河床冲刷主要发生在洪水期，平水期微淤或处于冲淤相对均衡状态。洪水水沙组合情况是决定潼关河床是否发生冲刷的基本条件，河床边界条件对洪水冲刷产生影响。1974年以来，使河床发生冲刷的洪峰占69％，潼关高程升降值一般小于0.30m，使潼关高程下降0.5m以上的主要是流量大于5000m^3/s的各级含沙量洪峰，使潼关高程上升0.5m以上的，以流量小于5000m^3/s，含沙量大于200kg/m^3的洪峰居多。近期潼关洪峰少，流量小，含沙量高，导致洪水期潼关高程下降值比前期偏小50％左右，是河床逐年淤积升高的主要原因。     

桃汛期影响潼关高程升降的敏感性因子分析

从水沙条件和边界条件两个方面,逐项分析了桃汛期洪峰、沙量、水沙搭配以及桃汛期三门峡水库起调水位、前期潼关高程、河床泥沙颗粒组成、纵比降等对潼关高程升降产生的影响。结果表明:在目前边界条件下,要降低潼关高程,三门峡水库桃汛期起调水位应控制在313 m以下,桃汛洪峰流量在不超过小北干流平滩流量的情况情况下越大越好,沙量越小越有利于潼关高程的冲刷下降,含沙量不能太大且要与洪峰对应,在出库含沙量不能与洪峰同步的情况下,要控制好落水期排沙。     

三门峡水库不同运用条件下的冲淤分布特点及对潼关高程的影响

汛初，三门峡库区堆积了大量的淤积物，各级运用水位的回水范围小。经泄洪排沙运用，淤积物基本得到清理，305m水位回水延伸到北村附近，调沙库容增至0.5亿m^3左右。此时，壅水淤积物分布在北村以下，上段河道不受壅水影响，河床冲刷继续发展。进入非汛期运用后，潼关－－GyDuo段淤积量主要来源于运用水位大于322m，尤其是324m水位期间的部分入库沙量。潼关高程年内升降变化与潼关－－GuDuo段冲淤量密切相关；年际间，潼关高程与潼关－－GoDuo段河槽淤积量之间呈线性变化，即潼关－－GoDuo段河槽淤量增减0.023亿m^3，潼关高程随之升降0.10m左右。     

黄河中游干游汛期水沙变化

龙洋峡，刘家峡两库联合运用后黄河中游干游汛期水沙条件发生了很大变化。具体表现为：（１）伏汛期河口镇，龙门，潼关三站水量多年平均比１９６８年前减少５０％左右，沙量减少约６０％，但相应水沙量占全年比例变化不大；秋汛期水量减少５０％以上，沙量减少６５％－８０％，相应水沙量占全年比例明显降低，同时年限间水沙量变幅小。（２）水流过程的变化，伏汛期主要表现在２０００ｍ＾３／ｓ以上中，大流量经历时，水量、沙量的     

2003～2004年度三门峡水库冲淤特性分析

2003年11月～2004年10月，在三门峡水库进行非汛期控制水位318m原型试验条件下，分析了来水来沙，水库冲淤情况及潼关高程的变化，指出：①运用年入库水量为208．5亿m^3，沙量为3．168亿t，是典型的枯水枯沙年份；②2004年桃汛来水条件优于2003年，桃汛前后潼关高程下降值分别为0．15m和0．21m，主要是因为2003年桃汛期在潼关河段上段进行清淤疏浚，增大了桃汛洪水的冲刷作用；③2003年、2004年三门峡水库进行非汛期控制水位318m原型试验，回水影响范围控制在黄淤33断而以下，该断而以上河道完全处于自然状态，其冲淤变化由该河段比降、断面形态随来水来沙条件进行自动调整，水库运用已不对潼关河段的冲淤产生不利影响；④在有利的水沙条件冲刷和清淤的共同作用下，2003年汛期潼关高程下降0．83m，经过非汛期的冲淤变化，2004年汛前潼奖高程较2003年汛后上升0．30m，汛末潼关高程较汛初下降0．27m，由于汛期水沙条件不利，加上没有进行清淤疏浚，因此汛期潼关高程冲刷下降的幅度小于非汛期淤积上升的幅度。     

80年代龙羊峡 刘家峡水库运用及上游来水来沙变化

80年代黄河上游来水来沙偏丰,唐乃亥以上来水来沙量分别比多年平均值偏丰16％和64％。由于龙羊峡、刘家峡两水库拦沙和削减洪峰调平流量,使河口镇实测水量比还原后的天然值偏小40％,并使汛期水量减少,非汛期水量增加。两库的调节作用,使河口镇年平均来沙量减少0.4亿t左右。     

黄河中游干流汛期水沙变化

龙羊峡、刘家峡两库联合运用后黄河中游干流汛期水沙条件发生了很大变化。具体表现为：①伏汛期河口镇、龙门、潼关三站水量多年平均比１９６８年前减少５０％左右，沙量减少约６０％，但相应水沙量占全年比例变化不大；秋汛期水量减少５０％以上，沙量减少６５％～８０％，相应水沙量占全年比例明显降低，同时年际间水沙量变幅减小。②水流过程的变化，伏汛期主要表现在２０００ｍ３／ｓ以上中、大流量级历时、水量、沙量的明显减少和１０００ｍ３／ｓ以下枯水流量的增加；秋汛期１０００ｍ３／ｓ以下小流量历时出现几率大大增加，水沙量也相应增多；而１０００ｍ３／ｓ以上中、大流量明显减少，９月下旬和１０月份水沙量与非汛期特征十分接近。     

三门峡库区近期入库水沙及渭河下游河道变化分析

<正>1近期入库水沙条件分析1.1龙、华、河、状入库水沙整理近九年来龙门、华县、河津、状头、潼关等水文站的水沙资料,与多年特别是20世纪90年代以来水沙系列对比分析。2002年~2011年汛后龙华河状四站入库水、沙量统计见表1。九年平均入库水量243.3亿m3、沙量2.626亿t,平均含沙量10.8kg/m3,平均来沙系数0.014其中汛期水量114.2亿m3、沙量2.265亿t,分别占年水沙量的46.9%、86.3%;非汛     

来水来沙对潼关高程的影响

本文阐述了三门峡水库“蓄清排浑”运用以来入库水沙的特性和潼关高程的变化，对潼关高程非汛期升高、汛期降低的基本规律进行了分析，指导汛期来水量的多少是影响潼关高程的主要因素，1986年以后汛期来水量的大幅度减少是潼关高程持续升高的根本原因。     

黄河潼关清淤河段和清淤时机的技术分析

通过对黄河潼关水文站的水沙条件和三门峡水库运用方式的综合分析，提出清淤时机应围绕每年的桃汛和汛期进行。通过对潼关上下游河段冲淤变化对潼关高程的影响、潼关河段的冲淤量分布、纵横向河床形态变化等技术分析，同时考虑目前的清淤规模，综合得出清淤河段首先应选在潼关至古夺断面之间。     

论三门峡水库在黄河防洪工程体系中的作用

通过对三门峡水库运用40余年来社会效益、经济效益以及负面影响的论述，分析了三门峡水库在未来黄河防洪减淤工程体系中的作用和地位，讨论了潼关高程淤积抬升的主要原因及降低潼关高程的综合治理措施，指出了小浪底水库建成后，决定三门峡水库运用方式的主要因素仍是黄河下游和渭河下游的防洪减淤问题。同时，给出了三门峡水库不同运用阶段的水位控制运用指标的建议：①继续做好三门峡水库335m防洪水位和326m防凌水位运用的准备；②汛期平水期保持库水位不超过305m，当入库流量大于1500m^3／s，实施敞泄排沙，并控制北村断面1000m^3／s流量相应水位不超过310m；③非汛期运用水位原则上最高不超过318m，遇调水调沙等特殊情况，需要短时间调蓄时，最高水位不得超过320m，非汛期平均运用水位按照不超过316m控制；④实施渭河下游综合治理，降低潼关高程。     

1997年黄河潼关河段清淤及洪水冲刷效果分析

１９９７年汛期黄河潼关站枯水水少，仅发生一次流量大于３０００ｍ＾３／ｓ的洪水，汛期水量５５．５３亿ｍ＾３，较多年平均值偏枯６９．３％，是１９２９年以来水文记载的最小值。洪水前，在潼关以下宽浅河段进行清淤疏浚，采用射流冲沙的方法，以冲为主，冲沙与扰流相结合进行作业，疏浚主河道中的浅滩，封堵串流汉道。清淤后，河势趋于规顺，浅滩段比降增大，水流相对集中，河道形态发生有利变化，增大了河道泄洪输沙能力。７月     

汛期特殊运用年份水库冲淤特性分析

根据汛期特殊运用年份的水库运用情况，通过实际观测资料，与来水条件相似的正常运用年份对比分析潼关以下库区冲淤变化以及潼关高程升降的基本规律，对比分析可知：平水期适当抬高水位运用，不对潼关以下库区及潼关高程的自然冲刷状态产生不利影响；在洪水期水量沙量集中时，应尽量降低水位（295－298m)排沙运用，增加峰前比降，加大洪水冲刷力度，排沙效果会更好。     

潼关高程的稳定降低与渭河下游河道综合治理

本文采用实测资料分析和泥沙数学模型计算等方法对潼关高程的稳定降低和渭河下游河道的综合治理等重要问题进行了研究,得到了如下认识:(1)潼关是三门峡库区的天然卡口和渭河下游河道的侵蚀基准面,从减少渭河下游淤积、减轻渭河下游洪涝灾害及改善渭河流域生态环境等方面考虑,降低潼关高程是十分必要的;(2)通过调整三门峡水库运用水位,潼关高程是可以降低的,但不同的来水来沙条件下降低的程度是不同的,近期目标可确定为下降1m,采用多种措施的组合后的中长期目标可确定为下降2m;(3)潼关高程降低到相对稳定的状态一般需要4～8年,这与来水来沙条件和三门峡水库运用方式有关;(4)建议三门峡水库运用水位近期采用汛期敞泄、非汛期控制在312～318m范围内的方案,综合考虑后认为非汛期水位目前控制在315m较好;(5)渭河下游河道的治理应采取包括降低潼关高程、河道整治与疏浚、加高加固堤防和跨流域调水等综合措施。     

三峡水库汛期“蓄清排浑”动态运用方式初探

为研究三峡水库汛期调度方式优化问题,以实测资料为基础,对三峡水库蓄水运用以来入出库沙量特性变化进行了分析,主要从泥沙角度对三峡水库采用汛期“蓄清排浑”动态运用方式进行了初步探讨。研究结果表明:三峡水库蓄水运用后汛期入库沙量大幅减小,上游溪洛渡和向家坝水库蓄水运用后三峡水库汛期6—9月份含沙量已经开始小于论证阶段5月份和10月份的含沙量;三峡水库主汛期出库沙量占年出库沙量的90%以上,且汛期出库沙量主要集中在1~2次大的出库沙峰过程中;近期三峡水库汛期采用“蓄清排浑”动态运用的泥沙调度方式,泥沙淤积可许。研究成果可为三峡水库汛期优化调度提供参考。     

三门峡水库汛期排沙效果研究

三门峡水库汛期排沙是解决泥沙淤积问题、控制潼关高程的关键途径。"蓄清排浑"运用以来,非汛期蓄水期库区发生淤积、汛期降低水位运用排泄全年泥沙,基本保持了库区动态冲淤平衡。不同控制水位和入库流量过程存在不同的排沙效果,针对三门峡水库汛期排沙过程的差异,对"蓄清排浑"运用以来汛期排沙特征进行统计,分析了水库敞泄和不同控制水位运用对排沙效果的影响。结果表明,在汛期平水305 m、洪水敞泄的运用条件下,水库排沙具有多来多排的特点,汛期排沙总量与入库含沙量和水量密切相关;完全敞泄时库区冲刷取决于流量大小和敞泄时间,净排沙效率随着水量的增加和敞泄时间的延长而减小,冲刷效率降低;汛期控制运用期,当流量在1000 m³/s以上时、水位在305～311 m也会产生一定的排沙,排沙效果取决于含沙水流在壅水段的滞留时间和出入库流量之比。研究成果可为三门峡水库运用方式的优化提供依据。     

桃汛期潼关高程冲刷条件研究

通过1974年以来的实测资料,分析了三门峡水库运用水位、桃汛洪水情况、前期河床条件等与桃汛期潼关高程变化的关系,指出在目前的河床边界条件下,桃汛期潼关高程冲刷下降0．2m左右的条件为：潼关站洪峰流量为2500m^3／s,10d洪量为13亿m^3,三门峡水库起调水位为313m。     

对三门峡水库冲淤及潼关高程的几点看法

根据潼关高程控制及三门峡水库运用方式研究项目组的研究成果和三门峡水库2002年11月至2005年10月改变运用方式的原型试验，对潼美高程提出了几点看法。首先指出三门峡水库在1974—1985年12年内曾经处于淤积平衡，并强调了其相应的来水来沙及坝前水位的条件；后来平衡被破坏，主要是来水来沙变化所致。对近一年来三门峡水库汛期敞泄排沙的试验结果进行了较为深入的分析，指出三门峡水库经过一定流量冲刷后，即令再来大流量也难以冲刷的事实，充分说明了水库冲刷与淤积并不是完全可逆的。这个情况在研究三门峡运用方式时应引起注意。最后提及了数学模型对潼关高程研究的一点看法和对研究结果的一些见解。