黄河中下游水沙的时空调度理论与实践

利用小浪底水库不同泄水建筑物的组合，塑造一定历时、流量、含沙量及泥沙颗粒级配的下泄水流与下游伊洛河、沁河的“清水”对接，在花园口站形成协调的水沙关系，实现既排出小浪底水库的库区泥沙，又不淤积下游河道的目标。2003年9月6～18日，黄河水利委员会就该理论开展了原型试验，试验结果表明：①利用异重流排沙和浑水水库排沙的特点，达到了小浪底水库拦沙初期“拦粗排细”、减缓库区淤积的目的；②利用小浪底-花园口区间的洪水资源，将小浪底水库排出的细泥沙输送入海，并且不增加下游河道淤积，提高了水流的输沙效率；③实现了下游河道减淤与减灾的统一。     

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。     

小浪底库区深层淤积泥沙干容重分析

利用低扰动深层取样设备获取小浪底水库的深层淤积泥沙样品,采用韩其为提出的基于球体颗粒的干容重理论公式,计算了小浪底库区淤积泥沙的初期干容重、稳定干容重和极限稳定干容重,并与现场取样的实测资料和固结试验资料进行了对比。结果表明:理论计算结果和小浪底实测资料、固结试验资料符合较好,适用于小浪底水库淤积泥沙的干容重分析。     

宝泉水库库区水文泥沙观测浅析

泥沙侵蚀对水轮机的使用寿命影响较大,因此,在电站设计时考虑在下库（宝泉水库）进出水洞口建挡沙墙,避免高速水流搅动库底泥沙使浑水进入导水洞。为取得设计所需的泥沙参数,于2003年汛期对宝泉水库库区洪水期泥沙运动和流速分布规律进行了观察研究。通过对宝泉水库库区水文泥沙在不同时期、不同水位级的泥沙运动规律和主流垂线上流速的分布规律研究,得出初步结论,对以后开展宝泉水库中的水文及泥沙进一步研究奠定基础。     

新疆南疆地区水库一维泥沙数学模型适用性研究——以新疆乌鲁瓦提水库为例

新疆南疆地区水库由于建库初期蓄水运行,库容快速淤损,虽然改变了运用方式,但库区仍淤积严重。以水流运动方程及经过作者修正的泥沙运动方程为基础,同时引入与实测资料相符合的水流协沙力、动床阻力、泥沙级配等计算公式作为补充方程,构造出适合新疆南疆地区水库泥沙一维数学模型,并采用新疆乌鲁瓦提水库原型观测地形进行验证分析。结果表明,该模型能很好地模拟新疆南疆地区水库的输沙特性及河床变形规律。     

巴家咀水库泥沙的几个特殊问题

巴家嘴水库修建在高含沙水流的蒲河上游.本文将进库水文泥沙划分为三个区:S≥400kg/m~3为宾汉体高沙区;100相似文献   

三峡135 m库水位运用初期坝前泥沙淤积分析

三峡水库135 m库水位蓄水运用,坝前水位抬升近70 m,由于过水面积的显著增加,使水流流速降低,挟沙能力降低,泥沙大幅在库区落淤.在实测资料基础上分析了水库135 m运行初期坝前水沙特性及淤积分布特点,探讨了坝前泥沙淤积的机理.利用水库淤积平衡理论,经计算坝前不同水面宽的保留面积,其结果远小于目前的实测保留面积.目前,坝前泥沙远未达到淤积平衡,理论分析坝前淤积应发生在过水面积较大和水面较宽的库段,这与实际情况是吻合的.坝前水流泥沙粒径极细,孔隙率较大,水下休止角亦很小,因而泥沙在横断面上呈水平直线形态淤积分布,这也是坝前泥沙平淤深槽特征的重要原因.     

陆水水库近期泥沙淤积规律分析

为了加强对已建水库泥沙淤积规律的分析总结,在已有研究成果的基础上,利用最新实测水文地形资料,分析研究了陆水水库近40 a来相关水文泥沙变化指标。分析结果表明,陆水水库近年来多年平均入库径流量约28.8亿m3,水库来水量年际间变化较大;入库水流含沙量不大,干流入库站崇阳站多年平均悬移质含沙量0.137 kg/m3,年输沙量73.2万t。目前,陆水水库淤积形态呈近似三角洲淤积;库区泥沙淤积总量不大,1967～2006年间库区泥沙淤积量约占水库总库容的4％,占死库容的16.3％,但局部库段泥沙淤积问题比较突出。     

小浪底水库2018—2020年排沙运用效果研究

2018—2020年为黄河丰水年份，小浪底水库前汛期、洪水期均开展了较长时间低水位排沙运用，取得了较好的排沙效果。3个汛期小浪底水库低水位排沙运用历时合计为95 d,低水位运用期间水库排沙合计为12.272亿t,占水库运用以来排沙量的51.7%。库区干流整体发生强烈冲刷，塑造形成明显滩槽。2018年4月—2020年10月库区干流河槽共冲刷2.823亿m³,库区干流滩地共淤积泥沙0.868亿m³。2020年汛后干流最大河槽宽度约930 m,干流槽库容为5.212亿m³。较大的河槽意味着较大的过流能力，后续含沙水流漫滩机会及漫滩量减少。2021年汛期泥沙主要淤积在河槽，淤积量为1.281亿m³。建议洪水期小浪底水库继续开展低水位排沙运用，长期保持库区较大河槽，有利于水库排沙，同时减缓滩面抬升速度。     

黄河沙坡头水利枢纽泥沙淤积特性试验研究

黄河沙坡头水利枢纽水头低、库容小、泥沙量大 ,泥沙问题突出。利用水文系列年泥沙模型试验揭示了枢纽泥沙淤积特性 ,如在弯道水流作用下坝前库区的泥沙淤积、河床电站进口淤积漏斗形状、电站排沙孔排沙效果以及电站尾水渠泥沙冲淤变化等。在模型设计中 ,着重考虑含沙水流宾汉切应力对水流挟沙能力的影响 ,并利用非恒定流的河床冲淤方程推求了冲淤时间比尺     

2013年汛前调水调沙期小浪底水库排沙特性分析

依据实测资料,从洪水过程、边界条件、水库运用等方面分析了2013年汛前调水调沙小浪底水库异重流排沙比偏高的原因如下:(1)三门峡水库蓄水量大,塑造的洪水过程流量大、历时长;(2)对接水位接近小浪底水库淤积三角洲顶点,使得三角洲顶坡段发生沿程冲刷及溯源冲刷;(3)在三门峡水库泄空期间,潼关断面流量较大历时较长。     

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。     

优化小浪底水库调水调沙运用方式的建议

对小浪底水库运用以来黄河下游河道冲刷情况及调水调沙运用存在的主要问题进行了分析,并对调水造峰期间下游河床冲淤特性进行了研究。结果表明:经过小浪底水库10 a调水造峰与清水冲刷,黄河下游河道主槽排洪能力已经得到有效恢复,为利用洪水排沙创造了有利条件;连续10次调水调沙,冲刷效率逐步降低,且存在排沙期下游河道淤积、流量沿程增大等问题。洪水具有"涨冲落淤"的输沙特性,因此小浪底水库应改变目前落水时加沙的调水调沙运用方式,尽量在洪水涨水期集中排沙出库,一般情况不要再放平头峰,以提高下游河道的输沙效率。     

小浪底水库对山东引黄灌区泥沙淤积的影响及治理

分析黄河小浪底水库 2 0 0 1年运用后 ,在清水冲刷期对下游河南、山东河道泥沙淤积的影响 ,以及由此产生的山东引黄灌区粗沙入渠和渠首沙害加重的严峻形势 .提出建设好引黄泥沙治理的灌区分级水沙监测站网体系、渠首引水防沙体系、沉沙池及平原调蓄水库体系、渠系输水输沙体系、机械清淤技术质量监督体系、泥沙综合利用体系、灌溉节水减淤优化工程体系、泥沙治理资金投入体系的对策     

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。     

小浪底水库运用以来库区淤积形态分析

分析了小浪底水库运用以来库区的淤积形态,结果表明:水库非汛期蓄水拦沙,淤积形态变化不大;调水调沙期间及汛期发生洪水时,淤积形态受水沙条件、边界条件及水库运用方式的影响而调整,截至2010年汛后,小浪底全库区断面法计算淤积量为28.225亿m3,其中干、支流淤积量分别为22.395亿m3、5.830亿m3,支流淤积量占总淤积量的20.7%;库区干流呈三角洲淤积形态,并逐步向下游推进,支流口门淤积较为平整,支流河床纵剖面沿流向呈现一定的坡降;畛水沟口形成了高10.5 m的拦门沙坎,建议开展畛水拦门沙坎的防治研究。     

小浪底水库拦沙初期调控异重流方式初步研究

小浪底水库拦沙运用初期,黄河中游来的峰高、量小、沙多又不够一次调水调沙过程的洪水(在考虑水库前期可调水量之后)入库后一般会形成异重流,且出库沙量大、粒径细,因此水库应及时排出;但如果水沙搭配不好,也会使下游河道发生淤积,且呈现沿程均淤的特点;随着排沙期平均流量的增大,全下游淤积比不断减小,并可以由淤积转为冲刷。针对这类洪水,推荐以下游河道不淤积的关系式进行水沙调控,可以在水库适当补水的情况下实现下游河道少淤甚至不淤的排沙效果。     

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。     

三峡水库蓄水后上下游河段水沙特性变化及影响因素分析

泥沙淤积问题是三峡工程的关键技术问题之一,关系着长江水资源的开发利用、生态环境保护、经济发展。基于2002-2016年期间,三峡水库上、下游设置的11所重要控制性水文站水文泥沙监测资料,深入系统地探讨水文泥沙参量的变化特征,进一步分析水文泥沙参量的相关性和三峡水库的冲淤特性,探究了泥沙特性变化的原因。研究结果表明:三峡水库自施工期蓄水、初期蓄水、试验性蓄水的整个过程,对三峡水库上下游河道的水沙特性影响较大。越靠近三峡大坝的河段,受三峡水库的影响越大;三峡水库抬高水位,导致上游大部分河道流速变小,河道过水断面和水动力条件发生改变,导致入库泥沙越来越少,越来越细;三峡水库上游长江干流和支流上修建的梯级电站拦蓄了大量的泥沙,年输沙量、年均含沙量、中值粒径、年输沙模数都显著降低。年径流量和输沙量、年均含沙量、年输沙模数在2004-2013年间具有较好的相关性,曲线变化规律类似,2013年后受三峡水库蓄水的影响,出现弱相关;年径流量能表征泥沙参量的变化特性;年输沙量和年均含沙量在2002-2016年间皆具有较好的相关性。2007年前三峡水库淤积量呈增长趋势,其后三峡水库泥沙淤积量逐渐降低。在水库冲淤和泥沙特性方面,汛期三峡水库水位对其影响较大;枯水期的高水位对其影响并不大。研究成果将为长江流域梯级电站和航道的规划设计、三峡水库的运行管理提供理论支撑。