浅地层剖面技术在水库淤积探测中的应用

水库淤积是一个普遍存在的问题,由于泥沙大量淤积,由此带来一系列危害后果。传统的水库淤积测量方法受水流、水深、水位波动等因素影响,存在效率低,精度差等弊端。本文介绍了一种浅地层剖面技术探测水库淤积的新方法,它采用现代高精度GPS定位和参量阵(非线性调频)声纳探测技术,对水底沉积物剖面及分布深度等水下地层进行探测,得到水库淤积厚度、集中分布区域和淤积量等信息。并通过对辽宁省柴河水库进行淤积探测的应用案例,具体说明其数据采集、处理及解释分析过程。最后通过声波钻机对水底地层取样,验证探测结果的准确性。实践证明,浅地层剖面技术探测水库淤积具有精度高、速度快、节省投资等特点,是及时准确获得水库淤积状况的一种新方法。     

浅地层剖面探测技术在水库淤泥厚度测量中的应用探讨

水库淤积是目前水库安全运行管理中亟需解决的一大难题,开展水库清淤工作前必须进行水库淤积测量,测算出精准的淤泥厚度。通过探讨浅地层剖面探测技术的工作原理以及在善溪冲水库淤积测量中的应用,验证了该技术具有高效、经济和准确的特点,可为在今后大面积水域淤泥厚度测量中的应用提供技术参考。     

刘家峡水库坝前泥沙淤积过程及现状

一、刘家峡水库概况刘家峡水库由黄河干流、洮河及大夏河支流组成,水库正常高水位1735m,相应设计库容57亿m~3,其中黄河、大夏河、洮河库区各占94%、4%、2%.有效库容41.5亿m~3,死水位1694m,相应死库容15.5亿m~3.刘家峡水库自1968年10月蓄水至1992年10月,24年全库共淤积泥沙13.16亿m~3,其中黄河干流库区淤积12.00亿m~3,洮河库区淤积0.72亿m~3,大夏河库区淤积0.44亿m~3,各库区相应库容百分数,全库占23%、黄河占22%、洮河占63%、大夏河占19.3%.     

快速探测水库库容和淤积量的探地雷达技术

泥沙淤积影响着大坝安全及水库的合理运用.应用探地雷达能迅速测量水深和淤积层厚度,为水库正确调度提供依据.从理论上分析了探地雷达探测水深及淤泥层分布的原理,从探测区研究、现场参数试验研究、现场探测方法、实测数据处理、水库库容和淤积量计算、库容淤积量信息存储、查询和三维再现等方面详细分析了技术实施过程的关键点并形成一套完整的工法.最后给出的应用实例表明,该技术具有连续、快速、有效的探测特点.     

中国水科院十多年来泥沙研究综述

为适应我国大规模水利水电建设的需要，早在５０年代水科院成立时，就设立了泥沙研究所（后改名为“河渠研究所”），主要任务是从事我国大江大河治理开发中的泥沙问题的研究，广泛开展了水库淤积、异重流、河床演变与河道整治、渠首和渠系泥沙问题等方面的研究，并先后开展了官厅水库淤积、永定河下游河床演变、三门峡水库淤积、黄河下游河床演变及河道整治的研究，以及荆江河段及南运河的河床演变研究，以后又将研究工作扩展到黄河上游的刘家峡水库、盐锅峡水库、西南的映秀湾水电站、龚咀水库、渔子溪水电站及以礼河水电站等泥沙问题的研…     

二滩水库多年泥沙淤积特征分析

根据二滩水库蓄水运行以来实测水文和泥沙断面测量资料,对水库泥沙淤积特征进行了分析,结果表明:二滩水库1998~2011年泥沙淤积量约6.25亿m3,淤积大部分在死库容以下,调节库容损失率6.18%;1998~2000年蓄水初期年均淤积量约0.76亿m3,2000~2011年年均淤积量近0.36亿m3。水库泥沙淤积以三角洲形态逐渐向坝前推进,从泥沙淤积纵向分布看,干流泥沙淤积主要分布于库中段;从横向分布看,淤积主要集中在主槽。实测三角洲淤积洲头距坝约66.0 km,坝前平均淤积高程为1 030.0 m,远低于泄洪建筑物进口和机组进水口底高程,不会出现坝前泥沙淤积问题。     

刘家峡水电站坝前与洮河库区淤积发展趋势的分析计算

刘家峡水库自1968年舌水到1991年底，库内共淤积泥沙12亿m3，占总库容的21％，威胁着电站的安全运行．本交通过实测资料分析并结合数学模型计算，对刘家峡水库的淤积发展趋势进行了分析．分析结呆表明：水库中泥沙的冲淤，取决于当年的进出库水沙条件、高水位高低及前期淤积状态等，其中洗河入库流量的大小时排河库区的冲淤起决定性作用．本文还就根本解决刘家峡水库泥沙问题的措施，提出了建议．     

汤浦水库泥沙冲淤分布数值模拟

泥沙淤积不仅影响水库库容,其中大量污染物还会影响水库水质。运用MIKE21软件对汤浦水库泥沙分布进行模拟研究。结果表明:泥沙在库区分布不均,河流入库位置淤积较少,局部甚至有冲刷;库区中部是泥沙淤积主要地带,模拟最大淤积厚度约30 cm;坝前位置淤积最小,厚度约为12 cm。模拟结果与沉积物淤积厚度采样结果一致,说明该模型能合理模拟汤浦水库沉积物分布状况。模型提供的沉积物分布状况对控制汤浦水库内源污染有一定参考价值。     

关于增建刘家峡水库洮河口排沙洞的建议

(一) 刘家峡水电站泥沙问题概况1.泥沙淤积概况黄河刘家峡水电站装机122.5万kW,为西北电网的骨干电源。刘家峡水库年入库径流量286亿m~3,总为容57亿m~3,为不完全年调节水库。自1968年10月蓄水运用以来,至1986年底,     

刘家峡水电站坝前与淦兆河库区淤积发展趋势的分析计算

刘家峡水库自１９６８年蓄水到１９９１年底，库内共淤积泥沙１２亿ｍ＾３，占总库容的２１％，威胁着电站的安全运行，本文通过实测资料分析并结合数学模型计算，对刘家峡水库的淤积发展趋势进行了分析，分析结果表明：水库中泥沙的冲淤，取决于当年的进出库水沙条件，高水位高低及前期淤积状态等，其中兆河入库流量的大小对兆河库区的冲淤起决定性作用，本文还就根本解决刘家峡水库泥沙问题的措施，提出了建议。     

泥沙淤积对平面钢闸门启门力的影响

闸门前后出现泥沙淤积是多沙河流水库底孔闸门难以提起的主要原因。通过理论分析，建立了考虑泥沙单双面淤积条件的水库平面钢闸门启门力计算公式，表明启门力与泥沙淤积厚度为二次函数关系，且双面淤积条件下启门力将显著增大。通过物理模型试验进一步验证了理论推导结论的合理性，为泥沙淤积条件下平面钢闸门启门力计算提供理论和试验参考。     

港珠澳大桥沉管隧道试挖槽回淤特征分析

在研究伶仃洋水沙运动规律的基础上,依据港珠澳大桥沉管隧道试挖槽现场实测的17组水下地形资料,并结合γ-射线密度仪在试挖槽基槽及边坡进行的浮、淤泥重度探测结果,对试挖槽的泥沙回淤特征进行分析,获得了试挖槽回淤的速率变化及分布特征,明确了稳定边坡的坡比,区分出槽内浮泥层和淤泥层的厚度及其变化趋势.本文还分析了洪水和台风对挖槽回淤的不同影响,指出由枯转洪的首场洪水会明显增加淤积.另外,还对3种不同频率超声测深的对应数据进行了统计分析,发现多波束与低频测深仪所测数据之间存在0.30 m的水深差值,与现场实测的浮泥厚度基本吻合.     

刘家峡水库运用对黄河下游河道冲淤影响的初步分析

刘家蛱水库调节径流对黄河河道冲淤的影响主要反映在下游。从1969-1986年资料分析看出，由于刘家峡水库对径流的调节，总的是增加了下游河道的淤积；遇多沙系列年组，其影响较大，比无水库调节时每年平均增加淤积0．6亿t，占下游淤积总量的12%，遇少沙系列年组，其影响较小，比无水库调节时每年平均增加淤积0．23亿t，占下游淤积总量的19%，1969-1986年刘家峡水库运用平均每年增加下游淤积0．34亿t，占下游淤积总量的14%。     

汾河水库岩塞爆破阻抗平衡计算

水下岩塞爆破技术已经有了很大发展，但在无水及淤泥下采用集中药室方案的岩塞爆破却不多见．汾河水库处于黄土高原多泥沙的汾河干流上，岩塞体为构造发育的变质岩体，其特定的地理位置与地质环境，决定了水库严重淤积（岩塞上淤泥厚度12m）岩体强烈风化（强风化层厚4～12m），深达岩塞中部，导致上下抵抗线岩体强度相差悬殊·以上特点使得依靠经验方法不能解决淤泥的作用和风化岩体强度大幅度降低对阻抗比计算的影响，而采用了强度折算法和抗剪力法寻求较精确的分析计算方法．1岩塞上下抵抗线的几何比值汾河水库岩塞直径为8m，厚度为9m，H…     

克孜尔水库泥沙淤积现状及排沙问题探讨

克孜尔水库初步设计总库容6.4×108m3,蓄水运行22年后的水库泥沙测量资料显示,水库泥沙淤积总量高达2.50×108m3,远远大于初步设计预估值。通过对渭干河水沙资料统计分析,查找出克孜尔水库泥沙淤积严重的主要成因;结合泥沙淤积在库盘的分布规律,简要评估了对水库蓄水和调洪能力的影响程度;应用实例说明水库排沙减淤措施是可行的,指出启动空库排沙方案的紧迫性。     

黄河干流泥沙空间分布研究

利用实测水沙资料,系统分析了1950～2005年不同历史时期、不同河段、不同分布单元黄河泥沙分布的特点以及人类活动的影响.结果表明:黄河干流泥沙分布在不同时期表现出不同的特点,其主要影响因素是水沙条件和人类活动:上游地区人类活动对干流泥沙分布影响最明显的主要是引水引沙和水库调度,其影响机理都是减少了进入中下游的输沙水量,从而增加了河道淤积;中游地区对黄河干流泥沙分布影响最明显的人类活动是水土保持和水库调节,水库蓄水拦沙运用对黄河干流泥沙分布的影响是直接的、显著的,而水库正常运用期,水库调度只是在一定范围内、一定时段对黄河干流泥沙分布产生影响;下游地区对黄河干流泥沙分布影响最明显的人类活动是引水引沙和滩区生产.     

汾河水库泥沙淤积数值模拟

泥沙淤积是水库普遍存在的问题,为了解决汾河水库泥沙淤积的现状,本文基于泥沙随机沉降的原理,并结合汾河静乐水文站的历年实测资料,建立了汾河水库泥沙淤积的随机数学模型,通过2008年汾河水库淤积地形的模拟结果与2008年实测地形进行对比,验证了模型的准确性;应用模型对汾河水库库区泥沙淤积发展情况进行了模拟预测,通过模拟计算,汾河水库泥沙淤积呈三角洲形状,随淤积年限的增加,水库淤积体逐渐向坝前移动,水库运行20、50、60年后总库容由原来的6.94亿m3,分别减小到4.04亿m3、2.95亿m3、2.94亿m3。模拟结果为水库今后的运行和管理提供了科学的依据。     

无人船联合多波束在水工建筑物检测中的应用研究

水工建筑物检测作为水电站运维的关键环节，对保障水电站安全运营及除险加固至关重要。针对水电站普遍地处非通航水域、水上作业安全隐患较大的问题，对华微6号无人船联合NORBIT多波束测深系统的岸基通信、数据采集等关键技术展开研究，并对白沙河水电站各类水工建筑物进行实践应用，基于水电站多波束数据格网模型进行数据色谱及剖面检测分析。结果表明，水电站防渗铺盖顶部平台呈现倾斜塌陷，防渗铺盖底部及坝前深坑平均淤积厚度为11.432 m,导流放空洞洞口淤积厚度为0.6～1.6 m,左岸滑坡体覆盖坝前底部左侧约1/2面积，发电进水口底板出现高达3.9 m的错位塌陷，进水口侧平台边缘冲蚀磨损明显。经实践应用，无人船联合多波束测深系统能够检测出水电站水工建筑物的塌陷错位、冲蚀磨损、泥沙淤积情况等。     

黄河上游宁蒙河道冲淤变化分析

黄河上游来水沙地区分布不均匀，水沙异源。大型水库修库前，来沙多，宁蒙河道淤积，５０年代淤积尤为严重。青铜峡、刘家峡水库运用后，水库大量拦沙，宁蒙河道发生冲刷。龙羊峡，刘家峡水库联合运用后，汛期蓄水削峰，出库中小水流量历时加长，大流量出现机会大大减少，宁蒙河道重新调整，主要表现在；水流挟沙能力降低；河道淤积严重，水位升高，平滩流量减小；河势摆动加剧，滩岸坍塌严重；西柳沟高含沙洪水淤堵干流呈加重趋势。     

论古贤水库在黄河治理中的作用

在综合考虑未来黄河水沙变化趋势和黄河水沙调控体系建设的情况下,结合实测资料和数学模型计算成果,系统分析了"拦、排、放、调、挖"等处理泥沙措施在黄河干流不同河段的作用,认为未来应进一步加强"调"的作用,结合"拦、排、放"等措施,延长水库使用寿命,减少下游河道淤积,优化配置黄河泥沙分布。提出了黄河干流不同河段的治理目标:2020年前降低潼关高程1m左右,2020—2050年降低潼关高程2m左右;2030年前维持中水河槽的平滩流量为4000m3/s左右,2030—2050年维持中水河槽的平滩流量为3500m3/s左右。研究了古贤水库在黄河水沙调控工程体系和黄河中下游治理中不可替代的作用,为达到黄河中下游在2050年前的治理目标,阶段性实现黄河长治久安,建议在小浪底水库拦沙库容淤积之前,尽早建成古贤水库,充分发挥古贤与小浪底水库联合调控运用的作用。