三峡水库汛期水沙异步特性及沙峰输移时间研究

以三峡水库运用以来2003—2018年库区主要测站的水沙数据为基础,对上游来沙入库时刻水沙异步特性进行了统计分析,讨论了不同水位级情况下典型场次洪水过程中沙峰输移时间与不同影响因素之间的关系,并利用回归分析法得到了拟合程度较好的沙峰输移时间回归公式。结果表明:洪峰流量>30 000 m³/s的40场典型洪水过程,入库时刻沙峰超前、同步、滞后洪峰的场次比例分别为42.5%、42.5%、15%;金沙江下游向家坝等梯级水库蓄水运用后,沙峰在三峡库区的传播时间明显增长。由于水库不同运用时期汛期坝前水位变化范围不同,采用了分水位级的方式对库区沙峰输移时间与不同影响因素的相关性进行讨论,进而使用逐步回归的方法分别建立了拟合效果较好的沙峰传播时间公式,可为水库沙峰调度提供技术支撑。     

洞庭湖的泥沙输移特性

洞庭湖承泄长江三口和湘、资、沅、澧四水的来水来沙。作者应用大量的实测水文泥沙资料，分析了全洞庭湖和西洞庭湖、东、南洞庭湖年际输沙、年内输沙、不同粒径的输沙特点和规律，并对产生这些规律的原因进行了比较深入的研究。     

三维水沙输移模型对深圳深水湾水沙输移的研究

运用三维水沙输移模型研究深圳深水湾的泥沙输移,经过实测资料的验证,计算值能够模拟实际情况,表明波浪对泥沙输移有重要的影响。为进一步研究深圳深水湾泥沙在潮流作用下的输移规律,模拟了1998年7月21日至1998年8月21日涨退潮期间的水沙运动,计算结果表明深水湾属于泥沙淤积区域。     

金沙江流域的河流泥沙输移特性

金沙江是长江上游河流泥沙的主要来源。通过对金沙江流域主要控制水文站径流泥沙资料的统计分析。该文论述了金沙江河流泥沙的来源和沿程分配、输水得的年内分配和年际变化、径流量和输水利一的关系以及泥沙形成的原因。为研究金沙江流域的水土流失和泥沙输移规律，合理地开发和利用其水土资源提供了科学依据。     

龙羊峡水库泥沙淤积量估算

黄河上游唐乃亥站和贵德站是龙羊峡水库的入库和出库水文站，在水库蓄水前已有30年同步水沙量观测资料，同时两经径流量、输沙量有较好的相关关系。根据蓄水后唐乃亥站年输沙量，利用出、入库站在水库蓄水前建立的输沙量关系，推求出贯德站逐年未受水库蓄水影响输沙量，与贵德站相应逐年实测输沙量值累积量来估算水库淤积量。     

山区河流卵石推移质的输移特性

通过对床面颗粒的受力分析，在岷江都江堰河段和青衣江姜射坝河段的实测资料基础上，导出了卵石推移质运动状态数与爱因斯坦的推移质运动强度函数的关系，能较好地反映四川山区河流卵石推移质时均输沙率与水沙因素的关系，用对数正态分布描述卵石推移质输沙率的随机特性，证明在95％的置信水平下是成立。     

龙羊峡水库泥沙淤积量估算

黄河上游唐乃亥站和贵德站是龙羊峡水库入库和出库水文站 ,在水库蓄水前已有 30年同步水沙量观测资料 ,同时二站径流量、输沙量有较好的相关关系。根据蓄水后唐乃亥站年输沙量 ,利用出入库站在水库蓄水前建立输沙量关系 ,推求贵德站逐年未受水库蓄水影响输沙量 ,与贵德站相应逐年实测输沙量差值累积量来估算水库淤积量。经计算 ,1986年 10月水库蓄水至 1999年 12月水库淤积沙量 2 .98× 10 8t,折合体积 2 48×10 8m3 。     

黄河下游河槽泥沙扬动与输移特性

本文利用大量水文资料,在前人研究的基础上,分析研究了黄河下游河槽泥沙扬动与输移特性。首先根据水文测验尤其是泥沙级配实测资料,间接分析各家公式的合理性,从而选择出物理概念清晰、符合黄河下游实际的扬动流速计算公式。对于粒径较小的泥沙,沙玉清、窦国仁等现有扬动流速计算公式都适用于黄河;随着泥沙粒径增加,几家公式差异变大,张罗号和罗诗琦公式同实测资料更为符合。在此基础上分析了黄河下游河槽不同粒径泥沙的扬动特性,认为“粗颗粒”泥沙在黄河下游河槽中水流量下亦能扬动。然后,选取黄河下游花园口、高村和利津站为下游代表水文站,采用汛期非漫滩情况下的实测数据,分别绘制了三站流量与泥沙以悬移形式运动的百分比关系图。引入扬动临界流量的概念后,各站泥沙输移特性变化规律基本遵循统一表达形式。进一步定量分析了各水文站泥沙输移特性,给出了扬动临界流量、扬动概率系数、输沙指数同泥沙粒径等因子的关系式,从而建立了泥沙以悬移形式运动的百分比与水沙因子的计算公式。结合未来30年内年均沙量减小的预测结果进行计算,表明黄河下游汛期日平均流量只要大于971 m³s,悬移质泥沙组成中的粗颗粒能保持悬移运动状态,同时表明加大流量是直接提升水流输沙能力的有效手段。     

金盆水库上游降雨径流二维泥沙输移沉积模拟

为了探究降雨径流在不同流量、含沙量下对西安市金盆水库水体的影响规律,基于湍流流动模型,对2022年10月降雨径流时期西安市金盆水库上游的泥沙输移和沉积进行了数值模拟,并对所建立模型的可靠性进行了验证。通过对不同流量、含沙量下的径流进行模拟计算,表明在沿程前部断面处,流速越大底部含沙量越小;在沿程后部断面处,流速越大断面含沙量越高;径流含沙量越大,断面含沙量越大,泥沙分布厚度越大。因此,可以根据降雨径流时期来水的流量及含沙量分析泥沙输移沉积的过程,为水库的运行维护提供参考。     

三峡水库运用前后进出库水沙变化分析

 根据三峡水库蓄水前后实测水沙资料,对三峡水库近期进出库水沙变化进行了较为系统的分析。结果表明：上世纪 90 年代以来,三峡水库进出库水沙均有所减小,其中输沙量减小更为明显;蓄水运用后三峡水库汛期进出库水量、沙量占全年的比例仍分别维持在 76% 以上和 96% 以上,但从年内分配变化上看,汛期进库水、沙量占全年的比例均呈减少趋势,汛期出库水量比例呈减少趋势,出库沙量比例呈增大趋势;三峡水库蓄水运用后 9-10 月份进出库水沙量减小较多,而枯水期 2-4 月份进出库流量均呈增大趋势。     

黄河下游排沙特性及其对径流需求量的分析

通过黄河下游特征水沙年及三门峡水库不同方式运行期间泥沙输入与输出的分析，排沙能力的对水沙条件依赖关系的分析，论述了黄河下游排沙特性，并对黄河排沙的径流需求量作了探讨，为黄河流域可持续发展工程建设，如南水北调供水规划、建立黄河流域水资源配置体系，提供科学依据。     

平原围封水库的进、出水设计

围封水库在平原地区运用较多,由于其功能和结构的特殊性需要专门设置进、出水口与上、下游来水衔接,因此,水库的进、出水口布置显得尤为重要。文中以耿庄水库实际工程为对象,对水库的进、出水布置设计进行了详细的论述,并进行了模型试验,印证了设计的合理性,取得一些有益的平原围封水库设计经验。     

沙流量计算及其对径流量的影响

提出了沙流量和水流量的概念及其计算方法,并对三门峡库区各站1985年及三门峡站2003年8月清、浑水径流量差值进行了计算,结果表明:传统径流量计算结果存在误差,三门峡站日径流量最大相对误差为14%;平均含沙量越大,清、浑水径流量相对误差越大;径流量相对误差与含沙量呈正相关关系。     

入库水量与库区积雪厚度的相关分析及来水预测

我国北方很多地区的山区水库来水多源自融雪,其时间在1月～7月,占全年来水量的80%以上。根据哈拉布拉水库蓄水过程,对库区当年累计积雪厚度与当年水库来水量的数据进行了分析,建立起当年累计积雪厚度与水库来水量的关系式;依据当年积雪厚度对当年用以灌溉的来水量、汛期洪水总量作出定量预测,从而为当年水库制定防洪调度和兴利调节计划提供有效的数据。     

巴家嘴水库来水来沙特性与水库泥沙数学模型设计

巴家嘴水库位于高含沙的蒲河上,来水来沙具有山区河流、黄土高原的双重特性.洪水暴涨暴落,峰高、量小、历时短,洪水含沙量高,小洪水带大沙是巴家嘴水库入库洪水的显著特点.在建立水库泥沙冲淤计算数学模型时应给予充分考虑.本文通过对巴家嘴水库来水来沙特性的认真剖析,终结以往巴家嘴水库设计中教训,提出建立水库泥沙冲淤计算数学模型时,时间步长对计算结果又较大的影响,不同的来水来沙特性对时间步长的要求是不同的,山区高含沙河流,洪峰尖瘦,洪水期含沙量高,数学模型设计时,时间步长应采用洪水期实测时同步长.     

桂林市青狮潭水库入库径流变化分析

采用极值比和变差系数分析桂林市青狮潭水库1958—1995年入库径流量的年际变化特征,采用距平百分率法和Kendall秩次相关法分析入库径流变化趋势。分析表明,洪水期径流年际变化最剧烈,枯水期径流年际变化最小;年径流、雨期径流、洪水期径流和枯水期径流均呈增加趋势,但趋势不显著。     

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。     

漳河水库入库径流序列R/S分析

依据漳河水库1963～2008年入库径流资料,利用法对其未来变化趋势进行了分析。结果表明:①H0.5,即入库径流过去的一个增长或减少趋势意味着将来的一个减少或增长趋势,未来年径流量可能呈现持续下降的趋势;②1995年为流域径流系列的突变点,对前后两个序列的特征值进行统计分析,均具有明显的差异,已经不符合"一致性"的要求;③流域人类活动日趋频繁,使得流域下垫面条件发生了较大的变化,对于漳河水库入库径流量变化有较大的影响。