黄河柴家峡水库及下游河道冲淤计算

本文应用水库及河道一维不平衡输沙及河床演变数学模型对黄河柴家峡水库及水库下游部分河段进行了研究计算。     

天然河道河床冲淤变化分析与探讨

河床冲淤变化分析是指由河道历史演变过程推断其未来发展趋势。大量的天然河道,经过漫长的演变,河床得到充分的调整,大多处于平衡和准平衡状态。用河床冲淤变化分析方法预测其演变趋势,具有理论与现实双重意义。     

近期黄河下游河道冲淤演变

1黄河下游河道历年冲淤变化人民治黄50年来，黄河治理开发取得了巨大成就，同时黄河水沙条件发生了新的变化，黄河下游河道冲淤变化经历了几个明显过程。（1）1950年至1960年，三门峡水库建库前，来水来沙为天然情况，河道冲淤演变与天然来水来沙条件有关，演变规律为“多来、多排、多淤”、“少来、少排、少淤”，总的趋势是河床淤积，大水淤滩刷槽，小水淤槽，淤积沿程变化、横向分布不均，年际冲淤变化较大。（2）1960年9月至1964年10月，三门峡水库蓄水拦沙，下泄清水，下游河道冲刷较快，年平均冲刷泥沙5．78亿t，冲刷范围遍及整个下游…     

黄河下游河道冲淤量计算问题研究

沙量平衡方程中，悬沙量差等于测沙误差加区变量。潼关至大坝段，悬沙量差只占断面法冲淤２量的３５％。三门峡站实测悬沙即为全沙，精度较高，推算下游中简１９５２－１９９０年水利沙量测验误差小浪底、利津站分别偏小２．３％和２．４％。花园口，夹河滩站分别偏小９．３％和９．２％，偏小以对量为９．０－４２．４亿ｔ。黄河下游现统测断面较稀，单次测验精度达６８％以上的占７７％；加密实测与现测较少断１３次的冲淤总量相关     

冲淤河道水位～流量关系单值化探讨

水位－流量关系单值比的研究，对于受冲淤的测站资料整编有着重要意义，其中A√d－Q法对受冲淤河道水位－流量关系单值化处理，效果很好。     

黄河下游河道冲淤计算一维数学模型

尽管一维数学模型已比较成熟。但用于黄河下游尚存在不少问题。本文从一般挟沙水流基本方程出发,考虑黄河下游来水来沙及河床演变特性。汲取多家之长.建立了一维河流不平衡输沙复合模型。应用实测资料计算了黄河下游河床冲淤量。计算结果与实测值符合较好,而且本模型可以用于水库泥沙冲淤计算。     

长江上荆江河道冲淤变化研究

在分析长江上荆江河段近50 a实测水文泥沙、地形资料的基础上,根据一维数学模型计算成果,并参考二维数学模型计算成果,获得如下认识:下荆江裁弯、葛洲坝水利枢纽蓄水运用后,上荆江普遍发生冲刷,河床深槽以冲刷为主,洲滩有冲有淤.三峡水库蓄水运用后,上荆江河道各河段将在较长时期内有不同程度的冲刷调整,可能会引起河岸发生崩坍,对岸线和已建护岸工程的稳定将产生不利影响.     

小浪底水库库区及下游河道冲淤变化研究

利用小浪底水库运用以来至2008年的实测资料,对库区及下游河道的演变情况进行了研究。结果表明:①截至2008年4月,小浪底库区共淤积泥沙23.22亿m3,干、支流淤积比例分别为84.3%、15.7%;②小浪底水库干流淤积形态为水库回水末端附近的三角洲淤积及三角洲以下的异重流和浑水水库的淤积体;③小浪底水库下闸蓄水运用以来,黄河下游各河段均发生了冲刷,利津以上河段冲刷15.89亿t;④截至2008年汛初,花园口以上河段平滩流量已增大至6 000m3/s,花园口—高村河段平滩流量增大为4 500 m3/s左右,高村—艾山为3 800 m3/s左右,艾山以下大部分河段为4 000m3/s以上;⑤2002—2005年小浪底水库调水调沙年均增加黄河下游冲刷量0.18亿t。     

冲积河流引水枢纽结构变化对上下游河床冲淤的影响

引水枢纽工程的修建必然改变原河段的河势及形态,塔里木河乌斯满枢纽工程在修建前通过模型试验,对引水枢纽结构改变前后的水面线、流态、流速、枢纽上下游冲淤地形、泥沙出库率、闸后冲深进行研究,表明枢纽结构改变后,对河道水边线的影响较小,而加大了河道主槽水流流速,增强了水流挟沙能力,增大了泥沙出库率,减小枢纽上游泥沙淤积,加大了闸后冲刷深度。     

重庆小南海枢纽运用后坝下游近坝段水位变化研究

为了分析小南海枢纽运用后坝下游近坝段河道水位的变化特性,基于物理模型试验和一维泥沙数学模型计算,研究了小南海枢纽运用初期和运用20 a末,不同特征流量条件下,坝下游近坝段河道水位的变化过程,以及引起水位变化的主要原因。研究表明:小南海枢纽运用后,坝下游约4 km河段范围内,水位较建坝前有不同程度下降,坝下游0.4 km处水位最大下降约1.47 m,出现在枢纽运用初期的枯水流量时;坝下游4 km以下河段水位,在枢纽运用初期下降甚少, 随着三峡水库运行年限增加,库区泥沙淤积增多,水位逐渐高出初期水位,在枢纽运用20 a末,坝下游8.2 km处水位较初期水位最大升高约0.6 m;引起坝下游近坝段河道水位变化的主要原因是施工期坝下游河床的开挖和三峡水库调度及泥沙淤积。     

丹江口水库运行后下游河道冲刷特性分析

 丹江口水库的修建改变了原来的来水来沙特性,对水库下游河床造成了不同程度的冲刷。加高后的丹江口大坝为南水北调中线水源工程。工程运用后必将对丹江口水库大坝下游河床、水资源供给及生态环境等方面都将产生影响,为了与工程运用后作一对比,2005年对丹江口水库坝下游丹江口至碾盘山河段进行了一次1/10 000水道地形测量。从历年观测资料看,从丹江口至碾盘山河段即汉江中游各河段河床出现了大量的、不同程序的冲刷,经分析计算得出,坝下游河段冲刷强度随时间及距坝里程的不同而发生变化,并且与来水量密切相关。     

东台子水库库区冲淤计算分析

东台子水库位于西拉木伦河中上游的林西镇东南约50km处,目前处于规划设计阶段。西拉木伦河为多沙河流,多年平均含沙量为11.14kg/m3,实测最大含沙量为277kg/m3。泥沙问题是影响东台子水库规模的重要问题之一,因此科学合理地预测水库的入库沙量及淤积部位对水库的规划设计具有无可替代的指导意义。     

汉江兴隆水利枢纽下游近坝段水位下降成因及防治对策

汉江兴隆水利枢纽2013年运用以来,坝下游近坝段中、枯水期水位较建坝前发生了不同程度的下降,到2018年枯水位最大下降1.67 m,造成船闸闸槛水深不足,影响船舶顺利过闸。基于对该河段实测水文、地质、河床地形资料分析,对坝下游近坝段水位下降的原因和防治措施进行了研究。结果表明:枢纽的清水下泄和河床床沙易被冲动,使河床平滩河槽冲刷下切和展宽,是造成坝下游中、枯水期水位下降的主要原因。为此,提出了对坝下游近坝段平滩河槽进行护底、修筑潜坝等工程措施来防治河床冲刷并适当抬升河道枯水位,同时建议尽快修建引江补汉工程增加汉江中下游枯水期来水流量,从根本上解决船舶过闸问题和坝下游河道中、枯水期水位下降带来的不利影响。     

小浪底水库对下游河道的冲刷效果及趋势预测

对小浪底水库对黄河下游河道的冲刷效果及趋势进行了分析和预测,结果表明:①小浪底水库投入运用以来,通过水库拦沙和调水调沙,黄河下游冲刷效果明显,至2010年10月,黄河下游河道累计冲刷泥沙19.4亿t,2 000 m3/s同流量水位下降1.6 m左右,下游河道主槽最小过流能力由2002年汛初的不足1 800 m3/s提高至4 000 m3/s;②在小浪底水库主要拦沙期的2008—2020年,下游河道基本不淤积,2020年以后下游河道快速回淤,在2028年左右回淤量达到建库前水平,届时小浪底水库拦沙期恢复的4 000 m3/s左右的中水河槽将难以维持。建议尽早开工建设古贤水利枢纽,争取在2025年前后建成生效。     

黄河下游漫滩洪水淤滩刷槽试验研究

利用82·8型不同量级漫滩洪水,进行了黄河下游漫滩洪水淤滩刷槽系列模型试验,结果表明:①漫滩洪水淤滩与刷槽之间有必然联系,滩地淤积量与主槽的冲刷量呈正相关关系,在同等水量、沙量条件下,滩槽冲淤量随洪峰流量的增大而明显增大;②不同量级洪水漫滩后,嫩滩的淤积量随洪峰流量的增大变化不大,二滩的淤积量随洪峰流量的增大而明显增大;③滩槽交换分三角形滩区交换和条形滩区交换,洪水过程中前者交换的频率大、时间短,后者交换的频率小、时间长;④上滩挟沙水流在运行过程中,具有明显的含沙量衰减及粒径分选作用,泥沙粒径分选细化的程度与含沙量衰减率呈正比,较大洪峰流量的上滩水流在三角形滩区上含沙量衰减率较大,较小洪峰流量的上滩水流在条形滩区上含沙量衰减率较大.     

库水位变化对库岸滑坡稳定性影响的预测研究

以三峡库区晒网坝滑坡为研究对象,在充分考虑双场耦合的条件下,结合极限平衡分析法,得到了库水位变化过程中考虑位移增量和孔隙水压力增量的库岸滑坡稳定性系数的计算方法,并对库水位变化作用下晒网坝滑坡的长期稳定性进行分析。结果显示：随着时间的变化,稳定性系数逐步趋于一定值1.172,且坡体内浸润线也随着库水位的调度逐步保持稳定,趋于不变。     

巴家嘴水库运用方式对库区冲淤的影响

对巴家嘴水库各运用时期库区的冲淤规律进行了研究,分析了不同排沙运用方式对库区冲淤的影响。结果表明:蓄水运用时期库区淤积严重,年均排沙比仅为0.043%;第一次自然滞洪运用时,水库淤积仍较为严重,第二次自然滞洪运用时期的库区淤积量比第一次的减少较多;蓄清排浑运用时期水库淤积量明显减少,排沙比为62.6%～77.8%。