自吸式管道排沙系统吸泥头体型试验

根据小浪底水库泥沙淤积状态,以易于浓度控制为目的,设计了位控型、垂向扩展喇叭口型、防护罩型和配重型4种吸泥头,并进行了试验比选。结果表明:位控型吸泥头可以满足管道排沙系统对吸泥头浓度范围控制的要求,但其需要采用自动控制升降仪器,结构较为复杂,而防护罩型与配重型吸泥头吸泥浓度控制精度较低。垂向扩展喇叭口型吸泥头与位控吸泥头相比结构较为简单,降低了吸泥浓度对吸泥头垂向位置细微变化的敏感度,依靠牵引缆绳可调整吸泥头浸入淤积泥沙深度,可以满足小浪底管道排沙系统控制吸取泥沙浓度的目的。     

小浪底水库管道排沙系统施工技术研究

对小浪底水库自吸式管道排沙系统的管道材料选取、管道连接方式、铺设施工工艺和管道过坝施工技术等进行了研究,认为:U-PVC缠绕管材可满足排沙管道要求;在目前的设备技术条件下,管道施工有成熟的实施条件.同时,对管道铺设方式和与过坝隧洞连接等施工关键问题提出了相应的解决方法.     

调水调沙与小浪底水库管道排沙系统

在简要分析小浪底管道排沙系统的基础上,对管道配沙可利用的沙量、管道含沙量、管道泥浆输移强度进行了分析,认为运用管道排沙系统配沙进行清淤,输沙率可达到80t/s.     

小浪底水库管道排沙系统管道水力学计算

根据各种经验公式及沿程水头损失的计算理论,初步计算了小浪底水库自吸式管道排沙系统的管道临界不淤流速及沿程水头损失.结果表明,在汛限水位下,当主管道铺设高程为145 m时,清淤的距离可达坝前24 710 m,基本可以将小浪底坝前20 km库区范围、高程145～175 m的细泥沙排出库外.     

小浪底库区管道排沙方案排沙效果分析

根据小浪底库区管道排沙方案设计参数,计算了大、小两种方案情况下的年清淤量,分析了各自的排沙单价.结果表明:大方案清淤范围为25 km,年清淤量为3亿t,排沙单价为1.06元/t;小方案清淤范围为5 km,年清淤量为0.6亿t,排沙单价为0.93元/t.     

小浪底水库汛期排沙比研究

为优化小浪底水库汛期运行方式、泥沙调度,充分发挥枢纽综合效益,整理了小浪底水库汛期水沙及地形资料,得到了历年汛期平均排沙比等数据,并用这些数据来检验已有的水库排沙比计算公式,分析了这些公式的适用性。然后分析了小浪底水库汛期排沙比与入库平均含沙量、进出库平均流量、平均库容等影响因素之间的相关程度,确定了影响汛期平均排沙比的主要因素。最后采用回归分析方法建立了拟合效果较好的排沙比公式,拟合度达到0.863。     

大库盘水库管道排沙系统试验研究

针对目前水库排沙清淤措施存在的优缺点,通过模型试验模拟了自吸式管道排沙系统和虹吸式管道排沙系统。管道排沙系统能够充分利用水库有效水头,利用布设在库区的管道把水库淤积的泥沙排出库外。通过模型试验,验证了两种排沙系统的排沙效果。试验表明:两种管道排沙系统的排沙效率较高,耗水少,具有较高的适应性和操作性。对水库排沙清淤措施提供了另一种思路,为管道排沙系统应用于水库排沙清淤提供了试验支持。     

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。     

小浪底库区管道排沙系统阻力试验

通过实体模型进行了小浪底水库自吸式管道排沙系统阻力试验,对排沙系统设计的水头损失等参数进行了验证。结果表明:利用自吸式管道排沙系统进行库区泥沙清淤,无论是沿程水头损失还是局部水头损失,设计水头均可以满足泥沙输移指标的要求。     

小浪底水库运用情况分析

对小浪底水库下闸蓄水至2005年的运用情况进行了分析,并将运用效果与设计成果进行了对比,结论认为：①水库自投入运用至今均处于拦沙初期运用阶段;②水库运用以来,干流淤积三角洲顶点位置随着库水位的变化逐步向下游推进;③库区淤积形态与设计淤积形态相比,总体看来淤积部位偏上游,但未侵占长期有效库容;④库区泥沙主要以异重流形式输移,排沙比与设计成果基本一致;⑤从目前支流纵剖面形态看,各支流均未形成明显的拦门沙坎,随着库区淤积量的不断增加及运用方式的调整,拦门沙将逐渐显现。建议今后加强对支流纵剖面、异重流倒灌和水库冲刷的观测,对支流拦门沙的形成及发展演变机理进行专题研究。     

对小浪底水库首次人工塑造异重流的探讨

为了有效控制水库泥沙淤积的数量,改善库区泥沙淤积的形态,从而延长水库的使用寿命,小浪底水库于2004年首次进行了人工扰动塑造异重流试验。结果表明:异重流冲沙前后库尾泥沙淤积形态和数量的变化明显,认为利用人工塑造异重流进行水库冲沙是可行的。     

丹江口水库排沙清淤方法探讨

丹江口水库作为南水北调中线工程的源水库,延长其使用寿命、保证其长久良好地运行,不但有重要的经济意义,而且有更重要的社会意义。排沙清淤是保证丹江口水库能长期运用良好的重要措施。根据丹江口水库的自身特性,在变动回水区及其附近进行“防治型”排沙清淤是治理库区淤积泥沙的有效途径,与传统的坝前“治疗型”排沙清淤相比有许多优越之处。     

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。     

黄河小浪底水库库区水流泥沙运动规律分析

结合1997～2001年黄河小浪底水库库区水文泥沙测验资料,采用水文分析的方法,分析施工运用期、蓄水运用初期等不同时期库区各因子站的水流泥沙运动特征、库区泥沙淤积量及其淤积形态和水库初期运用的回水影响等,并着重分析2000年洪水期含沙量变化过程以及库区泥沙淤积上延现象,初步得出库区不同时期的水流泥沙运动基本规律.由于受当时设站规模的限制,库区水文泥沙资料尚存在不足.今后需加强小浪底水库泥沙淤积状况的监测,收集更广泛的库区水流泥沙资料,为制定小浪底水库运行调度方式奠定基础.     

青铜峡水库排沙对下游河道冲淤的影响

统计了青铜峡水库汛期排沙和汛末拉沙期间下游各河段的淤积状况,通过建立水库下游河道排沙比与进入河道的水沙条件的定量关系,分析有无青铜峡水库时相应时期水库下游河道的冲淤状况。结果表明:由于水库汛期排沙对水沙条件的改变是有限的,因此水库汛期运用未对其下游河道造成增淤;汛末拉沙对下游河道造成了增淤,该期间若不排沙,则同期下游河段将发生微冲。     

小浪底水库对氨氮的水环境效应

采用1992年7月—2008年2月黄河干流潼关、三门峡、小浪底等水质监测断面氨氮逐月浓度监测数据,分析了小浪底水库运行前后潼关、三门峡、小浪底的氨氮年通量、年平均浓度变化情况,并结合潼关自动站与花园口自动站氨氮监测数据以及断面过水流量历史记录,研究了小浪底水库对氨氮的水环境效应。结果表明:小浪底水库运行后,就氨氮指标而言,小浪底坝下断面水质达标率大幅提高;从氨氮浓度波峰出现时间来看,小浪底断面氨氮浓度变化比潼关、三门峡断面滞后,滞后时间为30～60 d;小浪底水库下泄流量越大,有效库容越小,水库对氨氮的稀释作用越小,氨氮波峰滞后时间越短。     

小浪底水库调水调沙运用方式与实践

小浪底水利枢纽工程处在承上启下控制黄河水沙的关键部位。在工程规划设计过程中,围绕水库的开发目标,特别是水库减淤问题,针对水库运用方式进行了大量的研究。水库投入运用以来,进行了11次调水调沙试验和运用,不仅将长期的研究成果付诸实施,而且进一步深化了对黄河水沙运行规律的认识。     

小浪底水库库区冲淤规律分析

对小浪底水库运行以来泥沙冲淤变化、河道河床质泥沙颗粒组成和实测资料进行分析,提出解决库区泥沙淤积的思路,所得结论为水库的运行管理和调度提供参考。     

小浪底水库泥沙处理途径探索

根据黄河下游放淤固堤高浓度泥浆管道输送的实践与科技攻关所得的研究成果,提出利用潜吸式扰沙船在坝前2~40 km范围内,分调水调沙时期和发电供水期2个时段进行扰沙、抽沙,依据虹吸与水库拉沙原理将淤积在库底的细颗粒泥沙排出库外。分析表明,该方案较为经济且具有可操作性,通过水库调度与清淤措施的协调配合,可以实现延长小浪底水库寿命和输沙入海的目标。