长江三峡水利枢纽坝区河势研究

本文介绍水库泥沙淤积过程的基本规律,如泥沙粒径的分选现象、库区淤积的基本形态、由淤积初步平衡到达输沙平衡经历的“淤粗悬细”过程,以及三峡水库悬移质淤积过程的特点,如淤积形态为三角洲淤积,初期排沙比大,变动回水区的淤积比值小、达到初步平衡的年限很长等。三峡工程坝区系宽谷河段,包括庙河至伍相庙连续微弯段和三斗坪、乐天溪弯道段,没有急弯和窄浅河段。根据分析计算和长系列泥沙模型试验成果,三峡水库悬移质泥沙淤积达到初步平衡阶段,汛期限制水位运用时,坝上游河势尚较蓄水前平顺,曲溪口至太平溪、太平溪经伍相庙至祠堂包山咀,将不出现蓄水前的连续急弯;坝区主河槽的断面面积应约为30000m~2左右,最小库面宽度约...     

三峡水库蓄水以来水库淤积和坝下冲刷研究

为了分析三峡工程对库区及坝下长江中游河势的影响,基于实测资料,较为系统地研究了三峡水库蓄水运用以来水库泥沙淤积和坝下游河床冲刷特性。研究表明,1991年以来长江干流各站径流量变化不大,输沙量明显减小;三峡水库蓄水运用后的2003～2011年入库沙量继续大幅减少,仅为原设计值的40%,水库年均淤积泥沙1.40亿t,也仅为论证阶段的40%左右,且绝大部分淤积在常年回水区和死库容内;受上游来沙减小和三峡水库蓄水拦沙影响,坝下游输沙量大幅减小,悬移质泥沙颗粒也明显变粗,长江中游原有的冲淤相对平衡状态被打破,河床发生沿程冲刷,2002年10月至2010年10月,宜昌至湖口河段总冲刷量为9.79亿m3,河床冲淤形态转变为“滩、槽均冲”,主要冲刷发生在宜昌至城陵矶河段。     

长江重庆主城区河段卵石推移质走沙条件研究

三峡水库175 m试验性蓄水后,长江重庆主城区河段泥沙输移发生显著改变。研究重庆主城区河段泥沙输移规律,弄清泥沙输移与三峡水库调度之间的联系,对于优化水库调度,减轻库区淤积具有重要意义。依据寸滩站长系列年卵石推移质原型观测资料,结合二维数学模型和卵石推移质起动公式,分析了重庆主城区河段卵石推移质输移特性变化及走沙条件。结果表明:三峡水库蓄水以来,重庆主城区河段卵石推移质输移量显著减少,卵石颗粒细化,走沙时间也大幅缩短;研究河段内卵石推移质起动的临界条件是三峡水库坝前水位低于157 m,上游来流量大于6 800 m~3/s,并用2016年实测资料加以验证,验证结果较好。研究表明通过三峡水库调度可以加大重庆主城区河段的泥沙输移强度,减轻该河段内的泥沙淤积。     

三峡水库提前蓄水对重庆河段泥沙淤积和浅滩演变的影响

重庆河段航运地位非常重要,三峡水库提前蓄水后,泥沙淤积可能对该河段浅滩演变及航运条件产生重要影响.本文通过平面二维水沙数学模型,对提前蓄水后重庆河段的泥沙淤积及浅滩演变进行了分析.结果表明,水库运用初中期,提前蓄水后重庆河段泥沙淤积速率明显加快,但随着水库趋于平衡,提前蓄水方案与正常调度方案泥沙累积淤积总量差别不大.提前蓄水仅改变了重庆河段的泥沙淤积速率,并没有改变各浅滩河段的淤积部位.     

三峡水库变动回水区整体泥沙冲淤研究

三峡水库变动回水区泥沙冲淤对长江黄金水道的航道运行状态及其可持续发展都有着至关重要的影响。利用相应测站的水位流量输沙量数据,对三峡水库175 m蓄水后变动回水区区域水文特性进行分析,采用输沙量法,计算确定出三峡水库变动回水区所在河段泥沙冲淤现状。结果表明:江津至涪陵段由蓄水前的自然冲淤平衡状态转为蓄水后的三峡水库变动回水区的累积性淤积状态,近年来由于人工采砂活动以及来沙变化影响,2012年起至2015年三峡水库变动回水区累积性淤积量稳定在2.3亿t左右,整体淤积总量近期趋于"稳定态势"。     

2020年三峡水库泥沙淤积特点及原因分析

2020年汛期,长江上游暴雨洪水频发,三峡水库入库沙量显著增大,年入库沙量达到了1.94亿t。在系统分析长江上游水沙变化特性的基础上,总结提炼了2020年三峡库区泥沙淤积出现的新特点,主要是库区泥沙淤积量较往年明显偏大,同时库尾河段和防洪库容内泥沙淤积明显。铜锣峡以上河段由以往的冲刷变为淤积353万m3,淤积量占三峡库区总淤积量的3%;防洪库容内淤积泥沙2 440万m3,为三峡水库175 m试验性蓄水以来最大值,此外坝前河段淤积强度显著增大。分析原因后认为主要是8月上游嘉陵江、岷江等支流暴雨产沙导致入库沙量偏多与水库拦洪导致坝前水位偏高所致。相关结论可为三峡水库科学调度提供更有力的技术支撑。     

三峡水库变动回水区铜锣峡河段演变研究

三峡水库铜锣峡河段泥沙模型进行了正常蓄水位160m,170m,175m及180m方案的浑水试验;该河段分别处于各种方案的变动回水区上、中、下段位置。文中综合分析了这些试验成果,认为变动回水区内各河段悬移质泥沙淤积量的多少,主要取决于汛期壅水高度,因此优化三峡水库调度是解决变动回水区航道、港口泥沙问题的重要手段之一。建库后卵石推移质主要淤积在回水末端附近和变动回水区上段,应针对不同河段特点实施整治工程。     

三峡水库蓄水后土脑子河段河床演变分析

土脑子河段位于三峡库区涪陵至丰都之间,是川江三大淤沙河段之一。三峡水库蓄水前遵循汛淤枯冲,年内基本平衡的规律。三峡水库蓄水运用后,该河段处于139~135 m蓄水阶段的变动回水区,156~145 m蓄水阶段的常年回水区。根据蓄水后2003~2007年河道观测资料,分析了该河段的冲淤量、深泓线、典型断面、洲滩等变化。结果表明,三峡水库蓄水以来,土脑子河段洲滩岸线无明显的变化,右岸深槽呈现累积性淤积态势,河型由凸岸深槽河曲逐渐向凹岸深槽河曲转变。     

基于水库群联合调度和人工扰动的黄河调水调沙

为减少小浪底水库及下游河段的淤积，通过水库群的联合调度充分利用万家寨、三门峡、小浪底等干流水库汛前蓄水，在小浪底库区人工塑造异重流，加大小浪底水库的排沙量。同时辅以人工的泥沙扰动措施，调整了库尾段不利的淤积形态。利用进入下游河道水流富余的挟沙能力，在黄河下游“二级悬河”及主槽淤积最为严重的卡口河段实施河床泥沙扰动，减轻下游淤积并扩大下游河道的主槽过洪能力。试验取得了预期效果，小浪底库区淤积三角洲冲刷泥沙1.329亿m3，设计淤积平衡纵剖面以上淤积的3850万m3泥沙全部冲刷消除，小浪底库尾淤积形态得到合理调整；下游卡口河段扰起泥沙164.13万m3，扰沙河段的平滩流量增加了510～640m3/s；下游河道利津以上各河段均发生冲刷，小浪底～利津河段共冲刷0.665亿t。说明通过调水调沙塑造适当的水沙过程，可以遏制黄河下游河道形态恶化的趋势。     

关于三峡水库排沙调度的建议

在回顾三峡水库长期使用问题已往研究成果和分析三峡水库初期蓄水运用以来库区泥沙淤积状况的基础上,提出了关于三峡水库排沙调度的建议。排沙调度是三峡水库运行调度的重要组成部分。排沙调度的目的是保证三峡水库大部分有效库容能长期使用;排沙调度的主要要求是在水库泥沙淤积达到初步平衡之前,仍应控制水库有效库容的年损失率小于1 000万m~3/a,以及水库变动回水区上、中段无累积性泥沙淤积。汛期防洪限制水位的调整应符合上述要求。按三峡水库排沙调度方案,可以保持三峡水库大部分有效库容长期使用。     

黄河河口三角洲岸线动态平衡问题的探讨

黄河河口三角洲岸线能否处于动态平衡状态,直接关系到河口总侵蚀基准面的变化问题,进而可能对黄河下游的纵剖面调整产生重要影响。本文首先探讨了黄河河口三角洲岸线动态平衡的概念,然后利用有关的实测资料,运用输往外海沙量对比法和来沙量与造陆面积相关法,对河口三角洲岸线处于动态平衡时的河口来沙量进行了分析计算,结果表明,当河口利津站多年平均来沙量维持在3.17亿t时,其河口三角洲岸线则可能处于动态平衡状态。     

丹水撇洪渠右岸边坡的稳定性分析

长阳县丹水撇洪渠右岸边坡沿途有多处变形严重的现象,研究其稳定性对确保渠道安全有重要意义。综合应用刚体极限平衡法和有限单元法分析和评价了该边坡的稳定性。计算分析表明,局部边坡段在各种工况下整体稳定性均不能满足规范要求,并提出了有关治理措施和建议,本方法对类似工程也有一定的参考价值。     

冲积河流悬移质泥沙与床沙交换机理及计算方法研究

本文在分析前人研究成果的基础上，从非恒定挟沙水流沙量平衡入手，建立了冲积河流悬移质泥沙与床沙交换关系表达式，并引入平衡冲淤物粒径的概念，对冲淤物粒径的计算方法进行了系统分析，提出了一整套计算非恒定挟沙水流悬移质泥沙与床沙交换的模式与方法，同时将该方法引用到数学模型中，采用黄河下游典型洪水进行了验证。     

新水沙条件下黄河下游泥沙均衡配置方案

由于自然气候条件的变化和人类活动的影响,黄河下游的来沙量大幅减少,为了维护黄河下游河槽均衡稳定、治理"二级悬河",合理利用泥沙资源,开展黄河下游泥沙均衡配置研究。采用黄河下游泥沙均衡配置数学模型,按照新水沙条件和配置模式,计算了黄河下游泥沙均衡配置方案,计算结果表明,来水来沙条件对泥沙配置状况的影响较大,一般年来水量约260亿m3条件下,如果年来沙量少于4亿t左右,黄河下游河槽不淤积萎缩,修建防护堤对增大平滩流量有一定作用,滩区放淤可以改善泥沙分布状况。通过对各配置方案综合评价,提出了建议方案及不同配置方式的泥沙配置比例。     

考虑抽水蓄能电站的电力市场均衡模型

抽水蓄能电站是水力发电的一种特殊形式，它同时具有发电和蓄能2种功能。文中建立了一种计及这些特点的电力市场均衡模型。该模型把一天24 h分为蓄能、发电和停机3个时段，在蓄能和发电时段分别把抽水蓄能电站当做负荷和发电机处理。通过6节点算例验证了抽水蓄能电站的削峰填谷及降低负荷高峰时段电价的功能;证明了改善抽水蓄能机组效率不仅能够提高其自身收益，而且能够有效提高负荷及整体的社会收益，在抽水蓄能机组较多的市场中，这种效益尤其明显。     

黄河中游淤地坝坝系相对稳定研究

淤地坝是黄河中游一项重要的水上保持措施，在蓄水拦沙和促进农业发展方面发挥了显著效益，本文从理论上 坝系相对稳定问题，论述了坝系相对稳定的标准、条件和定量方法，提出了黄河中游不同地区坝系相对稳定临界值，通过典型实例，分析了坝系相对稳定的形成过程及发展前景。     

坝系农业中相对平衡系数计算方法的改进

针对目前人们普遍采用的相对平衡指标，从相对平衡系数计算公式出发，提出了其改进计算式，并运用该算式分析了相对平衡系数的区域性，动态性和洪水设计频率，指出了以往相对平衡指标在理论研究和生产运用的局限性。     

基于增量动态均衡配置的黄河分水方案优化方法研究EI北大核心CSCD

针对“八七”分水方案颁布实施以来黄河流域经济社会发展、工程建设运用、用水特征、水沙情势等分水基础条件的改变,以及黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略对流域水资源配置提出的新要求,结合黄河流域重大水源工程与调节工程建设运用,考虑新战略下维持河流健康生态要求,统筹用水的公平性与效率因素,提出了黄河流域水资源增量动态均衡配置方法。重点研究了南水北调西线工程生效之前的情景,维持“八七”分水方案总体格局,考虑新增水源和分水调整的制约因素,对新增水源工程和调节工程带来的水资源增量进行动态均衡配置,实现对“八七”分水方案的微调优化。对黄河流域多个场景下分水方案调整策略进行研究,结果表明:分水方案优化调整策略为增加上游水量配置占比,调整幅度为2.13%~2.78%;微增中游水量配置占比,调整幅度为0.25%~0.31%;减少下游和河北省、天津市水量配置占比,调整幅度为-3.81%~-2.38%。     

官地水电站竹子坝料场高边坡的稳定性分析及其影响因数研究

结合竹子坝料场的地形地质情况,以及料场开挖后形成的东、南、西3段人工边坡,运用刚体极限平衡的方法进行稳定性分析及其影响因数的研究。     

黄河下游河道巨大的输沙能力与平衡的趋向性——“黄河调水调沙的根据、效益和巨大潜力”之二

尽管黄河下游河道以堆积性著称,河底、水面不断抬高,但在长期水沙作用下,特别是河流的自动调整和反馈迅速,其平衡的趋向性也很明显。从上、下河段挟沙能力及典型资料看,当流量为1000~4000 m3/s时,上段(河南河段)挟沙能力与下段(山东河段)之比为1.049~0.915,即流量小于2000 m3/s时,上段挟沙能力大于下段;而当流量大于2500 m3/s时,下段挟沙能力则大于上段;流量为2300 m3/s时,上、下河段基本平衡。从多年平均过程看,如果不考虑高含沙洪水,不漫滩,流量沿程不变,下段输沙量为上段输沙量的1.01倍,也说明多年输沙量是平衡的。特别是从1960年9月至1996年10月的资料看,三门峡至利津河段淤积36.32亿t,其中20次高含沙量洪水淤积37.22亿t,若不计高含沙洪水,则全河冲刷0.90亿t,占来沙348亿t的0.26%。