刘家峡水库泥沙淤积形态分析

对刘家峡水库运行初期、低水位运行期和高水位运行期以及1968—2005年洮河库段、黄3—黄9-1库段及坝前黄0—黄3库段的淤积形态进行了分析,结果表明:①影响洮河库区淤积的主要因素是汛期水位的高低,与来沙量的关系不大,控制汛期水位是减少该库段淤积和降低沙坎淤积高程的关键;②黄3—黄9-1库段淤积形态也受汛期平均水位和最低水位的较大影响,与洮河来沙量的关系不大;③坝前库段泥沙的冲淤主要取决于水库异重流排沙的效果,解决坝前库段泥沙淤积问题的有效途径是坚持异重流排沙。     

水库异重流排沙的研究与实践

采取什么措施来减少水库泥沙淤积、延长水库寿命是人们普遍关心的重要问题。在前人研究的基础上,对水库异重流的形成条件、持续运行条件、排沙能力等进行了讨论;结合2001～2006年期间黄河小浪底水库的异重流排沙实践,分析了水库异重流潜入时坝前水深、潜入点至坝前库底比降、水流流量、历时、出库水流流量等因素对异重流排沙比的影响。研究发现．随着小浪底水库洪峰流量的增大,异重流潜入点距坝里程减小,库底比降增大;当水库水流流量较大、历时较长、出库水流流量较大、坝前水位较低、异重流潜入点距坝里程较短、潜入点至坝前库底比降较大时,水库排沙比较大。     

三峡水库排沙比对来水来沙的响应

排沙比是水库拦截泥沙程度的指标之一。排沙比越大,水库淤积强度就越小;反之亦然。以三峡水库2004-2012年库区各水文站的实测资料为依据,通过对三峡水库运行以来水库排沙比及其影响因素的分析,发现坝前水位和入库、出库流量是影响水库排沙比大小的主要因素,其次是入库沙量和泥沙颗粒大小。进一步分析得出排沙比对月均库水位变化的敏感度随月均入库流量的增加而迅速增加,当月均入库流量小于15 000 m3/s时,月均库水位变化对排沙比几乎没有影响。当月均入库流量大于20 000 m3/s时,水库排沙比的变化幅度随月均库水位的变化较大,当月均库水位从138 m增加到155 m时,其排沙比约从62%降低至不到10%。为了提高水库排沙比,在水库调度上建议采用"大水低位、小水高位"的运行方式。     

克孜尔水库库区泥沙淤积现状及排沙方案

本文根据克孜尔水库库区断面泥沙淤积测量成果,并结合水库运行方式,提出改变水库运行方式、汛期水库低水位运行并利用异重流排沙的方案。     

新疆克孜尔水库异重流运动规律初步研究

克孜尔水库实际运行20年,泥沙淤积量已超过设计淤积量的2倍,水库有效库容损失严重.异重流排沙是山区高含沙水流水库的重要排沙方式,尤其是对克孜尔水库这样以防洪、灌溉为主的蓄水水库.水库年内来水量集中在6-9月,来沙量更是集中在洪水期的几次沙峰,来沙细,易形成高含沙水流.另库区河床比降大,汛期来流量大,浑水潜入时有一定的单宽流量,都有利于异重流的形成.初步探讨异重流运动特性,并以克孜尔水库2011年“7.21”次异重流为例,分析此次异重流的形成和运动规律,由异重流非恒定方程初步推求出克孜尔水库异重流的挟沙能力方程式.     

小浪底水库异重流排沙研究

通过对小浪底水库异重流各种水文要素进行观测,掌握库区水位和进出库水沙量的变化过程,进而确定塑造小浪底水库异重流的水库运用水位。结合历年异重流测验的经验和小浪底库区的地形条件,认为利用异重流输沙和排沙特性,可以达到排沙减淤或者改变库区淤积形态的目的。     

2017年第1号洪水期间小浪底水库异重流分析

2017年黄河第1号洪水期间,在小浪底水库高水位运用的情况下,通过科学调度,成功地塑造异重流并排沙出库。根据实测资料对小浪底水库进出库水沙条件、水库运用情况、水库异重流演进及运动特点、异重流排沙情况等进行了分析总结。结果表明:此次异重流潜入点在距坝46.2 km的HH28断面,测点最大流速为0.49 m/s,最大含沙量为55.1kg/m~3,异重流厚度为0.77 m;从异重流潜入到排沙出库共计历时约为68 h,异重流运行速度约0.19 m/s;随着第1号洪水的演进,HH09、HH04、HH01断面的异重流流速、厚度整体上呈现先增大后减小的趋势;异重流塑造期入库总沙量为5 020万t,最大入库含沙量为477 kg/m~3,出库总沙量为21.65万t,最大出库含沙量为2.70 kg/m~3,水库排沙比为0.43%;此次异重流塑造过程为后期水库溯源冲刷排沙创造了有利条件。     

新疆克孜尔水库运行库水位对汛期排沙比的影响分析

排沙比大小直接影响上游来沙在库区的淤积。克孜尔水库库区泥沙淤积日趋增加,有效库容日益减少。通过对比分析水库系列水文观测资料,得出影响排沙比的重要因素为库水位,并对1 133-1 138 m、1 138-1 142 m、1 142 m以上3个不同运行库水位下的汛期排沙比统计分析,证明在低水位运行下,水库汛期排沙效果相对较好。     

水库异重流研究综述

从异重流的潜入条件、持续运行条件、头部运动、运行阻力、输沙排沙规律、浑水水库、数学模型等方面,介绍了各家的研究成果,并指出今后异重流研究的重点:①清浑水交界面的确定;②异重流流速、含沙量垂线分布数学表达方法的研究;③异重流排沙;④浑水水库和异重流联合排沙.     

瀑布沟及下游泥沙优化调度实施与效果分析

通过建立一维水沙数学模型,分析不同水位和流量级下瀑布沟-龚嘴-铜街子联合调度方案排沙效果.结果表明:利用瀑布沟-龚嘴-铜街子三库联合调度造峰排沙效果优于龚、铜两库独立调度排沙.适当抬高库区运行水位有助于提高发电效益,降低运行水位有助于提高排沙效果.从兼顾梯级水库联合排沙效果,适当提高龚、铜运行水位的经济运行方面综合考虑...     

巴家嘴水库排沙问题的初步分析

根据实测资料分析,巴家嘴水库排沙具有高含沙异重流排沙、泄空冲刷排沙、基流排沙等形式。文中探讨了各种形式的排沙机理,给出了它们的关系式。指出:水库的排沙效果取决于进库水沙条件、泄流能力、调度运用、区间降雨以及前期冲刷等因素;泄流能力不足是水库的主要问题,建议水库在水位1110m时能下泄500m~3/s为宜。     

新疆克孜尔水库运用异重流排沙效果分析

通过克孜尔水库历年实测资料及对排沙结果分析，发现控制克孜尔水库排沙比的主要因素包括以下三方面：第一，坝前水位；第二，入库含沙量；第三，水库泄流强度。克孜尔水库为减缓水库泥沙淤积的速率，从2006年开始尝试采取汛期逐步降低库水位运行，利用异重流排沙，取得了一定的经验，提高了排沙效率。     

小浪底水库泥沙淤积特性及减淤运用方式探讨

小浪底水库在初期运行管理中采用了调控水位、异重流排沙、调水调沙、相机降低水位排沙、拦粗排细等综合调度运行方式,对减少水库和下游河道的泥沙淤积取得了显著效果。截至2016年汛前,水库累计淤积泥沙30.97亿m3,库区泥沙淤积形态及下游河道过流能力均发生了较大变化,为进一步提高淤积库容的利用率、尽量延长淤积库容的使用年限,对水库泥沙重点监测内容、淤积形态调整、汛期限制水位、调水调沙清水用量等进行了探讨。     

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。     

小浪底水库人工塑造异重流成因分析

分析了2004—2009年6次基于万家寨、三门峡、小浪底3座水库联合调度人工塑造异重流的运行情况。指出人工塑造的异重流由冲刷性异重流和浑水异重流两部分组成,异重流在小浪底库区演进过程中既有沉积衰减,也存在沿程积聚现象,沉积衰减和沿程积聚的综合作用,决定排沙效果。小浪底水库前期淤积情况和三门峡水库泄放水沙时空分布,决定异重流在前坡段的沿程积聚程度,小浪底水库对接水位高低与沉积衰减和沿程积聚成正比。建议加强异重流观测研究、增大上游来水基流、三门峡水库汛期适当拦蓄一定沙量、合理确定调控指标等,以提高人工塑造异重流排沙效果。     

2006年调水调沙期间小浪底库区异重流分析

分析了2006年调水调沙期间小浪底库区塑造人工异重流的基本情况,指出：①该次异重流具有入库水量较小、潜入点比较靠下、演进速度快和排沙比较大等特点;②在小浪底水库塑造人工异重流至少要有5．5亿m^3入库水量、2000万t入库细泥沙量,库区坝前水位宜低230m,异重流期间入库流量应大于3000m^3／s,下泄流量也宜维持在3700m^3／s左右;③排沙洞应提前开启,以利于提高异重流排沙比。同时建议：①设立小浪底库区异重流观测与研究项目组;②对异重流测验投入必要的设施设备,并积极研发能够满足水库异重流测验要求的新仪器和计算机软件。     

黄河干流水库联合调度塑造异重流

阐述了黄河干流水库联合调度塑造异重流的设计思想,指出追求小浪底水库异重流的较高排沙比,是黄河汛前调水调沙极其重要的目标.同时,对入库水沙动力、动力作用时机、库区地形条件等影响小浪底水库异重流排沙比的主要因素进行了分析,建立了排沙比与小浪底水库入库平均输沙率、三门峡水库泄流增峰助力、动力作用时机及库区地形条件的关系式.实践表明:增大小浪底水库的入库水沙动力、把握好动力作用时机、尽可能创造有利的库区地形条件,可以有效地增大小浪底水库异重流的排沙比,实现"1+1＞2"的水库减淤效果.     

浅析克孜尔水库2008年汛期异重流排沙的运行概况

通过对克孜尔水库泥沙淤积情况及异重流运动条件的分析,并结合2008年汛期水库异重流排沙实例,为高含沙河流水库运行提供几点异重流排沙调度经验,以解决水库兴利与排沙的矛盾,减缓水库泥沙淤积,延长有效库容的使用年限。     

小浪底水库拦沙初期泥沙输移及河床变形研究

应用物理模型试验对小浪底水库运行初期的泥沙输移和河床变形进行了一系列的研究预测,结果表明水库运用初期基本上为异重流排沙;库区干流淤积形态为三角洲且不断向下游推进;支流淤积主要是干流倒灌的结果,在沟口可形成拦门沙;库水位大幅下降,干流河床将产生溯源冲刷和沿程冲刷,支流淤积面随之下降。水库投入运用以来的实测资料分析表明,尽管预报试验所采用的水沙条件与水库运用以来的实际情况不尽相同,但两者在输沙流态、淤积形态及变化趋势方面基本一致,从而证明了模型试验得出的结论是符合实际的。     

水库异重流的三维数值模拟及影响因素分析

不同水沙条件下异重流的潜入位置以及潜入后流速和含沙量的垂向分布规律是研究异重流运动规律的关键要素,对优化水库异重流的排沙调度、提高水库运用效益等至关重要。本文利用SCHISM三维水沙数学模型对水库异重流水槽试验进行了数值模拟,结果表明模型能够得到符合实际情况的垂线流速和含沙量分布,且异重流潜入后的平均厚度、平均流速和平均含沙量均与实测值吻合较好。对异重流模拟结果的分析发现,入口流量和含沙量的增加造成异重流运动速度越快,而入口含沙量的减小和流量的增加会造成异重流厚度增加。异重流垂向流速和含沙量的无量纲化分布受到入口水沙条件的影响,表现在其与断面Froude数的相关性,Froude数越大,则最大流速点与河床的距离越小,最大流速越大;含沙量致密层的厚度越小,对应的含沙量也越大。此外,潜入点位置也受入口水沙条件的影响,表现在潜入水深与入口水深之比随入口Froude数增加而增加的定量关系,由此可以利用入口水沙条件预报异重流潜入的位置。研究结果不仅验证了SCHISM模型用于模拟水库异重流运动的优势,而且丰富和完善了关于异重流潜入点位置及流速和含沙量垂向分布受入口水沙条件影响的变化规律。