鹤地水库泥沙淤积分析及疏浚对策探讨

针对鹤地水库泥沙淤积现状,分析了淤积产生的原因、初步估算了入库泥沙淤积量、库边山坡岛屿淤积量,并提出水库清淤疏浚的方法、淤积物的环保利用以及民营资本参与治理等对策。     

水库淤积物密实变化对冲淤计算与库容影响的研究

多泥沙河流水库淤积物为中细颗粒(粒径d<0. 5 mm)泥沙时,初始淤积物的体积与干密度具有不稳定性,随着淤积厚度与淤积年限的增加,泥沙固体颗粒逐渐被压实,淤积物干密度增大,从而发生缩体现象,对断面法冲淤计算及水库库容变化具有重要影响。为此,在淤积物密实演化物理模式基础上,分析了淤积物体积缩小与湿密度和干密度变化之间的关系,导出了淤积物体积缩小的干密度计算公式,探讨了淤积物密实沉降对断面法年度冲淤计算的影响和淤积物密实沉降累积历程,结合三门峡水库实测资料确定了该库淤积物初期和极限稳定期干密度取值,进行了密实缩体实例计算与分析。研究表明:以各年度断面法测算的冲淤量为基础所得的水库多年累计冲淤量,并不能真正代表实际库容的损失;大量淤积物长历时密实过程会增大水库库容。     

小浪底水库运用初期库区泥沙淤积分布特征

对2002—2008年小浪底水库泥沙淤积分布特征进行了分析,结果表明:小浪底水库蓄水运用后,库区横断面整体呈逐步淤积态势;在目前的河床边界条件下,当库区来沙量较大或淤积量较大时,首先在库尾的回水区域沉积,在三角洲和近坝段多发生淤积或冲淤交替出现;当库区来沙量小或水库大量排沙时,在库区回水末端往往产生冲刷,三角洲及以下河段发生冲刷或三角洲段淤积、近坝段冲刷;调水调沙结束后,随着水库运用水位的抬升,库区河床淤积物沿程细化且趋于均匀。     

云南某水电站水库泥沙淤积数值模拟研究

水库泥沙淤积引起库区水位抬高,侵占调节库容,造成库容损失,且有害粒径对水轮机造成磨损,从而引起水轮机运行效率下降、出力和年发电量减小、检修间隔缩短和费用增大。以云南某水电站水库为例,利用非恒定一维模型对库区泥沙淤积形态、泥沙冲淤、过机含沙量等变化进行数值模拟。结果表明:水库泥沙淤积形态为三角洲淤积,泥沙淤积对调节库容的影响较大;通过水轮机水流的含沙量较小、粒径较细,泥沙对水轮机的影响较小;泥沙淤积数值模拟与实测资料相符,因此采用非恒定一维模型进行泥沙淤积数值模拟是可行的,可有效地解决云南地区泥沙淤积数值模拟的难题。     

利用埋管水压渗透恢复水库滩库容试验研究

水库滩库容损失后极难恢复,探寻有效的滩库容恢复途径十分必要。基于概化水库的滩库容恢复实验,采用埋管水压渗透方法,在水下淤积物底层预埋槽孔管,促使泥沙加压液化,最终在管道上方形成顺管道线的三角形输沙横断面。试验结果表明,压力水流进入上下开孔的槽孔管后,边滩泥沙整体向上起动,而后向主槽移动,清淤效果较为明显;压力水流进入左右开孔的槽孔管后,靠近主槽的边坡泥沙最先落回,而后边坡逐渐崩坍并向高滩蔓延,输沙断面慢慢扩大,从而达到滩库容恢复的目的。     

巴家嘴水库泥沙淤积现状分析及清淤措施

针对巴家嘴水库淤积问题,通过对水库淤积现状及成因进行分析,在水库减淤措施可行性分析的基础上,将3种清淤方法进行对比分析,并在分析泥沙淤积物起动条件的基础上,提出了基流排沙和高渠泄水冲刷相结合的水库清淤措施,可缓解水库淤积问题,恢复水库有效库容,延长其使用寿命。     

电站水库机械清淤设备—喷射式挖泥船

电站水库、调节池、沉砂池的清淤一般采用水力冲砂排淤、机械清淤(如挖泥船清淤)或水力吸送清淤(即利用水库上下游水位差的虹吸作用吸送清淤)等办法。对于中大型水库一般宜优先考虑水力冲砂排淤,即降低水位,加大流速,挟带泥沙至下游。水力冲砂排淤比机械清淤经济、有效,其排淤量相当大。但在许多场合,例如库面较宽     

CCS水电站大流量高含沙水流减排沙系统研究

CCS电站为高水头特大型冲击式水轮机组电站,由于冲击式水轮机的射流速度快,对高速高压水流中掺杂的颗粒比较敏感,因此导致喷嘴或者水斗等重要部件被磨蚀,降低了设备的服务年限。针对工程的泥沙问题,首先考虑在水源水库沉沙,即把首部枢纽布置在Coca河道较宽处下游,降低引水河段泥沙含量;其次在工程布置上将取水口布置在河道右岸,紧邻取水口布置冲沙闸,保证取水口"门前清",尽量降低泥沙含量;再次在冲沙闸后布置沉沙池,取水后充分沉沙;最后在输水隧洞末端设置调蓄水库,采用精准清淤方式进一步降低过机泥沙含量。     

减轻泥沙对水泵水轮机磨损的措施

我国当前一些处于前期工作阶段的抽水蓄能电站的下库建在有泥沙的河流上，若不采取工程处理或处理不当则会因含沙水流使水泵水轮机造成比常规水轮机更加严重的磨损破坏。用降低水泵水轮机参数方法，不能有效减轻泥沙磨损；采用多级混流可逆式水泵水轮机或多级水泵三机式抽水蓄能机组以降低每级转轮的工作扬程，虽可减轻泥沙磨损，但会带来造价较大增加及上库的淤积。今后在有泥沙的河流上，兴建抽水蓄能电站，应首先选好有利可建清水水库的位置，并采取必要的工程措施保证抽水蓄能电站能安全、高效运行。     

水库粘性淤积物泄空冲刷的模型试验研究

本文提出了一种用原型粘性淤积物作为模型沙模拟水库泄空冲刷过程的模型试验方法.粘性淤积物的抗冲能力主要决定于其粘结力,而粘结力随淤积物干容重的增大而迅速增大.调整粘性淤积物的干容重,可使模型的冲刷过程与原型相似.试验中发现,粘性淤积物的排出主要发生在泥流和溯源冲刷过程中.淤积物干容重愈大,粘土矿物颗粒含量愈高,冲刷出库的泥沙就愈少,溯源冲刷形成的纵坡也愈陡.文中还对泄空冲刷试验中观察到的一些现象作了详细描述和讨论.     

小浪底水库水沙调控对淤积形态影响的数值模拟

水库淤积形态是影响水沙调节效率的一项关键因素。为优化水库调度方式,采用考虑细颗粒淤积物流动特性的水库淤积形态数值模型,开展了小浪底水库淤积形态对水沙调控响应的模拟分析工作。研究结果表明:三角洲形态及顶点位置随着水库的运行调控而发生变化,三角洲顶点附近顶坡段的冲淤调整和水库运行低水位与三角洲顶点高程之间存在较明显的关联性,当水库低水位低于三角洲顶点高程时三角洲顶坡段出现冲刷,当水库低水位高于三角洲顶点高程时三角洲顶坡段出现淤积;淤积形态为同等淤积量的锥体时,库区上段受河道边界影响有冲有淤,中下段库区淤积明显,且淤积量较三角洲淤积形态的大;考虑人工清淤措施时,清淤量与水库淤积总量相比占比非常小,因此淤积形态总体变化与不考虑人工清淤时基本类似,仅在清淤疏浚部位及附近局部河段有一定变化。     

库区导流堤与排沙渠结合技术在水库排沙清淤中的应用试验研究

针对目前克孜尔水库存在的泥沙淤积问题,通过物理模型试验,研究了导流堤与排沙渠结合技术在克孜尔水库排沙中的应用。在平滩流量下,运用导流堤与排沙渠结合技术能较快地形成主槽冲沙,主槽形成后能有效地排除上游的泥沙。导流堤与排沙渠结合技术在水库排沙清淤中是可行的,且可与其他库排沙清淤措施联合使用,能较快地恢复水库库容,为那些对库型、用水与经济有一定限制的水库提供了另一种排沙清淤思路。     

温度分层水库中泥沙间层流形成条件研究

水库的垂向温度分层会影响入流水体在水库内的运动形态,挟沙水流进入温度分层水库后,在一定条件下能够沿水平方向侵入环境水体中形成泥沙间层流运动。该文通过水槽试验模拟了泥沙间层流运动,探讨了水库泥沙间层流的形成条件。研究表明,含沙量较少且所含泥沙颗粒的粒径较小时,挟沙水流才能在温度分层水库中形成泥沙间层流。     

紫坪铺水库运用以来泥沙淤积特征分析

紫坪铺水库是都江堰灌区和成都市最重要的调节水源、成都市最重要的支撑电源,为全面掌握其泥沙淤积现状,基于库区实地调研、大断面观测资料和逐年水位观测资料等,对该水库运用以来的调度运用方式、泥沙淤积形态、泥沙淤积分布以及淤积物颗粒组成等进行了分析。分析结果表明:截至2020年10月,紫坪铺水库淤积总量为1.952亿m³,拦沙库容淤损87.1%,其中干流淤积量为1.843亿m³、支流淤积量为0.109亿m³;受2008年汶川地震影响,该水库年均淤积量由地震前的0.088亿m³增大至地震后的0.137亿m³,严重影响了水库的功能和寿命;淤积泥沙的95.0%集中在距坝16.32 km的M31断面以下库区,淤积泥沙的85.1%分布在850 m高程以下库区;淤积物中黏粒、粉细沙、中粗沙及卵石分别占淤积物总量的19.5%、73.0%、7.5%。建议尽快实施人工清淤疏浚,以恢复水库拦沙库容。     

三峡水库变动回水区河道推移质输移特性研究

通过对三峡库区有关的野外实测资料、模型试验和计算资料，分析了三峡水库变动回水区河道推移质输沙特性，三峡水库运行末期，变动回水区泥沙淤积物以沙质推移质为主，其中上段还有孵石推移质。从上游往下游，泥沙淤积物的颗粒逐渐变细，主槽的粒径组成粒粗，而边滩的粒径组成较细。随着水库运行年限的增长，主槽泥沙颗粒经历着粗化过程，而边滩却处于不断细化过程。主槽中原来淤积的细颗粒泥沙由于新淤积粗颗粒的保护和荫蔽作用，主槽的泥沙尽管粗化，水库运用后期的主槽淤积物仍有较细的泥沙颗粒存在，对于物模试验中放水过程对推移质输沙的影响、水库变动回水区所特有的碍航现象，以及修建向家坝和溪洛渡水利枢纽后变动回水区的推移质泥沙输移等问题，还有待在相性基础理论中进一步研究。     

水库清淤绕库排沙初探

该文结合拦沙、调水调沙、机械清淤3种水库泥沙防治方法的特点,提出了水库清淤绕库排沙方法。阐述了绕库排沙的原理与适用范围,并采用数学模型模拟计算了该方法在合水水库的应用情况,结果表明该方法具有良好的排沙效果。     

宝泉水库库区水文泥沙观测浅析

泥沙侵蚀对水轮机的使用寿命影响较大,因此,在电站设计时考虑在下库（宝泉水库）进出水洞口建挡沙墙,避免高速水流搅动库底泥沙使浑水进入导水洞。为取得设计所需的泥沙参数,于2003年汛期对宝泉水库库区洪水期泥沙运动和流速分布规律进行了观察研究。通过对宝泉水库库区水文泥沙在不同时期、不同水位级的泥沙运动规律和主流垂线上流速的分布规律研究,得出初步结论,对以后开展宝泉水库中的水文及泥沙进一步研究奠定基础。     

小浪底水库运用以来库区泥沙淤积分析

为了提高小浪底水库排沙效果,延长水库拦沙寿命,对水库运用以来库区的淤积情况进行了分析。结果表明:(1)小浪底库区干流仍为三角洲淤积形态,三角洲顶点距坝16.39 km,高程为222.59 m。远离大坝的支流沟口淤积面均高于支流内部,支流畛水出现明显的拦门沙坎,高度为9.9 m。(2)汛期库区年均淤积2.117亿t,占总淤积量的92%。高程235 m以下淤积泥沙33.983亿m3,是淤积的主体。大坝—HH20、HH20—HH38库段是淤积的主要库段,分别淤积19.972亿m3、11.101亿m3,占总淤积量的61%、34%。干流淤积量为26.136亿m3,占总淤积量的80%。(3)淤积物中,细沙、中沙、粗沙分别占总量的39.7%、28.9%、31.4%。中细泥沙,尤其是不会造成下游大量淤积的细沙淤积在水库中,减少了拦沙库容,降低了水库的拦沙效益,缩短了水库的拦沙寿命。     

黄河高含沙水流的特性和利用

高含沙水流应有足够的细沙（ｄ＜０．０１ｍｍ）含量与水组成基本悬浮液，在窄深河槽条件下，可挟带较粗颗粒泥沙长距离输送；水库中高含沙异重流还可以将大于０．０３ｍｍ以上的粗泥沙排出库外．排沙比可达１００％。在游荡型宽浅河道上，高含沙水流严重淤积，一场高含沙洪水淤积量可占全年淤积量的３０％～５０％。     

浑水淤积层的防渗性能分析

浑水中含有较多的细小颗粒,在水库渗漏过程中,泥沙逐渐沉积、下渗,在库底形成一弱透水的淤积层,且浑水入渗对库底地层起到充填挤压、渗透固结和改良作用,提高原地层的密实度,降低库盆的渗漏。经对多个水库的实例分析研究表明:一定厚度的浑水淤积层,能够改善库底地层结构,提高抗渗透能力,减小渗漏量,可作为提高库底抗渗性能的工程措施。