人工异重流探索

小浪底水库建成蓄水后 ,已数次发生异重流。实践证明 ,异重流有较强的挟沙能力。但其发生机率很小 ,排沙的实际效果甚微。如果能够人为地满足异重流产生和运动的条件 ,是否可以产生人工异重流 ,为解决水库淤积问题做出更大的贡献。本文叙述了在实验水槽内通过机械作功 ,实现人工异重流的尝试过程     

人工异重流探索

小浪底水库建成蓄水后，已数次发生异重流。实践证明，异重流有较强的挟沙能力。但其发生机率很小，排沙的实际效果甚微。如果能够人为地满足异重流产生和运动的条件，是否可以产生人工异重流，为解决水库淤积问题做出更大的贡献。本文叙述了在实验水槽内通过机械作功，实现人工异重流的尝试过程。     

射流冲吸泥装置形成的人工异重流研究

提出了利用射流泵冲吸库底泥沙,形成人工异重流的原理及设计计算理论。结合小浪底水库清淤,对射流泵冲吸泥装置进行了模拟试验研究,并对其产生的人工异重流,进行了分析计算。     

小浪底水库坝前异重流厚度变化分析

小浪底水库经过十多年运用,已经取得了显著的成绩。多年来,经过黄委会精心准备,合理调度,利用调水调沙实验,使得有限的水流在小浪底水库人工塑造异重流取得成功。文章分析了坝前异重流厚度与入库流量大小等因素的密切关系,为进一步研究小浪底水库异重流规律、排沙减淤提供了可供参考的理论依据。     

2007年调水调沙小浪底水库异重流排沙分析

根据2007年黄河调水调沙实测资料,对小浪底水库进出库水沙条件、水库运用、水库异重流形成、异重流流速与含沙量分布以及人工塑造异重流排沙等进行了分析总结。2007年黄河调水调沙成功塑造了异重流,小浪底水库排沙量为0.243亿t,其排沙比为40.5%。     

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。     

小浪底水库2008—2009年调水调沙排沙比分析

针对小浪底水库2008年、2009年汛前调水调沙期间排沙比差异悬殊这一情况,从小浪底水库入库水沙过程和淤积形态两个方面分析了原因。结果表明:2008年后汛期入库沙量少,淤积三角洲上坡段纵比降小、抗冲性较强,造成2009年塑造的人工异重流初始动力较2008年同期小;2009年调水调沙期间河道自然来水少,异重流形成后后续入库流量小、持续时间短,异重流后续动力严重不足。在现有条件下,建议综合考虑三门峡、小浪底水库减淤效益,科学调配三门峡水库下泄流量过程,合理分配小浪底水库异重流和后续输送水量,尽快建设古贤等水利枢纽。     

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。     

基于多库优化调度的人工异重流原型试验研究

自2004年开始,黄委在小浪底水库进行大规模的人工塑造异重流排沙的原型试验,取得了宝贵的原始资料。2006年6月调水调沙运行后期,黄委防汛调度部门面对复杂的条件,利用多库联合调度和水流衔接技术,优化万家寨、三门峡、小浪底3座水库的调度运行,最终在小浪底成功塑造了人工异重流并排沙出库。此次异重流的排沙比为历次人工异重流的最大值,实际观测到的异重流过程有其独特的特点,证明了调度的科学性。     

小浪底水库首现异重流

本刊讯　受降雨影响 ,8月 19日 ,黄河中游出现高含沙洪水。洪水在黄河防总的统一调度和三门峡水库科学调控下 ,进入小浪底水库 ,形成异重流。 8月 2 1日 7时 ,黄河水文部门组织 30多人的测验队伍 ,全面展开了异重流测验 ,这是小浪底水库蓄水运用后第一次异重流测验。小浪底水库首现异重流     

小浪底水库拦沙初期调控异重流方式初步研究

小浪底水库拦沙运用初期,黄河中游来的峰高、量小、沙多又不够一次调水调沙过程的洪水(在考虑水库前期可调水量之后)入库后一般会形成异重流,且出库沙量大、粒径细,因此水库应及时排出;但如果水沙搭配不好,也会使下游河道发生淤积,且呈现沿程均淤的特点;随着排沙期平均流量的增大,全下游淤积比不断减小,并可以由淤积转为冲刷。针对这类洪水,推荐以下游河道不淤积的关系式进行水沙调控,可以在水库适当补水的情况下实现下游河道少淤甚至不淤的排沙效果。     

黄河中下游水沙的时空调度理论与实践

利用小浪底水库不同泄水建筑物的组合，塑造一定历时、流量、含沙量及泥沙颗粒级配的下泄水流与下游伊洛河、沁河的“清水”对接，在花园口站形成协调的水沙关系，实现既排出小浪底水库的库区泥沙，又不淤积下游河道的目标。2003年9月6～18日，黄河水利委员会就该理论开展了原型试验，试验结果表明：①利用异重流排沙和浑水水库排沙的特点，达到了小浪底水库拦沙初期“拦粗排细”、减缓库区淤积的目的；②利用小浪底-花园口区间的洪水资源，将小浪底水库排出的细泥沙输送入海，并且不增加下游河道淤积，提高了水流的输沙效率；③实现了下游河道减淤与减灾的统一。     

小浪底水库塑造异重流技术及调度方案

在前人研究的基础上，通过对小浪底水库异重流实测资料分析，并结合相关实体模型及水槽试验成果，研究了异重流发生、运行及排沙等基本规律。利用水库异重流运行规律及排沙特点，根据水库的上下游实际条件制定了黄河调水调沙试验水库联合调度预案。通过水库水沙联合调度实践，2004年成功塑造异重流并排沙出库，达到了减少水库淤积、优化出库水沙组合等多项预期目标。     

黄河三门峡库区泥沙模型的设计

本文针对多沙水库特点，首次采用黄河泥沙模型相似主律和异重流运动相似条件的最新研究成果，完成了三门峡水库泥沙动模型的模型沙选择和比尺设计。     

黄河洪水演进洪峰增值现象及其机理

2004～2006年小浪底水库异重流排沙期间,在小浪底～花园口区间出现了下断面的洪峰流量明显大于上断面洪峰流量的洪峰增值现象.本文详细描述了洪峰增值现象发生过程和主要特征.通过对黄河小浪底水库及其下游河道实测资料的研究和水力学理论分析认为,洪水发生洪峰增值的主要原因是河道糙率的大幅度减小.河道糙率与水流含沙量、悬沙级配、床沙级配、床沙床面形态、河道断面形态及河岸周界情况等因素有关.在小浪底水库异重流排沙之前有清水下泄过程,使河道床沙粗化,糙率大幅度增大,当异重流出库后,高浓度细颗粒泥沙使水流黏性增加、紊动削弱,河床被极细沙填附,河道糙率大幅度减小,导致后续水流流速加大,并赶上前方水流,发生洪峰叠加.     

黄河水沙变化与下游河道治理思考

由于黄河水沙条件的不利变化，黄河下游出现了小水大灾和长期断流，三门峡水库“蓄清排浑”运用经验的局限性表现得更为突出。从黄河下游河道输沙，防洪和水资源充分利用出发，小浪底水库应采取泥沙多年调节的运用方式，枯水，平水年蓄水拦沙运用，丰水年洪水期集中泄空冲刷产生讷和洪水，塑造窄深河槽，改造高村以上宽浅河道，利用窄深河槽输送较高含沙洪水入，，经多方案计算结果比较分析表明上述方案减淤效益显著，并可大量节省输     

黄河小浪底水库运用初期库区淤积过程数值模拟研究

为预测小浪底水库在拟定的调度方案下库区水沙运行规律，建立了准二维数学模型，并采用黄河三门峡水库及淮河白沙水库的实测资料对模型进行验证。针对设计的水沙系列及拟定的水库调度方式，对水库运用初期1-5年的淤积过程进行计算的结果表明，水库运用初期大多为异重流排沙，库区淤积呈三角洲形态，并随运用时间的延长向下游推进。     

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。     

2013年汛前调水调沙期小浪底水库排沙特性分析

依据实测资料,从洪水过程、边界条件、水库运用等方面分析了2013年汛前调水调沙小浪底水库异重流排沙比偏高的原因如下:(1)三门峡水库蓄水量大,塑造的洪水过程流量大、历时长;(2)对接水位接近小浪底水库淤积三角洲顶点,使得三角洲顶坡段发生沿程冲刷及溯源冲刷;(3)在三门峡水库泄空期间,潼关断面流量较大历时较长。