多沙河流水库“蓄清调浑”运用方式及其设计技术

系统总结了1950年代以来我国多沙河流水库运用方式发展历程，阐释了不同时期水库运用方式及其设计技术的发展变化，详细剖析了“蓄清调浑”运用方式及其设计技术。“蓄清调浑”运用将以往低壅水“拦粗排细”传统拦沙模式发展为“小水拦沙，大水排沙，适时造峰，淤滩塑槽”滩槽同步塑造运用和拦沙库容多元化利用，改变了只淤不冲的传统拦沙模式，正常运用期采用水沙分级分类调度辅以非常规排沙调度，实现协调水沙关系和拦沙库容再生利用，能在长期保持水库有效库容的基础上，进一步兼顾水库调水调沙需要，有效避免了泥沙淤积占用水库有效库容，减少了水库强迫排沙对下游水沙关系的不利影响，是对“蓄清排浑”运用的继承和对“调水调沙”的全面发展。在设计技术上，为了更好地满足调沙需要，要求科学合理设计调沙库容和排沙水位相应泄流规模，考虑调沙过程中的不同淤积状态，按照“深槽调沙、中槽兴利、高槽调洪”的库容分布规则进行水库库容配置；超高含沙量河流要在正常泄流排沙孔以下增设非常排沙底孔，形成“正常+非常”双泥沙侵蚀基准面；特高含沙量河流水库有效库容保持和供水调节之间难以协调，要采用水沙分置开发方式。研究成果将为当前和今后一段时期内多沙河流水库...     

黄河小浪底水库减淤运用效果明显

黄河小浪底水利枢纽减淤运用是指合理利用水库拦沙库容以延长水库使用寿命，以及尽量增大水流对下游河道的冲刷使泥沙入海，小浪底水库减淤运用分为初期“拦沙和调水调沙”，后期“蓄清排浑和调水调沙”两个时期。主要分为4个阶段：①初期拦沙阶段。利用起调水位210m以下较大的拦沙库容，以拦沙和调水为主，淤满210m以下库容；②逐步抬高汛期水位拦沙阶段。逐步抬高汛期水位拦沙和调水调沙运用，主坝前段淤积面高程基本以平行抬高的形式逐步升至254m高程；③形成高滩深槽，拦沙和调水调沙阶段。     

我国多沙河流水库“蓄清排浑”运用方式的发展与实践

在多沙河流上修建水库将产生泥沙淤积,直接影响水库的寿命及防洪、发电、航运、供水等综合效益的发挥。20世纪70年代初,针对三门峡水库严重的泥沙淤积问题,我国水利科技工作者创新性地提出了水库"蓄清排浑"运用方式,并在黄河小浪底水库和长江三峡水库等水利枢纽工程中得到了应用和发展,成功解决了多沙河流水库泥沙淤积与水库效益之间的矛盾,减少了水库淤积,保持了水库有效库容长期使用,充分发挥了水库的综合效益,为多沙河流水库泥沙问题处理找到了一条行之有效的新途径。随着对水库泥沙问题认识的深化,"蓄清排浑"运用方式在实践中还将得到不断优化和完善。结合江河水沙变化的实际情况,本文提出了长江三峡水库和黄河小浪底水库等工程运行方式进一步优化的建议,为更好地保障水利枢纽工程的安全和综合效益的发挥,促进水库泥沙理论与技术的发展提供科技支撑。     

水库蓄清排浑的初步探讨

本文通过头屯河水库2002年以来蓄清排浑技术取得的成果,总结了蓄清排浑技术的特点。通过蓄清排浑技术的运用,打破了水库使用年限的概念,提出了蓄清排浑技术新的理论体系,为今后相似水库的排沙运用提供了重要的理论依据。     

基于泥沙冲淤数值模拟的水库调度方案研究

以东台子水库为研究对象,基于一维不饱和全沙数值模型,研究蓄洪运用方案、蓄洪排沙运行方案、分阶段蓄洪运用方案、蓄清排浑运用方案等四种水库调度方式下的泥沙淤积情况,力图在兴利防洪的基础上尽量利用弃水排沙,保持有效库容。对不同运行年限的淤积量、水库库容变化和排沙比等要素的模拟研究表明,分阶段蓄洪运用或蓄清排浑运用方案更有利于保持有效库容,对延长水库使用寿命具有一定作用,是较优的水库排沙优化调度方案。     

多沙河流水库减缓淤积调度运用方式初探

现有调度水库一般采用蓄洪运用方式,但在多沙河流上,这种方式往往使得水库淤积加快,影响水库的兴利库容,同时影响水库的寿命。为了延缓水库的使用年限,采用蓄清排浑的调度运用方式,水库的泥沙淤积量显著减少,水库的使用年限也相应提高。     

三门峡水库的功过与经验教训

三门峡水库是黄河上建设最早的大型水利枢纽工程,分析其功过与经验教训对今后黄河治理开发具有重要意义。分析认为:三门峡水利枢纽规划是错误的,没有考虑水库淤积的"翘尾巴"问题,坝址选择不当;改建是成功的,经过数次改进,摸索和总结出了使水库长期运行的蓄清排浑调度模式,1974—1985年三门峡水库冲淤已达到平衡;三门峡水库对黄河下游发挥了巨大防洪效益,其防洪效益不在于水库调洪,而在于拦沙92亿t、为下游河道减淤约64亿t,平均减淤厚度为3.30 m。三门峡水库成功的运用实践证实了多沙河流水库长期使用的可行性,由于黄河泥沙多,因此除调水调沙增强输沙能力外,还需要通过水库和放淤等措施拦蓄、利用一部分泥沙。     

论三峡水库“蓄清排浑”运用方式及其优化

泥沙问题是三峡工程的关键技术问题之一,在三峡工程论证和初步设计阶段提出水库采取"蓄清排浑"的运用方式,可以解决泥沙问题。2003年水库蓄水运用以来的实践表明,水库基本遵循了"蓄清排浑"调度运用原则,并根据上游来水来沙减少等新情况对水库运用方式进行了优化调整。本文系统分析了三峡水库"蓄清排浑"运行方式及其优化调整的利弊,包括提前5年实施175 m试验性蓄水、汛期水位动态变化、汛末提前蓄水等对水库淤积和坝下游河道演变的影响,提出了进一步优化水库调度方式,形成"蓄清排浑"运用的新模式,保持水库长期使用的建议,试图为三峡水库科学高效安全运用提供科技支撑。     

三峡水库汛期“蓄清排浑”动态运用方式计算研究

在入库沙量大幅减少的背景下,三峡水库持续开展汛期中小洪水调度,增大了汛期库区泥沙淤积和防洪风险,减少了水库下泄大流量的机会。在三峡水库汛期,开展“蓄清排浑”泥沙调度方式动态运用研究有助于进一步优化三峡水库汛期调度方式。利用三峡水库干支流河道一维非恒定流数学模型,探索开展了三峡水库汛期 “蓄清排浑”动态运用方式计算研究,并提出了汛期“蓄清排浑”动态运用方案。计算结果表明:三峡水库汛期“蓄清排浑”动态运用方式可以同时兼顾排沙、发电和防洪,“蓄清”水位150 m要优于155 m,“蓄清”运行期间库水位可选择在145~150 m之间浮动运行;建议将寸滩含沙量达到2.0 kg/m³且当日寸滩站入库流量≥25 000 m³/s的时间作为水库增泄“排浑”的起始时间,将出库含沙量降至约0.1 kg/m³作为“排浑”调度结束重新进入“蓄清”调度的泥沙参考因素。研究成果可为三峡水库汛期优化调度提供参考。     

三门峡水库泥沙问题

三门峡枢纽建成后，库区泥沙淤积十分严重经过２次改建，工程的泄流规律增大，３１５ｍ高程泄量近１００００ｍ＾３／ｓ，水库运行方式改为蓄清排浑运用。恢复了１０亿ｍ＾３的槽库容，潼关高程升降变化稳定，基本控制住了泥沙淤积的上延。由于枢纽上下游兴建了大型水利枢纽，改变了三门峡水库的入库水沙条件和运行条件，库区泥沙冲淤变化出现新问题，有必要进一步改善水库运行调库，适当调整非汛期和汛期的运用水位，缓解库区泥沙中     

三峡水库汛期“蓄清排浑”动态运用方式初探

为研究三峡水库汛期调度方式优化问题,以实测资料为基础,对三峡水库蓄水运用以来入出库沙量特性变化进行了分析,主要从泥沙角度对三峡水库采用汛期“蓄清排浑”动态运用方式进行了初步探讨。研究结果表明:三峡水库蓄水运用后汛期入库沙量大幅减小,上游溪洛渡和向家坝水库蓄水运用后三峡水库汛期6—9月份含沙量已经开始小于论证阶段5月份和10月份的含沙量;三峡水库主汛期出库沙量占年出库沙量的90%以上,且汛期出库沙量主要集中在1~2次大的出库沙峰过程中;近期三峡水库汛期采用“蓄清排浑”动态运用的泥沙调度方式,泥沙淤积可许。研究成果可为三峡水库汛期优化调度提供参考。     

三门峡水库蓄清排浑运行与泥沙问题的总结

本文就三门峡水库蓄清排浑运用以来对调节水、沙的作用,以及对库区和下游河道冲淤的影响等问题进行了分析.通过分析,认为水库蓄清排浑运用对河流的水、沙具有一定的调节作用,可以保持一定的库容长期使用,进行防洪、防凌、发电和春灌等综合利用.同时,水、沙经过水库调节后,可以加大下游河道的造床流量,增加河道的输沙能力,减轻河道的淤积,这是在多沙河流上修建水库的一种比较合理的水库运用方式.     

三门峡水库"蓄清排浑"运用与潼关高程关系研究

多泥沙河流峡谷型水库“蓄清排浑”运用的前提是：水库非汛期回水淤积要控制在一定范围内，淤积河段汛期存在一定的富裕冲刷能力；低水位运用条件下水库具备较大的泄流排沙规模；汛期洪水的量级较大。三门峡水库在“蓄清排浑”运用情况下，能否使潼关河段维持冲淤平衡，关键在于水库非汛期潼关高程自然上升量加水库高水位运用造成的上升量与汛期潼关高程下降量之间的对比关系。近期黄河洪水量大幅度减少，汛期潼关高程下降量小于非汛期自然上升量，在这种情况下，即使高水位影响因素消除，潼关河床冲淤平衡问题也难以解决，因此，必须采取综合措施控制潼关高程。     

三门峡水库蓄清排浑运用的启示

从三门峡水库蓄清排浑运用以来对澶关河床高程及下游河道的冲淤影响分析中表明,水库汛期泄量是控制潼关河床高程的主要条件,当泄量达到天然河道的造床流量时,潼关河床高程才能维持稳定,否则,将自动调整,以适应于来水来沙条件与水库泄流规模的关系。水库进行调水调沙运用,加大水库的排沙流量,可以增加下游河道的平滩流量和输沙能力,减轻下游河道淤积,因而在多沙河流上修建水库,需要一定的泄流规模和调沙库容,合理调节水沙,才可以维持水库长期使用。     

三门峡水库高滩深槽形成过程及因素分析

三门峡水库运用初期形成的高滩深槽库区冲淤形态以及适当的泄流规模,为其蓄清排浑运用创造了条件。三门峡水库高滩深槽形成的过程是滩槽同步淤积抬升后主槽再冲刷下降。影响潼关以下库区主槽容积的主要因素为入库水沙条件、坝前运用水位和水库的泄流能力,当水库未发生滞洪壅水时,来水量的多少对主槽容积变化起主要作用。     

关于三门峡水库若干问题认识与思考

对三门峡水利枢纽工程四十年来的原建、增建、改建过程做了系统回顾和合理划分,对枢纽工程运用探索在有关重点问题进行了综合分析,认为综过增、改建过程和按“蓄清排浑”控制运用后,基本上实现了1969年“四省会议”原定目标,并就小浪底工程投运引起的条件变化,来水来沙变化和三门峡水利枢纽自身运用条件变化,对三门峡水库今后提出了几点参考意见。     

溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库汛期联合排沙调度方式初步研究

采用实测典型水沙过程,对溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库基于沙峰调度和基于汛期“蓄清排浑”动态使用的联合排沙调度方式开展了计算研究。结果表明:基于沙峰调度的梯级水库联合排沙调度方式从定性分析来看有利于提高梯级水库出库沙量,但提高的幅度有限;基于汛期“蓄清排浑”动态使用的梯级水库联合排沙调度方式有利于提高梯级水库出库沙量,且提高的幅度相对较大。通过计算研究提出了基于沙峰调度和基于汛期“蓄清排浑”动态使用的溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库联合排沙调度方案,研究成果可为溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库汛期泥沙调度提供科技支撑。     

三门峡水库运用实践与分析

为适应水沙条件、工程自身及黄河防洪体系的变化,三门峡水库运用方式历经了3次转变,先后进行过蓄水拦沙、滞洪排沙、蓄清排浑及基于蓄清排浑的洪水期敞泄排沙运用。通过探索与边界条件相互适应的运用方式的实践,在水库运用初期造成上游严重淤积的情况下,逐渐消除了不利影响,保持了335 m水库水位下相对稳定的防洪库容,持续发挥着水库的综合作用。建议三门峡水库分步开展非汛期水位320 m及以上的原型试验,释放水库库容调蓄能力,以及开展动态汛限水位、分期汛限水位等试验,进一步提高水能利用效率。     

三门峡水库调度工作回顾和展望

主要总结了三门峡水库1973年以来“蓄清排浑”调度运用工作，回顾了水库在该运用方式下的摸索、完善的变化过程，提出了小浪底水库建成后，三门峡水库调度运用方式的改进设想。     

三门峡水利枢纽运用的经验与启示

三门峡水利枢纽是黄河干流上兴建的第一座水利枢纽工程，经过两次改建并采取蓄清排浑运用方式后，发挥了防洪、防凌、供水、发综合效益。该工程３０多年的运用实践表明，在多泥沙河流上修建水利枢纽工程，必须设足够的泄流排沙设施，采取蓄清排浑调水调沙运用，保持水库长期使用库容，发挥利用利用效益；在水库调度运用过程中，应根据入库水沙情况不断调整运用指标，既要保持库区冲淤平衡，又要使、下泄流量与含沙量相适应，以利于下