小浪底水库淤积形态及库容变化特性分析

对小浪底水库运用以来的淤积形态和库容变化特性进行了分析,结果表明:小浪底库区干流总体呈三角洲淤积形态,横断面形态随自然地形的空间分布、来水来沙过程与水库调度过程的变化而呈现出不同形态;支流纵向倒坡呈逐步加大的趋势,遇不利的水沙系列,干、支流淤积面高差会进一步增大;小浪底库区支流库容占总库容的比例有逐年增大的趋势,应对干支流倒灌淤积及支流拦门沙问题开展深入研究。     

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。     

丹江口水库支流库区的淤积特点与问题

根据丹江口水库1960年与2003年两次全库实测1/10 000地形资料,对丹、汉两库支流淤积及形态进行了分析研究.丹、汉两库支流的总淤积量为2.29亿m3,占全库总淤积量的14.2%.其中汉江库区支流共淤2亿m3,库容淤积损失仅5.5%.支流库区本身的淤积纵剖面呈锥形体,但当干流库区的淤积发展速度快于支流淤积速度时,则干流淤积在支流口门就会产生拦门沙淤积,使支流淤积纵剖面呈两头翘的摇篮型形态.当支流年来水量小于或远小于支流库容时,则支流口门就会形成封闭式的拦门沙.封闭式拦门沙使得支流在低水位运用时,成为消落死套或消落死湖.汉江库区支流库容占39.8%,支流拦门沙问题值得重视与研究.     

小浪底水库运用以来库区淤积形态分析

分析了小浪底水库运用以来库区的淤积形态,结果表明:水库非汛期蓄水拦沙,淤积形态变化不大;调水调沙期间及汛期发生洪水时,淤积形态受水沙条件、边界条件及水库运用方式的影响而调整,截至2010年汛后,小浪底全库区断面法计算淤积量为28.225亿m3,其中干、支流淤积量分别为22.395亿m3、5.830亿m3,支流淤积量占总淤积量的20.7%;库区干流呈三角洲淤积形态,并逐步向下游推进,支流口门淤积较为平整,支流河床纵剖面沿流向呈现一定的坡降;畛水沟口形成了高10.5 m的拦门沙坎,建议开展畛水拦门沙坎的防治研究。     

小浪底水库开发任务的库容要求分析

分析认为，小浪底水库逐步抬高汛期水位沙和调水调沙运用，库区为锥体淤积，由下而上、由低而高逐步淤积，比降变小，主汛期运用水位２５４ｍ，形成高滩槽形态，不影响三门峡坝下水位；支流拦沙库容充分淤积，拉沙库容约８０亿ｍ＾３，若水库一镒抬高水位或主汛期高水位蓄水拦沙，水库为三角和带状淤积，在淤积向坝前推进过程中，洲面淤２高，淤积上延，河床比降增大。为了不影响三门峡坝下水位，主沁期运用水位要降至２４０～２６０     

小浪底水库淤积形态优选与调控

围绕小浪底水库调度问题,从优化水沙组合、支流库容充分利用、减缓水库淤积等方面对水库淤积形态进行了优选,提出了可长期保持该优选形态的水库调控技术与方式,并科学地评价了水库调控优化方式对库区及下游河床冲淤的影响效果。20 a设计水沙系列数学模型计算与物理模型试验结果表明:与基础方案相比,优化方案可使小浪底水库减少淤积量10.2亿~12.7亿m3,入海沙量增加6.7亿t,在延长水库拦沙库容使用年限、增大入海沙量等方面效果较优。     

小浪底水库支流河口淤积特性分析

文章对小浪底水库支流河口淤积变化特性进行了分析,从理论和实测数据分析反映,小浪底水库在没有完成拦沙淤积库容前,受水库运行方式的影响,主河道出现明显刷槽几率不大,干流主要以淤积粗沙为主,支流河口形成明显拦门沙坎的条件不具备。小浪底库区支流淤积以异重流倒灌淤积为主,在目前不具备采用工程措施的条件下,调节水沙关系,利用支流拦沙库容淤积粗沙是延长小浪底拦沙库容使用年限的重要途径之一。     

小浪底水库淤积形态对库区输沙的影响

对小浪底水库拦沙后期淤积形态对库区输沙的影响进行了分析。结果表明:在同淤积量与同蓄水量条件下,近坝段存在较大库容的三角洲淤积形态,在发挥水库拦粗排细减淤效果及优化出库水沙过程等方面要优于锥体淤积形态;在适当的条件下,应通过控制运用水位降低侵蚀基面,形成自下而上的溯源冲刷,恢复三角洲顶点以下库容,尽可能长期保持三角洲淤积形态。     

拦蓄大洪水对东庄水库库容影响的试验研究

东庄水库洪水期入库流量及含沙量较大时,水库拦蓄洪水将对库区淤积形态及库容产生较大的影响。通过实体模型试验对上述变化进行了试验研究,结果表明:东庄水库的河床形态,特别是平面形态对排沙十分不利;库区排沙形式为典型的异重流排沙;水库防洪运用时排沙比较大,但由于来沙量较大,因此将损失一定的库容。     

三峡水库库区支流磨刀溪河口泥沙淤积特性及成因研究

三峡水库库区支流众多,水库蓄水后大部分支流河口段淤积明显,少数形成类似拦门沙的淤积体,对水库库容及支流航运会造成一定影响。以磨刀溪为例,分析其河口泥沙淤积特性及成因。结果表明,2006-2011年磨刀溪河口段约10 km范围内河床淤积泥沙247万m~3,2002-2015年河口段深泓平均抬高7 m以上,口门断面最大抬高约14.4 m,淤积幅度大于干流河段。2002-2011年磨刀溪河口段淤积的泥沙以干流倒灌来沙为主,支流来沙占淤积量的比例不超过32%;随着干支流来沙量减少,其河口泥沙淤积将趋缓。     

万家寨水库泥沙问题综合研究

采用类比分析、数学模型计算、物理模型试验等方法,对万家寨水库泥沙问题进行综合研究,结果表明:水库设有一定规模的泄流排沙装置;采用定期冲刷或日调节的运用方式,充分发挥大洪水的冲刷作用;控制淤积末端在较陡的河段内;水库可以实现冲淤平衡并长期使用,库区支流红河口不会形成拦门沙坎。正常高水位及死水位分别在980m和957m以下,汛期采用调水调沙运用时,可以保持2亿m~3以上的调节库容。     

小浪底水库对下游河道的冲刷效果及趋势预测

对小浪底水库对黄河下游河道的冲刷效果及趋势进行了分析和预测,结果表明:①小浪底水库投入运用以来,通过水库拦沙和调水调沙,黄河下游冲刷效果明显,至2010年10月,黄河下游河道累计冲刷泥沙19.4亿t,2 000 m3/s同流量水位下降1.6 m左右,下游河道主槽最小过流能力由2002年汛初的不足1 800 m3/s提高至4 000 m3/s;②在小浪底水库主要拦沙期的2008—2020年,下游河道基本不淤积,2020年以后下游河道快速回淤,在2028年左右回淤量达到建库前水平,届时小浪底水库拦沙期恢复的4 000 m3/s左右的中水河槽将难以维持。建议尽早开工建设古贤水利枢纽,争取在2025年前后建成生效。     

黄河小浪底水库库区水流泥沙运动规律分析

结合1997～2001年黄河小浪底水库库区水文泥沙测验资料,采用水文分析的方法,分析施工运用期、蓄水运用初期等不同时期库区各因子站的水流泥沙运动特征、库区泥沙淤积量及其淤积形态和水库初期运用的回水影响等,并着重分析2000年洪水期含沙量变化过程以及库区泥沙淤积上延现象,初步得出库区不同时期的水流泥沙运动基本规律.由于受当时设站规模的限制,库区水文泥沙资料尚存在不足.今后需加强小浪底水库泥沙淤积状况的监测,收集更广泛的库区水流泥沙资料,为制定小浪底水库运行调度方式奠定基础.     

优化小浪底水库调水调沙运用方式的建议

对小浪底水库运用以来黄河下游河道冲刷情况及调水调沙运用存在的主要问题进行了分析,并对调水造峰期间下游河床冲淤特性进行了研究。结果表明:经过小浪底水库10 a调水造峰与清水冲刷,黄河下游河道主槽排洪能力已经得到有效恢复,为利用洪水排沙创造了有利条件;连续10次调水调沙,冲刷效率逐步降低,且存在排沙期下游河道淤积、流量沿程增大等问题。洪水具有"涨冲落淤"的输沙特性,因此小浪底水库应改变目前落水时加沙的调水调沙运用方式,尽量在洪水涨水期集中排沙出库,一般情况不要再放平头峰,以提高下游河道的输沙效率。     

2000年黄河下游河道冲淤及河床演变情况分析

根据1999年11月－2000年10月黄河下游的监测资料，分析了小浪底水库的出库水沙特点，全面研究了下游河道冲淤，床沙粗化，河道断面形态变化及河热变化，对小浪底水库调水调沙运用的减淤效果进行了分析计算。同时，就2000年10月－2001年2月向天津紧急供水对减淤的影响也作了分析研究。研究表明，尽管这一时期进入黄河下游的水量为历史最枯，但黄河下游仍减淤2．16亿t，而且未出现大的河势变化及工程险情。     

新时期三门峡水库的地位和功能

三门峡水库投入运用以来，在确保黄河下游防洪、防凌安全等方面发挥了巨大的作用，在水库调度、机组抗磨蚀等方面取得了丰硕成果，为多泥沙河流水库如何长期保持有效库容探索出了一条成功之路。小浪底水库修建后，根据黄河治理开发规划及黄河下游洪水处理调度和水资源综合利用的要求，三门峡水库仍须承担相当繁重的任务：①按照小浪底水库设计要求，只有当小浪底、三门峡、故县、陆浑4座水库联合调度时，黄河下游才能达到千年一遇防洪标准。小浪底水库死库容淤积完后，需要三门峡水库配合运用的防洪库容将更大。②当黄河下游发生严重凌情时，小浪底正常运用后的库容不能满足下游防凌的要求，仍需要三门峡与小浪底两水库联合控制。③随着黄河流域经济的快速发展，三门峡水库将在未来的供水体系中占有十分重要的位置。④三门峡、小浪底和西霞院3座水利枢纽将组成梯级水库群，小浪底水库承上启下，发挥中心枢纽的作用，但小浪底水库库容也是有限的，一些问题仍需要三门峡水库配合才能得到解决。此外，三门峡水库建库初期，破坏了当地的自然环境，而投入运用40多年来，非汛期蓄水，汛期降低水位，经过自然的修复和人工的建设，在库区形成了独特的生态系统和自然环境，在库周形成了依托水库发展的社会经济模式，因此三门峡水库不仅承担着流域治理开发而赋予的任务，而且对库区自身的发展起着重要作用：①保护和改善库区湿地生态环境。②为库区沿岸工农业用水提供保障。③改善库区水质。④支撑三门峡市的发展。     

三门峡水库非汛期运用水位研究

小浪底水库的投入运大大减轻了三门峡水库对于黄河下游防洪，防凌的负担，但远不能彻底解除。三门峡水库在不影响潼关河床高程、维持槽库容冲淤平衡及有利于黄河下游淤的前提下，应当配合小浪底水库充分发挥它们的综合利用效益，经研究，适当抬高每年3－5月库水位，利用桃汛期后洪水将库水位从315m抬至319m，则在净增加两库总发电量的同时，对潼关河床高程在丰水年比目前水平低的情况下仍无不利影响。若将库水位抬至321m，则对目前水平的潼关河高程基本上也无不利影响。     

MATHEMATICAL MODEL OF RIVER BED CHANGE DOWNSTREAM OF XIAOLANGDI RESERVOIR

1. INTRODUCTIONThe Xiaolangdi Reservoir plays an important role in the overall arrangement of the Yellow River training and development. In the operation period reasonable operation mode for the reservoir need to be studied. Considering the characteristic…