论黄河小浪底水库拦沙后期的运用及水沙调控

小浪底水库是确保黄河下游防洪、减淤的关键性工程,2007年已进入拦沙后期。为了尽可能地延长水库的使用寿命和减少下游河道的淤积,以最大限度地发挥小浪底水库的作用,制定合理的水库运用方式是非常重要的。回顾了小浪底水库运用以来的贡献和新情况,评述了拟定的水库运用方式的研究成果,根据三门峡水库和黄河下游河道数十年来的冲淤变化的实践经验,提出了小浪底水库拦沙后期运用方式的原则和水沙调控的建议。     

黄河小浪底水库运用方式研究

小浪底水库的开发任务是以防洪(含防凌)、减淤为主,兼顾供水、灌溉和发电,除害兴利,综合利用。本文提出以减淤运用为中心,充分有效地运用拦沙库容进行拦沙和调水调沙,尽量有效地延长水库运用拦沙库容的年限,提高黄河下游河道减淤效益,统筹多目标运用。主汛期主要进行防洪、减淤运用,调节期主要进行防凌、供水、灌溉和发电运用。     

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。     

黄河小浪底水库拦沙后期运用方式探讨

简要分析了小浪底水库拦沙后期"多年调节泥沙,相机排沙出库"运用的必要性,初步拟定了水库调节指令,结合水库及下游河道淤积发展过程预测,探讨了拟定运用方式的合理性。     

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。     

小浪底水库拦沙期减淤运用方式探讨

小浪底水库运用方式不同于一般水库的特点在于它的减淤２调节，它吸取了三门峡水库的经验教训，采用逐步抬高汛期运用水位，以有利于山东河道减淤为目标，汛期调节出库流量集中于６００ｍ＾２／ｓ、２５００～４０００ｍ＾３／ｓ两级流量。洪水是黄河来沙与下游河道淤积的主体，为使水库多拦对下游有害的粗泥沙、多排对下游无害的细泥沙，可采取拦粗排细的运用方式，即根据水情预报，当出现流量大于２５００ｍ＾２／ｓ的洪水时，提前     

《小浪底水利枢纽拦沙初期调度规程》中的若干问题

根据《大中型水电站水库调度规范》的要求，需要编制《小浪底水利枢纽拦沙初期调度规程》。结合小浪底水库运用方式研究成果和下闸蓄水近4年的实际运行情况，经分析研究认为：《小浪底水利枢纽拦沙初期调度规程》的制定应建立在确保工程安全的基础上，全面分析论证拦沙初期调度运用特点，尽可能形成并维系坝前及塔前冲刷漏斗区，正确处理淤沙库容合理运用与调水调沙的关系，注意体现调度指令和调度计划的区别，建议采用并提高阶段汛限水位。     

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。     

小浪底水库“拦沙后期”水沙调控运用的思考

阐述了小浪底水库对黄河下游防洪减淤的贡献和当前下游河道出现的新情况。根据三门峡水库的经验,提出在"拦沙后期"水库下泄泥沙的级配控制、扩大下游河道的输沙能力、水库高含沙调控等水库水沙调控可能遇到的挑战。建议在"调沙减淤"的理念下,制定新的水库水沙调控模式和运行方式,建立包括水库以及下游河道在内的一整套水沙调控决策系统,以尽可能地延长水库寿命和确保下游河道的长治久安。     

新时期黄河调水调沙思考与建议

黄河调水调沙连续开展二十余年,是协调黄河水沙关系行之有效的措施,在减淤、塑槽、生态等方面发挥了显著效益。但新时期黄河水沙情势异变,水库及河道边界条件也发生调整,调水调沙面临冲刷效率下降和后续动力不足两个突出问题。为适应新时期新形势变化,有必要对调水调沙进行优化创新,以更好地发挥其长期综合效益。采用实测资料分析的方法,结合工程实际调度经验,提出基于现状水沙调控工程体系优化调水调沙的措施,包括小浪底水库多排沙提供沙源以及挖掘干流水库群潜力为调水调沙补充后续水流动力。从保障黄河长久安澜的角度,提出完善调水调沙的建议：一是加快推动骨干工程建设,完善水沙调控体系;二是积极创新调水调沙运用模式,动态优化调控指标。上述工程措施和非工程措施的结合,可有效解决黄河泥沙治理难题。     

论小浪底水库拦沙和调水调沙运用中的下泄水沙控制指标

分析了黄河下游河槽水力形态与流量和含沙量的关系;黄河下游河槽输沙能力与河槽水力形态、泥沙沉速和来沙系数的关系.按照黄河下游各河段的河槽水力形态和输沙能力与流量、含沙量和泥沙沉速的关系,优化水库拦沙和调水调沙相结合的调度,组合形成黄河下游河槽长距离输沙减淤和不淤积的流量、含沙量和泥沙沉速的水沙过程,可以给出水库拦沙和调水调沙的水沙控制指标.     

小浪底水库运用后输沙用水量可以大量节省

经过我国几代人对黄河泥沙输移的研究和实践,认识己有重大突破,即可以利用高含沙水流输沙入海,节省输沙用水量,减缓河道淤积,为解决黄河下游防洪展现出美好的前景.为小浪底水库采用泥沙多年调节,充分利用下游河道的输沙潜力,利用汛期大流量输送高含沙水流入海提供了可能,是解决黄河下游泥沙问题节省输沙用水的有效技术途径.在黄河下游水资源十分紧张的情况下,使平水年、枯水年小浪底水库不排沙,全部水量用于兴利和环境用水.方案计算表明采用1970-1996年实测系列,水库开始排沙后,年均输沙用水量为43亿立米,丰水年排沙用水量达128亿立米,最小者为16亿立米.利用丰水年洪水输沙将从根本解决输沙用水量与下游河道工农业用水之间的尖锐矛盾.     

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。     

小浪底水库排沙对下游鱼类的影响研究

采用现场调查和室内实验相结合的方法研究了黄河小浪底水库排沙期间下游河流出现鱼类死亡现象的原因。2010年度小浪底水库排沙期间,下游出现了高含沙水流过程,伴随出现了鱼类死亡现象,调查发现受影响鱼类有5目5科11种。水库排沙期间的含沙量、溶解氧变化过程的现场调查及室内实验结果表明,小浪底水库排沙时细颗粒泥沙含量较高,堵塞和损坏鱼鳃是导致鱼类死亡的原因之一。当含沙量大于80kg/m3时,水体溶解氧下降至鱼类生存所需下限2mg/L以下,鱼类在短时间内缺氧而死亡;当含沙量低于60kg/m3时,根据现场调查结果及相关人员经验判断水库下游河道内不会出现鱼类死亡漂移现象。水库排沙期间,下游河道水体的含沙量与溶解氧浓度具有较好的相关性,即河道水体的溶解氧浓度随着含沙量的增加而减少,可通过控制出库含沙量及其持续时间减轻水库排沙对鱼类的影响。     

小浪底水库对山东引黄灌区泥沙淤积的影响及治理

分析黄河小浪底水库 2 0 0 1年运用后 ,在清水冲刷期对下游河南、山东河道泥沙淤积的影响 ,以及由此产生的山东引黄灌区粗沙入渠和渠首沙害加重的严峻形势 .提出建设好引黄泥沙治理的灌区分级水沙监测站网体系、渠首引水防沙体系、沉沙池及平原调蓄水库体系、渠系输水输沙体系、机械清淤技术质量监督体系、泥沙综合利用体系、灌溉节水减淤优化工程体系、泥沙治理资金投入体系的对策     

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.     

小浪底水库泥沙管道高效输送的合理参数分析

针对管路中沿程实时变化的含沙量和颗粒级配情况,借鉴以往的研究成果,从管路中泥沙的冲淤变化、悬浮特性等多角度分析确定了管道输送泥沙的临界不淤流速;并采用实测值与模型计算值对比拟合的方法,确定了用费祥俊的临界不淤流速计算模型来分析本次管道输送的临界不淤流速;最后,以理论与实践结合提出小浪底水库泥沙管道高效输送的管径和含沙量,为今后试验或生产实践提供参考依据。提出了管径为0.325m和0.63m两种不同工况的高效输送参数:含沙量均为620kg/m~3,中值粒径范围0.051 2~0.062 9mm,D90为0.14mm,输送流速分别可在1.75~2.08m/s和2.08~2.2m/s之间进行调节。对应最大月排沙量分别为8.95万t和34.72万t。     

黄河小浪底水库深水泥沙处理技术与装备构想

对国内外挖泥装备发展概况进行了简要介绍,提出了对小浪底水库泥沙处理较为适宜的泥沙扰动技术和气力提升技术,并对其原理、效率、应用等进行了说明。同时对应用这些技术构成的水力扰动气升式挖泥船在小浪底水库的应用进行了初步研究。