近期三门峡水库运用的几个问题讨论

本文地对近期潼关高程居高不下，下游河槽萎缩等问题，根据实测资料分析得出：潼关高程升高对库容损失影响不大，科学进行了水库调度，改善库区冲淤分布，可以进行综合利用；三门峡水库“蓄清排浑”运用，对下游河道的冲淤影响，经历了减和增淤两个阶段，近期水库汛期采用“洪水排沙，平水发电”运用，初步分析对下游河道有一定的减淤作用。     

三门峡水库高含沙洪水的排沙特性研究

水库排沙是减少水库淤积、维持库容的必要措施。在三门峡水库运用的各个时期,高含沙洪水的不同排沙特性对水库淤积和冲刷产生了显著影响。在总结1961—2013年潼关水文站95场高含沙洪水特点的基础上,分析了1961—1969年三门峡水库运用初期22场高含沙洪水壅水排沙特点和1974—2013年38场高含沙洪水的畅泄排沙特点,提出了高含沙洪水的壅水排沙比计算式和畅泄排沙出库输沙率计算式。结果表明,壅水排沙比与考虑水库初始蓄水体和洪水过程蓄水体变化的滞留时间综合因子之间关系密切,畅泄排沙出库输沙率与水沙因子成正比关系。研究三门峡水库高含沙洪水的排沙特点,可为小浪底水库等多沙河流水库的运用提供借鉴。     

黄河下游河道大断面平滩流量推算新方法

为尽可能准确地计算黄河下游各河段尤其是瓶颈河段的平滩流量,推求了河道大断面平滩流量计算的新方法。结论认为：①用曼宁公式等方法计算诸如黄河下游河道这样的河流大断面的平滩流量会带来很大的偏差;②用相对水位流量关系来反映断面与绝对高程无关的水位流量关系,认为相对水位流量关系沿程是逐渐变化的;③提出了在汛期利用经过分析取舍后的出水高度资料计算平滩流量的实时校正的方法,但这种方法计算的平滩流量多数情况下偏于保守;④新方法的计算结果很大程度上依赖于观测资料的精度和可靠性,因此,在利用实测资料之前需要对其进行具体分析。     

小浪底水库运用以来高村—艾山河段冲淤演变

研究了小浪底水库运用以来黄河下游高村—艾山河段泥沙冲淤演变情况和冲刷强度的变化趋势。结果表明:在非汛期,黄河下游发生冲刷的河段主要在高村以上尤其是夹河滩以上,高村—艾山河段大致维持冲淤平衡状态,而艾山以下河道则发生淤积;调水调沙使高村—孙口河段由微淤状态进入微冲状态;孙口—艾山河段由微冲微淤状态变为冲刷状态;从冲淤强度沿程分布看,高村—孙口河段1999年10月至2006年10月间汛期和非汛期均为冲刷,孙口—艾山河段汛期冲刷而非汛期略为淤积。     

黄河水库一维泥沙数学模型的初步研究

根据黄河中下游的水沙特点和水库泥沙的冲淤规律，建立了黄河水库一维泥沙冲淤数学模型。模型在动床阻力，水流挟沙力，冲淤量的横向分配以及水流，泥沙控制方程的离散，求解等方面进行了探讨，用三门峡水库潼关以下库区１９７４－１９８８年的实测水沙系列对模型进行了验证计算，结果表明，模型在冲淤总量，冲淤过程以及纵向冲淤分布等方面计算值与实测值均符合良好，应用模型计算三门峡水库在四种不同运用方案下库区的冲淤情况，计     

黄河高村以下河段河槽淤积成因分析

河槽是黄河下游排洪输沙的主要通道,而1986年后河槽严重淤积使下游致灾洪水量级大幅降低.基于:1965年-2007年实测资料和河流泥沙动力学理论,现对高村以下河段河槽淤积原因进行了分析,发现其河槽淤积几乎全部发生在非汛期;引黄灌溉和高含沙洪水分别是非汛期和汛期河槽淤积的主要原因,20世纪90年代后期断流加剧则使高村-艾山段淤积比例明显增大,因此,为实现减淤,一要严格控制平水期花园口流量不超过700～900 m3/s、杜绝断流,二要保障汛期大流量洪水,三要合理调控高含沙洪水.黄河孙口以上河段"上陡下缓",若遭遇"孙口以上各河段水面宽相差不大",必然出现"上冲下淤"现象;以往该情景主要发生在平水期,但因小浪底水库持续清水刷深河槽,目前此现象甚至发生在流量3 500～4 000 m3/s的洪水期,因此建议小浪底水库以"维持下游河槽微冲微淤"为原则尽早提高其排沙比.     

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。     

黄河上游巴彦高勒至头道拐河段输沙优化调控研究

近年来黄河上游宁蒙河段主槽淤积,中小流量下水位明显抬高,洪涝灾害频发。通过建立黄河上游巴彦高勒到头道拐河段水沙数学模型,研究了不同水沙条件下该河段的累计排沙比和累计冲淤量,得到了来水来沙条件与输沙效果的相关关系,计算不同流量下优化输沙的临界含沙量。在此基础上,提出了河道输沙效率指标,得到了适合巴彦高勒至头道拐河段输沙的洪水流量与洪水冲沙历时。研究结果表明,巴彦高勒到头道拐河段水库调节宜采用10天作为冲刷的单位时间,即每次冲刷时间控制为10天,汛期采用多次冲刷,河道输沙效果较好。     

利用洪水排沙治理黄河下游河道的工作建议

根据黄河河槽窄深特点,提出了利用洪水排沙入海为主的治理建议,使黄河的泥沙尽量调节到洪水期输送。这样,小浪底水库在平时可以蓄水拦沙,兴利发电,在洪水时集中排沙。由小浪底水库运用以来（2000～2009年）下游河道河床冲淤变化数据进行分析得出,要充分利用洪水排沙,水库应有充足淤积量,水库运用水位应控制在死水位与设计防洪限制水位254m间变化。由于洪水输沙存在“涨冲落淤”的输沙特性,水库调节时应尽量把泥沙加在涨水期,洪水来时应先放空水库,利用洪水“涨冲”的特性多排沙,一般情况不要再放平头峰,尤其要防止落水时加沙。     

畸形河势对河道排洪能力的影响及对策

以黄河下游的畸形河湾为例,阐述了畸形河势对河道排洪能力的影响。分析表明:①畸形河湾造成的弯曲河势的存在是短期内局部河段排洪能力降低的重要原因,必须予以高度重视;②施行裁弯可消除畸形河湾的不利河势,迅速提高河道排洪能力;③在河道整治中,规划流路过分弯曲对河道排洪能力的不利影响需要引起足够重视,在某些河势一直难以得到控制的河段,采用双岸整治的河道整治方法是从根本上消除不利河势再度发生的有效措施。