三峡库区梅溪河河口干支流界面水流特征

通过对三峡库区中部典型支流梅溪河库湾水动力参数及水体温度、浊度数据进行分析,研究水库运行各时期梅溪河河口干支流界面水流特性,探讨其影响因素以及水交换对库湾的影响。结果表明:梅溪河河口双向水流特征明显,在温差异重流、干流惯性作用以及库区水位变动等因素影响下,干支流界面水流强度、进出水体间界面结构及形态在不同运行期有显著差异;由于双向水流结构的存在,尽管梅溪河河口干支流界面净流量较小(多小于100 m~3/s),但是干支流水体的交换量相对显著,介于314.17~535.26 m~3/s之间,可达净流量的4~40倍;在净流量最小的低水位运行期,干流倒灌水体基本能到达支流库湾常年回水区的末端。     

水库异重流的三维数值模拟及影响因素分析

不同水沙条件下异重流的潜入位置以及潜入后流速和含沙量的垂向分布规律是研究异重流运动规律的关键要素,对优化水库异重流的排沙调度、提高水库运用效益等至关重要。本文利用SCHISM三维水沙数学模型对水库异重流水槽试验进行了数值模拟,结果表明模型能够得到符合实际情况的垂线流速和含沙量分布,且异重流潜入后的平均厚度、平均流速和平均含沙量均与实测值吻合较好。对异重流模拟结果的分析发现,入口流量和含沙量的增加造成异重流运动速度越快,而入口含沙量的减小和流量的增加会造成异重流厚度增加。异重流垂向流速和含沙量的无量纲化分布受到入口水沙条件的影响,表现在其与断面Froude数的相关性,Froude数越大,则最大流速点与河床的距离越小,最大流速越大;含沙量致密层的厚度越小,对应的含沙量也越大。此外,潜入点位置也受入口水沙条件的影响,表现在潜入水深与入口水深之比随入口Froude数增加而增加的定量关系,由此可以利用入口水沙条件预报异重流潜入的位置。研究结果不仅验证了SCHISM模型用于模拟水库异重流运动的优势,而且丰富和完善了关于异重流潜入点位置及流速和含沙量垂向分布受入口水沙条件影响的变化规律。     

两步计算模式下的三门峡水库异重流模拟

摘 要：针对传统的水深平均异重流模型在实际应用中获取上游边界条件的困难,提出了两步计算模式下的水库明流与异重流耦合模型。浑水明流段与异重流段交替运算,利用潜入点弗汝德数与体积比含沙量的关系作为判别条件确定异重流段的上游边界位置与相应水沙条件,在设置下游边界条件时使用极限吸出高度公式计算异重流出流流量。采用该模型计算了三门峡水库两次异重流的形成、发展与消退全过程。模型预测的异重流潜入位置与观测结果一致,对库区内三个监测断面的异重流到达时间做出了较为准确的预测。计算的清浑水层交界面高程和含沙量过程与实测结果相符,模拟结果反映出浑水水库发生时异重流排沙效率降低的现象。因此该模型可用于水库异重流过程模拟和排沙方案设计。     

刘家峡水库排沙规律及效果分析

利用长系列实测资料分析了洮河异重流运移规律和刘家峡水库低水位拉沙的特点,建立了异重流持续时间的计算公式,较好地指导了水库排沙调度。分析表明:1969—2010年洮河汛期共来沙4.267亿t,通过异重流排沙3.542亿t,低水位拉沙0.430亿t,共计排沙3.972亿t,占总来沙量的93%。同时,对今后刘家峡水库的排沙研究提出了建议:1开展洮河口排沙洞运行初期排沙方案研究;2开展黄河干流异重流测验与研究。     

洮河异重流倒灌对刘家峡库区河床变化的影响

刘家峡库区黄河支流洮河为多沙河流,入汇黄河后形成异重流向上游倒灌,使洮河口至黄9断面形成倒比降,对库区河床变化及淤积形态产生较大影响,常规一维数学模型不能反映洮河异重流倒灌对河床变化的影响。根据能量方程结合谢才公式,提出了异重流侧向潜入后倒灌流量的计算方法,构建了包含异重流模块的一维非恒定流水沙数学模型,采用1982—2013年实测资料对刘家峡库区进行了冲淤计算。结果表明:计算结果与实际吻合较好,库区黄河各河段淤积分配计算结果与断面法实测结果基本一致,较好地模拟了黄4断面的淤高及黄河干流淤积三角洲向坝前的推进;洮河异重流倒灌对刘家峡库区黄4—黄9库段河床冲淤变化影响极为明显,计算过程中必须考虑异重流倒灌问题。     

新仪器在小浪底水库异重流测验中的应用

小浪底水库异重流测验中,根据实际需要,引进改造或研制了测验异重流的清浑水界面探测器、四仓无线遥控采样器等专用仪器,这些仪器具有操作简单,容易掌握,维护方便,经济实用,快速高效等特点,应用取得了较好的效果.     

闹德海水库异重流排沙方案

异重流排沙是水库排沙运用的一个重要排沙方法,通过查阅具体资料,分析了闹德海水库异重流排沙方案的实际效果,结果表明,水库对日均流量<100 m3/s或日均含沙量<100 kg/m3的洪水可以进行异重流排沙。     

浅谈冯家山水库淤积现状及减淤措施

通过介绍我国水资源的现状,强调了保护水库水资源的重要性。通过分析冯家山水库的淤积现状和淤积特点,对水库的淤积的原因及发展进行了总结,最后针对合理减於作者提出了自己的思考。     

土地处理系统流态试验及异重流的影响

在土地处理系统的反应器中进行流态试验,考察适用于土地处理系统流态试验的方法,并挑选重现性好的示踪剂.试验结果表明,土地处理系统水流流态为推流式,体积效率达到95%以上,轴向扩散属于中等分散程度,但存在一定的滞留区.采用阶跃法进行流态试验会由于异重流的影响使试验结果不能反映出反应器的真实流态：采用升流式运行,升阶法会增加平均停留时间,具有很好的推流效果和很低的扩散系数,降阶法则相反;降流式运行,降阶法增加了平均停留时间,有更大的体积效率,升阶法则降低了水流推流效果.因而阶跃法不适合土地处理系统的流态试验.脉冲法采用罗丹明B作为示踪剂的试验结果比NaCl具有更好的重现性、更加准确.     

水库异重流和浑水水库排沙数值模拟技术研究

为解决原有库区一维数学模型异重流计算结果不很合理的问题,在一维模型中引入了孔口出流的概念,对浑水水库库区进行了分层计算,并探讨了小浪底浑水水库排沙的计算原理和计算方法。实例计算结果表明,采用该方法得出的出库含沙量过程基本合理。