从巴家嘴水库除险加固谈来水来沙特性与多沙河流水库泄流规模论证

足够的泄流规模是多沙河流水库保持有效库容,发挥长期综合效益的必要条件,确定泄流规模时应充分认识其来水来沙特性。巴家嘴水库位于高含沙的蒲河上,建成后曾多次除险加固,目前水库防洪能力不足,正在进行再次除险加固前期工作。本文通过对巴家嘴水库来水来沙条件的认真剖析,总结其多年来设计运行经验,多角度论证了各特征水位泄流规模,从而给出了多沙河流水库泄流曲线的设计典例。提出了多沙河流水库泄流规模设计不仅要确定水库最高蓄水位下总泄流规模,还要确定水库死水位、汛期限制水位、淤积平衡后平滩水位泄流规模。各级特征水位下满足排沙、减淤、保持有效库容泄量要求的水库泄流曲线是多沙河流水库泄流曲线的显著特点。

黄河干流梯级开发构架与泥沙控制布局研究

大量实测资料分析表明,黄河流域主要的产沙区间为河口镇至潼关区间,黄河支流按入黄沙量大小排序为渭河、无定河、窟野河、北洛河、祖厉河、皇甫川、延河、清涧河、洮河、汾河等。对黄河干流36个梯级开发工程、13条主要来沙支流224座水库研究表明,干流龙羊峡、刘家峡、大柳树、碛口、古贤、三门峡、小浪底等七大骨干工程的总库容为944.97亿m3,总有效库容为472.26亿m3,拦沙库容为466.65亿m3,分别占36个梯级水库拦沙总库容的91%9、3%、90%。小浪底水库虽然具有巨大的拦沙库容,但是其上游水库或者未建、或者淤满、或者位于来沙区上游,因此其拦沙压力巨大,剩余拦沙年限仅10余年。小浪底水库淤满后,黄河泥沙将失去控制,会对黄河下游防洪构成危害。

沁河下游河道冲淤规律分析

沁河是黄河下游的一级支流 ,是黄河三门峡至花园口区间主要的洪水来源。沁河泥沙含量较少 ,其下游却是地上悬河。近年来沁河下游河槽严重萎缩 ,排洪能力降低 ,防洪形势颇为严峻 ,主要原因是 :黄河的淤积引起了沁河下游的溯源淤积 ,使丹河口至西张计为微冲微淤 ,西张计至小董为微淤 ,小董以下为淤积。

小浪底水库库区及下游河道冲淤变化研究

利用小浪底水库运用以来至2008年的实测资料,对库区及下游河道的演变情况进行了研究。结果表明:①截至2008年4月,小浪底库区共淤积泥沙23.22亿m3,干、支流淤积比例分别为84.3%、15.7%;②小浪底水库干流淤积形态为水库回水末端附近的三角洲淤积及三角洲以下的异重流和浑水水库的淤积体;③小浪底水库下闸蓄水运用以来,黄河下游各河段均发生了冲刷,利津以上河段冲刷15.89亿t;④截至2008年汛初,花园口以上河段平滩流量已增大至6 000m3/s,花园口—高村河段平滩流量增大为4 500 m3/s左右,高村—艾山为3 800 m3/s左右,艾山以下大部分河段为4 000m3/s以上;⑤2002—2005年小浪底水库调水调沙年均增加黄河下游冲刷量0.18亿t。

巴家嘴水库来水来沙特性与水库泥沙数学模型设计

巴家嘴水库位于高含沙的蒲河上,来水来沙具有山区河流、黄土高原的双重特性。洪水暴涨暴落,峰高、量小、历时短,洪水含沙量高,小洪水带大沙是巴家嘴水库入库洪水的显著特点。在建立水库泥沙冲淤计算数学模型时应给予充分考虑。本文通过对巴家嘴水库来水来沙特性的认真剖析,终结以往巴家嘴水库设计中教训,提出建立水库泥沙冲淤计算数学模型时,时间步长对计算结果又较大的影响,不同的来水来沙特性对时间步长的要求是不同的,山区高含沙河流,洪峰尖瘦,洪水期含沙量高,数学模型设计时,时间步长应采用洪水期实测时间步长。

跨河桥梁防洪影响浅析

在河道上修建桥梁,直接影响河道的行洪是否顺畅及堤防的安全。壅水和冲刷是影响河道行洪、堤防安全的两个主要方面。本文简要介绍了跨河桥梁防洪影响的计算方法,并以太澳高速某跨河大桥为例,分析其建桥后的壅水和冲刷现象对河道行洪和桥梁本身的影响。

小北干流放淤试验工程退水闸调度指标论证

根据黄河小北干流来水来沙特性、2004年放淤试验总结以及多沙河流水库分组沙排沙关系，确定不同的来沙组成条件下，全沙排沙比控制指标应在40％～70％间变化。同时，提出了增大淤区粗沙淤积比例的退水闸调度指标：①当预报龙门站来沙中粗沙含量大于40％、全沙排沙比达到40％时，增加退水闸2孔闸门的1层叠梁；②当预报龙门站来沙中粗沙含量大于30％、全沙排沙比达到60％时，退水闸叠梁加高1次；③当预报龙门站来沙中粗沙含量小于30％、全沙排沙比达到70％时，退水闸叠梁加高1次。

再生离子交换树脂主要物理及力学特性试验研究

为系统、全面地了解再生离子交换树脂模型沙的主要物理及力学特性,参照河流泥沙动力学、土力学相关知识和规范,采用模型沙粒度分析、量筒、玻璃水槽试验及室内土力学试验等方法,对其粒径级配、膨胀率、密度、干密度、起动流速、水下休止角、抗剪特性等进行了试验研究。得到如下结论:(1)原状再生离子交换树脂密度为1.234 t/m^3,直径为1.0~1.2 mm,经机械粉碎后可测得的最小粒径为0.005 mm;(2)原状再生离子交换树脂在水中的膨胀率为5.1%,膨胀性较强;(3)量筒法测得中值粒径d_(50)=0.100~0.370 mm的再生离子交换树脂的干密度值基本稳定在0.540 m^3/t左右,但在有压条件下或淤积时间过长时,其干密度值有较大幅度的增加,其中d_(50)=0.100 mm的再生离子交换树脂的起动流速随淤积时间的延长有较明显的增加,不利于长周期的试验;(4)d_(50)=0.100~0.370 mm的再生离子交换树脂的水下休止角为11°00'00″~33°10'00″,与天然沙的水下休止角值接近;(5)d_(50)=0.100~0.270 mm的再生离子交换树脂在1 m高水压条件下固结24 h后,其黏结力为1.44~3.24 k Pa,内摩擦角为14.49°~27.55°,树脂颗粒间黏性较小,淤积体的凝聚主要依靠摩擦阻力的作用。

黄河泥沙处理和利用配置方案研究

根据不同时期入黄泥沙处理和利用的状况和特点,提出对黄河泥沙应采取"拦、调、排、放、挖"等多种措施综合处理和利用。通过不同方案及泥沙治理效果的比较,研究提出了2030年前采用水土保持特别是多沙粗沙区拦沙工程拦沙、骨干水库拦沙,以及调水调沙、河道排沙、放淤、挖河疏浚及泥沙利用等多种措施相结合的综合处理和利用泥沙的配置方案。分析论证了在配置方案条件下,2020年前进入黄河下游河道的年平均泥沙量为4.41亿t,下游河道年平均冲刷泥沙0.41亿t,可维持4 000 m3/s以上的中水河槽;2020—2030年进入黄河下游河道的年平均输沙量为5.32亿t,下游河道年平均淤积0.46亿t,可维持4 000 m3/s左右的中水河槽。

小浪底水利枢纽防泥沙淤堵试验研究

小浪底水利枢纽泥沙的防治关系到工程的安全运行.在枢纽后期运用过程中,确定进水塔前允许淤沙高程值,并制定防止塔前泥沙淤堵的泄流排沙方案是非常紧迫的事情.利用正态浑水动床模型试验对允许淤沙高程187 m进行复核.在此试验成果的基础上,将典型年洪水过程概化为5种工况进行泄流孔洞运行调度方案试验,发现各孔洞排沙效率与孔洞组合运用方式、闸门开启时间、孔洞附近地形、泄流量大小等诸多因素相关联.提出了泄流孔洞运行调度推荐方案:当出库流量小于发电洞泄量时,优先启用发电洞泄流;当出库流量超过发电洞泄量时,超出部分按照通过排沙洞、明流洞、孔板洞的顺序泄流,同时排沙洞以3号、2号、1号的开启顺序拉沙效果为佳.

非均匀颗粒群体沉速试验方法的分析

非均匀颗粒群体沉降现象在自然界相当普遍 ,本文分析非均匀颗粒群体沉速的试验方法 ,比较各种沉降试验和流态化试验 ,得到认识 :深度取样锥体筒流态化法是目前较好的试验方法。

小浪底水库运用初期黄河下游河道冲淤变化预估分析

利用黄河下游一维泥沙冲淤数学模型,对两个均为15年的小浪底出库不同设计水沙系列进行预估计算,结果表明:两个系列铁谢-利津河段皆呈冲刷状态,15年累计冲刷泥沙总量分别为6.012亿t和0.716亿t。分析得出,在今后小浪底水库调水调沙初期运用过程中,若充分考虑黄河下游河道特别是山东河道的输沙能力,利用水库的调节库容,对水沙进行有效的控制和调节,使不适应的水沙过程尽可能协调,以便于泥沙在下游河道中顺利输送,从而减轻下游河道的淤积,甚至达到不淤或冲刷的效果,努力实现下游河床不抬高的目标。

黄河入海流路发展趋势初步研究

通过对清水沟流路现状的分析 ,经过水动力学泥沙数学模型计算和与以往研究成果的综合对比 ,初步提出黄河近期及远期入海流路的发展趋势。

小浪底水库泥沙水动力学数学模型研究及应用

从水沙基本方程着手 ,结合对有关问题的处理 ,建立了水库一维不平衡非均匀悬移质泥沙数学模型 ,并进行了潼关以下三门峡库区 1960～ 1990年的模拟验证 ,以率定有关参数。在此基础上 ,进行了小浪底水库初期不同调度运用方式库区冲淤计算。

巴家嘴水库运用方式对库区冲淤的影响

对巴家嘴水库各运用时期库区的冲淤规律进行了研究,分析了不同排沙运用方式对库区冲淤的影响。结果表明:蓄水运用时期库区淤积严重,年均排沙比仅为0.043%;第一次自然滞洪运用时,水库淤积仍较为严重,第二次自然滞洪运用时期的库区淤积量比第一次的减少较多;蓄清排浑运用时期水库淤积量明显减少,排沙比为62.6%～77.8%。

黄河小北干流放淤试验工程引水口布置研究与实践

黄河小北干流放淤是治理黄河泥沙的重要战略措施,引水口布置是自流放淤实现淤粗排细的关键措施之一。本文通过弯道水力学理论和原型观测资料分析、概化模型试验等多种手段,从多引沙、多引粗沙的角度,认为引洪放淤闸应布置在弯道段弯顶附近上游,确定了黄河小北干流连伯滩放淤试验放淤闸位。综合考虑引沙和防淤堵,合理确定了放淤闸底板高程。该成果已在2004年黄河小北干流放淤原型试验中得到检验,结果表明放淤闸多引沙、多引粗沙效果明显。

黄河下游水动力学数学模型的研究与应用

依据水沙运动基本方程 ,结合黄河水沙特点 ,建立了黄河下游河道一维恒定不平衡输沙数学模型。用黄河下游1960～ 1965年、1965～ 1974年、1974～ 1996年 3个时段的水沙资料对模型进行了检验 ,验证结果与实际基本相符。模型用于小浪底水库运用方式研究中 ,进行了多种方案的计算。

多沙河流水库水文学泥沙数学模型及应用

通过对水库泥沙研究对象和所要解决问题的深入分析 ,依据泥沙运动基本规律和大量的实测资料 ,分析了水库排沙、分组泥沙运动、泥沙沉降等计算关系 ,建立了水库泥沙冲淤计算数学模型。利用三门峡水库 1960～ 1990年实测资料对模型进行了验证 ,对小浪底水库的各种运用方案进行了冲淤计算 ,计算精度满足要求。

黄河西霞院水库淤积形态分析

西霞院水库的开发任务是供水、发电综合利用。根据西霞院水库的地形特点、运用方式以及来水来沙条件等因素，分析认为水库的基本淤积形态为锥体。采用计算及已建水库运用经验和资料总结的手段，进一步分析得出西霞院锥体淤积的河槽冲淤平衡比降为2．0～2．3、滞洪淤积滩面纵比降为1．7，并分析了平衡河槽形态等有关指标和水库淤积末端位置。

黄河调水调沙有关问题的探讨

总结了小浪底水库运用以来黄河调水调沙取得的重要成果;从小浪底水库拦沙运用变化及黄河下游河道冲淤变化两方面分析了当前小浪底水库调水调沙的运用条件;提出了今后黄河调水调沙应当关注的一些问题,如水库汛限水位、调水调沙调控指标、调水调沙运用思路等.