黄河中下游汛期洪水的分期识别

根据黄河中下游降雨洪水泥沙特性,采用成因分析法、数理统计法、模糊聚类法、分形分析法、圆形分布法等多种方法,对黄河中下游主要洪水来源区和控制站降雨、洪水、泥沙影响因子进行了分期点识别。结果表明:黄河中下游汛期洪水泥沙不仅在时间上有较明显的多分期特点,而且在空间上也有显著的分期时间差异。经综合分析,确定潼关、花园口站汛期洪水分期点为9月10日、10月10日,三门峡—花园口区间汛期洪水分期点为8月20日、10月10日。

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。

对口丁坝双岸整治对黄河下游河道冲淤的影响

选取低含沙水沙系列、枯水多沙水沙系列以及规划设计的未来50 a水沙系列,利用黄河下游一维水沙数学模型,模拟计算了对口丁坝双岸治理方案下黄河下游河道在3种水沙系列条件下的冲淤状况。结果表明,游荡性河段采用对口丁坝方案整治后,输沙能力得到了提高,该河段多输送的泥沙一半以上输送到利津以下,其余部分淤积在高村—利津河段,其中淤积以高村—艾山河段为主,艾山—利津河段的冲淤情况与现状相比变化不大。

小浪底水库分期运用对库区及河道冲淤的影响

黄河中下游洪水泥沙主要来源于汛期,受汛期不同时段降雨的影响,小浪底水库入库洪水泥沙具有明显的分期特性。通过优化小浪底水库汛限水位策略,研究水库汛期分期运用,有利于提高洪水资源化利用效率,对充分发挥水库综合效益具有重要意义。小浪底水库开发任务以防洪、减淤为主,优化水库汛期运用必须考虑其对库区及黄河下游河道的冲淤影响。拟定不同的分期运用方案,以水库进入正常运用期为背景,通过数学模型分别对库区及下游河道进行冲淤计算。从计算结果来看,进入正常运用期后,小浪底水库调节能力有限,每年9月10日后,入库含沙量较低,适当抬高运用水位对库区及黄河下游河道冲淤影响不大。

小浪底水库运用以来库区支流倒灌淤积分析

小浪底水库位于黄河中游最后一个峡谷出口,是解决黄河下游防洪减淤等问题不可替代的关键工程,在黄河治理开发中具有极其重要的地位。小浪底水库原始库容127.54亿m3(断面法),其中支流库容为52.64亿m^3,占总库容的41.3%。由于支流来水来沙量少,以干流倒灌淤积为主,易形成支流淤积倒坡,俗称"拦门沙坎",将导致部分支流库容无法得到有效利用,直接影响水库防洪、减淤、灌溉、供水、发电等综合效益发挥。本次以小浪底水库运用以来实测资料为基础,对支流淤积形态变化、影响因素进行初步探讨。

小浪底水库调水调沙后续动力不足原因和对策

小浪底水库是现状黄河水沙调控体系的核心,为完善黄河水沙调控机制,需研究小浪底水库调水调沙后续动力不足的原因及增强对策。以小浪底水库调水调沙实践为基础,分析入库水沙条件和库区排沙规律、调水调沙动力不足的特征和原因;研究增强小浪底水库后续动力的要求,包括降低水位冲刷、保持有效库容、协调下游水沙关系等,需要中游水库塑造适宜的洪水过程,实现水沙有效对接、合理搭配;结合黄河水沙调控体系工程现状和规划,提出了增强调水调沙后续动力的措施,认为现状工程在增强小浪底水库调水调沙后续动力方面存在较大制约,建设古贤水库是解决小浪底水库调水调沙后续动力不足的首选措施,可使小浪底水库调水调沙后续动力得到有效补充。

基于下游河道中水河槽维持的小浪底水库运用方式研究

小浪底水库运用以来,为实现下游河道减淤,水库运用方式以蓄水拦沙和调水调沙运用为主,下游河道输沙能力较低。当前,黄河下游河道适宜的中水河槽规模(泄流能力为4000 m^(3)/s)已形成,长期维持该河槽规模,充分发挥黄河下游河道输沙能力输沙入海,成为当前及今后一个时期水库减淤调度的新要求。根据黄河下游1960—2016年306场非漫滩洪水实测资料,分析不同含沙量级、流量级黄河下游河道的冲淤效率和输沙效率,提出含沙量在60 kg/m^(3)以上的大流量洪水过程在下游河道具有较高的输沙效率,但也容易造成河道淤积。进一步提出基于下游河道中水河槽维持的河道输沙对水库运用的要求,即当下游河道中水河槽泄流能力维持在4000 m^(3)/s左右时,为提高河道输沙能力,小浪底水库可适时增加泄放含沙量不超过100 kg/m^(3)的大流量过程;当下游河道中水河槽泄流能力扩大至4500 m^(3)/s以上时,小浪底水库可适时增加泄放含沙量不超过200 kg/m^(3)的大流量过程;若未来下游河道中水河槽泄流能力缩减至4000 m^(3)/s以下时,小浪底水库调度仍以蓄水拦沙和调水调沙运用为主,以重塑河槽规模。数学模型计算结果表明,小浪底水库运用方式调整可提高下游河道输沙能力,同时减缓小浪底水库和下游河道的淤积,且在更长的时间内维持下游河道泄流能力为4000 m^(3)/s左右的中水河槽。