万家寨水库排沙效果及影响因素分析

降水冲刷是恢复水库库容的有效手段。2011年以来万家寨水库在排沙期多次开展降水冲刷运用,取得了较好的排沙效果。基于实测资料,分析了2011年以来万家寨水库排沙效果及其影响因素。结果表明:2011—2021年(不含2016年)万家寨水库累计排沙7.173亿t;排沙主要集中在排沙期;2018—2020年来水较丰,水库降水冲刷历时长,3 a累计排沙4.840亿t;水库排沙影响因素众多,长历时大流量洪水过程有利于水库排沙;运用水位降低时,蓄水量减小,沿程冲刷距离长,壅水输沙距离缩短,有利于提高水库的排沙效果。通过回归分析,建立了不同水位下出库输沙率与主要影响因素的关系。

黄河下游灌区引黄涵闸引水能力变化原因分析

黄河下游引黄涵闸受河床下切、河势变化等因素共同影响,引水条件与设计情况相比发生了变化,造成部分河段涵闸引水困难,影响农业适时灌溉和生产。为给应对引黄涵闸引水能力下降问题提供参考,基于黄河下游2000—2016年引黄涵闸引水水位和河道断面实测数据,分析引黄涵闸引水水位变化、河槽冲刷、引黄渠道淤积变化等因素对引黄涵闸引水能力产生的影响。结果表明:1)2016年黄河来水300~900 m^(3)/s时,黄河下游引黄涵闸实际引水能力仅为设计引水能力的13.63%~39.43%,引黄涵闸引水能力明显下降;2)相较2000年,2016年的引黄涵闸设计值对应黄河流量的水位,高村以上河段下降了2.95~3.35 m,高村以下河段下降了1.55~2.95 m;3)从河段河床平均冲刷厚度看,花园口—夹河滩、夹河滩—高村、高村—孙口、孙口—艾山、艾山—泺口、泺口—利津河段的冲刷厚度分别为3.88、3.06、1.84、1.88、1.88、2.02 m,河槽连续冲刷导致同流量水位明显降低,严重影响河南和山东段引黄涵闸正常引水;4)涵闸前后引、输水渠道淤积会导致引黄涵闸引水能力降低。

水位变化条件下植被对下荆江河段岸坡稳定性影响分析

针对下荆江河段典型的上黏下砂二元岸坡,选用香根草-高羊茅组合植物护坡型式,综合考虑植物根系锚固作用及植被蒸腾作用,利用GeoStudio软件模拟岸坡强度指标和热力学指标,运用单因子分析方法研究河道水位下降幅度M、水位下降速率R、初始水位I因素对岸坡稳定性的影响,并运用灰色关联分析方法对比三种因素对岸坡稳定性的影响程度。结果表明:在水位下降过程中,岸坡稳定安全系数先快速下降,后趋于稳定;岸坡稳定性受水位快速下降的影响最大,当下降速率小于1 m/d时,素土岸坡能保持在基本稳定状态;当下降速率大于3 m/d时,岸坡失稳破坏。植被有助于提升岸坡的稳定性,有植被岸坡与素土岸坡相比,其稳定安全系数最大可提升4.33%;岸坡稳定安全系数与M、R、I三种影响因素的关联度在有植被条件下依次有所下降,最大降低3.73%。本文研究结果明确了水位变化条件下植被对下荆江岸坡的稳固效果,可为生态护岸工程的设计提供基础支撑。

汉江兴隆水利枢纽下游近坝河段枯水位下降及成因分析

汉江兴隆水利枢纽运行后,坝下游近坝段枯水位较建坝前下降明显,500~800 m^(3)/s流量下,2021年较运行前坝下水位累计下降2.47~2.55 m,对工程安全及效益发挥带来不利影响。基于水文、断面、水下地形等观测资料,对枯水位下降的原因进行深入剖析。结果表明,兴隆水利枢纽的拦沙作用有限,皇庄以上沙量减少是兴隆以下河床冲刷加剧的重要原因,高水调平导致的年内枯水上滩几率下降和航道整治护滩工程是强冲刷过程中“滩淤槽冲”的核心因素。坝下游河段枯水河槽冲刷及汉口最低水位下降是造成兴隆近坝段枯水位下降的直接原因。随机森林算法分析显示,对兴隆坝下水位变化影响最大的因素为兴隆站输沙率的锐减。此外,航道整治工程、河床边界条件对枯水位下降也有十分重要的驱动作用。兴隆坝址及下游河段的河床组成偏细,2012-2022年虽然河床剧烈冲刷,但床沙组成没有出现粗化的现象,预计河床仍将继续冲刷下切,枯水位尚未达到稳定状态。

某市河西片区污水管网高水位运行成因分析及对策探讨

某市河西片区污水管网长期处于高水位运行状态,实际运行水位位于管顶以上0.88~3.60 m,比正常运行水位偏高1.36~4.60 m。污水管网高水位运行对日常运营维护、管道检测和翻新施工及提高水质净化厂进水浓度等都有较大影响。为降低污水管网运行水位,主要从污水管网、提升泵站和水质净化厂3个方面剖析研究,分析造成河西片区污水管网高水位运行的原因,就前期检测、施工期和运维期分别提出降低河涌水位、管道临时调水、完善排水系统雨污分流和管网修复与翻建等工程对策,并结合建管并重、优化运行模式等非工程措施降低污水管网水位,恢复污水管网正常运行功能。

长江干线中下游航道枯水位变异特性研究

为深入认识长江中下游枯水情势发生的复杂变化,采用水文变异诊断系统对宜昌、沙市、汉口、大通等重要控制站点的枯水位进行分月变异特性研究。结果表明:宜昌站枯水期发生中、强的变异;沙市站发生强、巨的变异,变异程度最强;汉口站发生纯随机(无变异)至强变异;大通站发生纯随机(无变异)至中变异;各站点10—11月均发生向下的变异,与2003年相比,2021年汛后宜昌、沙市、汉口站水位(流量)分别下降了0.76 m(6000 m^(3)/s)、2.82 m(7000 m^(3)/s)、1.66 m(1万m^(3)/s),大通站则未发生明显变化,其对航运的潜在影响需加强分析。

兴隆水利枢纽运行后汉江下游枯水位变化及长江顶托关系调整

兴隆水利枢纽蓄水运行后,对坝下游枯水位、水位顶托关系等影响已初步显现。系统分析1970—2022年汉江下游水文站、水位站的流量与水位特征等变化。结果表明,汉江兴隆水利枢纽运行后,坝下游各站同流量的枯水位均表现为累积性下降态势,越向下游减幅越小。当汉川—汉口段和仙桃—汉口段水面比降分别低于0.020‰和0.025‰时,长江水位顶托作用显著影响汉川站及仙桃水文站的水位;当水面比降高于0.060‰和0.065‰时,长江水位顶托作用未影响汉川站水位和仙桃水文站。2013—2022年与2003—2012年相比,汉川—汉口段和仙桃—汉口段比降高于0.060‰和0.065‰的时间为增大态势,即2013—2022期间汉江和长江水情组合有利于汉江下游航道水深条件的稳定与发展。

汉江中下游皇庄站年最低水位变化及成因分析

近年来汉江中下游多次出现特枯低水位,为探究其原因,分析了1950~2022年汉江中下游干流皇庄站年最低水位变化趋势,并分析了断面、流量、含沙量等引起年最低水位变化的影响因素。结果表明:1950~2022年,皇庄站年最低水位呈明显波动下降趋势。皇庄站历年年最低水位的最高值出现在1954年的1月,为43.59 m;最低值出现在2022年的10月,为38.47 m;多年平均值为41.29 m。最高值与最低值之间变幅为5.12 m。河段的持续冲刷下切是影响皇庄站年最低水位变化的最显著因素;受上游水库群的调蓄及河段内丁坝等航道整治工程影响,皇庄站过水断面持续冲刷下切,导致皇庄站年最低水位变化。

长江中下游干流河道洪中枯水位统筹治理探讨

长江中下游干流河道治理事关长江中下游区域的防洪安全和社会经济发展大局。在分析长江中下游干流河道自然属性与社会属性的基础上,剖析了不同水位下河道治理与河道属性的关系,探讨了长江中下游干流河道洪中枯水统筹治理的思路,提出了“枯水期给水流以定路、中水期给水流以顺路、洪水期给洪水以出路”的统筹治理目标。

基于多元线性回归分析方法的临水基坑防渗降水措施研究

为保证临水强透水地层基坑施工的安全,多采用帷幕和管井联合防渗降水措施。利用ABAQUS有限元计算软件,针对某临水基坑,通过采用多元线性回归方法,建立帷幕和管井的防渗降水效果的数学计算模型,对帷幕和管井作用下的基坑渗流特征及帷幕管井措施设计参数对其防渗降水效果的影响进行研究,建立帷幕和管井的防渗降水评价参数的预测模型,实现对其防渗降水效果的快速评价。工程实际验证表明,计算模型对渗流量的预测与实际十分接近,对边坡水位的预测效果稍差,整体上满足工程设计要求。

基坑帷幕与管井防渗降水效果研究

帷幕与管井是基坑防渗降水的常用措施。利用ABAQUS有限元计算软件,探究帷幕与管井组合使用条件下,不同工况对基坑防渗降水效果的影响,分析基坑底部降水深度和基坑渗流量随帷幕管井基本参数的变化规律。并在此基础上,利用多元线性回归方法,提出了基坑底部降水深度的快速计算公式。经对该计算公式进行准确性验证表明,计算误差在5%以内,具有比较好的拟合效果。

长江下游南京“7.21”超历史高水位成因分析

2020年长江流域遭遇新中国成立以来仅次于1954年和1998年的流域性大洪水,下游南京站于7月21日出现超历史最高水位,较1954年和1998年的最高水位分别高出0.17 m和0.25 m,超警戒水位持续长达50天,防洪形势极为严峻。根据长江下游大通至徐六泾河段的水文观测资料,结合已有对于长江上游与中游洪水发展过程的研究成果,详细分析了南京“7.21”超历史高水位形成和消落的全过程,揭示了超历史高水位的主要原因。结果表明,流域强降雨过程、上中下游干支流频繁的洪水遭遇是南京站高水位形成的核心因素,下游潮水位偏高、城市排涝显著增强等对南京站高水位的形成也有一定促进作用,上中游水库群拦洪削峰是控制南京站未超保证水位的关键。

基于时间卷积网络的长江下荆江航道水位预测

航道水位的精准预测对保障船舶通航安全具有重要意义。以长江下荆江航道为研究区域,采用2019—2020年水文时间序列数据为训练集,2021年数据为验证集,构建基于时间卷积网络(TCN)的长江下荆江水位变化预测模型,并与基于长短时记忆神经网络(LSTM)和支持向量机(SVM)的水位预测模型进行计算精度的对比。结果表明:不同站点TCN对应的最优输入时间窗口存在一定差异,监利站、调弦口站及石首站的最优输入时间窗口分别为前2 d、前2 d和前3 d;TCN在2021年下荆江各站点水位预测结果的纳什系数(ENS)和决定系数(R^(2))均高于0.995,均方根误差(ERMS)小于0.21 m,整体预测效果优于LSTM,两者预测精度均较高,均显著优于SVM;但随着预测时间尺度的增加,水位预测精度整体呈下降趋势;TCN模型各站点枯水期大部分时段的水位预测绝对误差小于0.2 m,这表明TCN在航道水位预测领域具有较好的应用潜力。通过分析TCN在航道水位预测中的适用性和优越性,可为长江航道水位预测精度提升和船舶安全通航提供技术支撑。

塔里木河下游输水模式改进研究——以英苏断面为例

[目的]针对塔里木河下游现状间歇性河道输水中存在补给不均衡,无效蒸发过大,补水范围有限等问题,从空间和时间维度上提出生育期汊河输水、非生育期输水的方式,研究输水模式的改进对地下水位的影响,进一步完善轮渗灌溉生态修复体系,为塔里木河下游生态恢复提供理论依据。[方法]以塔里木河下游英苏监测断面为例,以2012—2021年10次生态输水期间地下水埋深监测资料为依据,运用Modflow模型建立英苏断面地下水剖面二维流运动的数值模拟,并分析英苏断面10次间歇性生态输水的响应过程,并预测和分析了生育期汊河、非生育期以及非生育期汊河输水的地下水位演变及水量变化的过程。[结果](1)生育期汊河、非生育期、非生育期汊河方案下人工汊河两侧地下水位较现状输水分别抬升了2.5,0.7,3.2 m。(2)3种改进方案较现状输水研究区小于8 m的埋深面积分别增加了10.89%,19.33%,26.17%。(3)地下水存储量较现状输水分别增加了10.97%,11.88%,14.39%。[结论]非生育期汊河输水结合了生育期汊河和非生育期输水两者的优势,提高了下泄水量的利用率,解决了现状主河道输水模式下河间地下水位难以恢复的问题,为河间地块生态系统的恢复并使其成为下游生物多样性的安全带创造了条件。

临水下游河段干旱警戒水位(流量)确定分析

本文在《旱限水位(流量)确定办法》的基础上,以临水下游河段为例,分析娄家村水文站历史资料,并结合河段用水类型调查,分别对城乡供水、企业生产、农业灌溉、交通航运和环境生态等主要因子的需水量进行分析计算,综合确定娄家村水文站控制断面干旱警戒流量、干旱警戒水位。

长江中游沙卵石-沙质河床过渡带冲刷趋势研究

通过30余年特别是三峡水库蓄水以来水文、地形、地质等实测资料的系统收集,对长江中游枝城-陈家湾河段的沙卵石-沙质河床过渡带冲刷特性和发展趋势开展分析。结果表明:虽然河段内自上而下呈现出卵石逐渐减少而沙质比例逐渐增多的渐变特点,但以昌门溪-马家店一带为界,上下游的洲滩组成、深泓形态、河床冲淤、水位下降等方面存在突变现象。在三峡水库蓄水后的冲刷过程中,虽然全河段内均出现了汊道冲刷、枯期河槽扩大的现象,但可以预计的是,河段内河势不会发生大的变化,而昌门溪以下河段难以抵御水位下降的溯源传递,马家店以上在枯水期将出现比现状更为严重的坡陡、流急、水浅现象。

生态输水后塔里木河下游合理水位探讨

塔里木河下游应急生态输水工程改善了该区水资源匮乏的现状,地下水的平均水位从输水前的8.25m升至输水后的4.13m。相应地,地表植被也出现明显的响应。但是,在不同河段由于过水时间、耗水量等因素的差异,造成输水后水位差异较大。以既能减少地下水强烈蒸发返盐,又不造成土壤干旱而影响植物生长的合理生态水位作为评价标准,对输水后不同河段的地下水位进行分析。结果显示,目前英苏—阿拉干段的地下水位2.97～4.8m是比较理想的水位;大西海子—英苏段水位较高,可能出现次生盐渍化;阿拉干—台特玛湖段地下水位太低,不利于植被的自然恢复。

潼关高程升高及其解决方法

潼关 10 0 0m3 s水位升高并居高不下的主要原因是近年来黄河汛期来水急剧减少造成的。由于在短期内难以增加来水量 ,解决问题的方法应该主要集中于降低坝前水位。打开最后两个导流底孔、增加汛期水库敞泄的时间、减少非汛期蓄水量和解除黄河发生百年一遇洪水时三门峡水库拦洪的任务等 ,是目前可能实施的一些方法。与汛期巨大的来沙量相比 ,疏浚的泥沙量相对很小 。

塔里木河下游生态输水对植被和地下水位的影响

由于近 5 0a来人类不合理的资源开发 ,造成塔里木河下游的生态环境问题日趋严峻 .为拯救下游绿色走廊和改善下游环境 ,于 2 0 0 0年 7月始 ,实施了塔里木河下游应急生态输水工程 ,水流到达台特玛湖 .本文根据 2a来在塔里木河下游的监测结果 ,通过对下游天然植被的一些生态指标的变化和输水后地下水位变化等资料进行对比分析 ,发现随着输水工程的进行 ,距输水河道一定范围内地下水位升高明显 .相应地 ,下游植被的生态响应也很显著 ,沿河岸许多种草本植被又重新出现 ,而一些耐旱乔、灌木随着生境的改变 ,长势也出现明显好转 ,主要表现在植被盖度、植物多样性指数和丰富度指数的提高以及胡杨冠幅的加大 .同时 ,研究结果表明 ,截止 2 0 0 2年 9月 ,在塔里木河下游中段 ,生态输水对地下水影响范围为 80 0m ,天然植被恢复的范围为 70 0m .由于环境条件的差异 ,在不同区段的影响范围不一样 。