黄河宁蒙段河道粗细双组分泥沙分选沉积特征

黄河宁蒙段河道淤积严重,阐明近源粗泥沙和远源细泥沙分选沉积规律对于河道淤积治理有重要意义。本研究基于120根河道钻孔泥沙样品,通过粒径分布和元素矿物组成,分析了河道>0.05 mm、>0.08 mm和>0.1 mm粗泥沙沿河分选沉积变化特征,并定量评估了近源粗泥沙和远源细泥沙沉积对于河道泥沙淤积的贡献。结果表明:黄河宁蒙段河道淤积的主要是来源于近源沙漠及其下伏砒砂岩区>0.08 mm的粗泥沙,而来源于上游黄土区<0.05 mm的细泥沙主要沉积在河道滩地,对河道淤积的贡献小于30%。因此,风水复合侵蚀引起的沿黄沙漠和下伏砒砂岩粗泥沙入黄是黄河宁蒙沙漠河段河道淤积的根源,也是该河段“悬河”的治理重点。

基于FLOW-3D的砂性尾矿浆自然冲积分选计算

上游式尾矿库滩面的运行坡度与颗粒分区影响防洪安全与坝体稳定。为了准确量化滩面的尾矿颗粒沉积特征,针对粗颗粒砂性尾矿,提出了基于FLOW-3D泥沙冲积理论的计算方法。经尾矿浆自由沉降算例与试验验证,计算方法具有很好的可靠性,计算精度满足工程要求。设定流槽计算系统模拟滩面运行,计算不同入库浓度下滩面的沉积分选特征。结果表明:尾矿库干滩面的几何形态和颗粒沉积特征,与尾矿的级配、排放浓度密切相关。入库浓度越大,滩面形态越复杂,越易形成陡坎深坑,颗粒物沉积范围越小,分选性越差。

水库泥沙分选及淤积控制研究

泥沙淤积是迄今制约水库长期利用和没有解决的重大问题之一．本文根据水库实测淤积资料、理论分析和数学模型计算等多方面证明了粒径d〉0．1mm粗沙会在水库回水末端特定位置或大江大河径流水库集中分选沉积．同时，从理论上证明了占入库比例很少的粗沙对大型河道型水库淤积三角洲坡面、最终冲淤平衡坡降和淤积程度有很大影响．在此基础上，作者提出在水库特定按固定河段持续挖粗沙以降低平衡淤积坡降、控制淤积和增加长期利用库容．三峡水库模型计算实例表明，年挖砂5000万t／a（三峡设计泥沙系列）或3000万t／a（蓄水前10年系列）可降低水库百年淤积量20％，回水末端淤积大幅度减少，水库平衡坡降减小25％～30％；水库50～100年基本趋于冲淤平衡，可避免长期、持续大量淤积的局面．同时，在黄河小浪底水库回水末端挖粗沙不但可减少水库淤积，而且还可拦截粗沙进入下游而降低黄河下游冲淤平衡坡降．在小浪底水库大量拦沙、冲刷下游河道所营造的相对良好河型基础上，可以期待长远只利用在现有水库拦截粗沙便可缓解或实现黄河下游河道不抬高．