基于DEM的水库下游洪水淹没演进过程研究

水库作为重要的水利工程在防洪减灾中发挥着重要作用,同时关系到下游广大人民的生命财产安全和经济可持续发展。为此,提出一种基于DEM的水库下游洪水淹没演进过程分析方法,并将其应用于周公宅水库下游区域洪水淹没演进过程研究中。结果表明,该方法能提高洪水淹没演进过程的分析效率,可实现水库下游洪水淹没演进过程模拟,且模拟结果符合山区河道的洪水淹没演进规律,可为水库洪水防御预案制定、下游洪水风险预警发布、避险转移工作开展提供数据参考和技术支撑。

水库下采煤安全性评价分析研究

水体下采煤存在发生透水性灾害和严重地表塌陷等问题,为了分析水库下采煤对水库及地表的影响,以郑州矿区芦沟煤矿32采区为例,采用理论计算、数值模拟相结合的研究方法,确定煤层开采后上覆岩层破坏形成的导水裂缝带高度;采用概率积分法和数值模拟确定芦沟煤矿地表水库地表最大下沉值和水平变形值。结果表明,导水裂缝带最大标高距水库底部的高差均大于300 m,导水裂缝带不会影响到水库安全;地表水平变形最大值远小于规定允许变形值,在地表水库下进行煤炭开采是安全的。通过32采区工作面的安全开采,验证了分析方法与结果的合理性。

水库下泄生态流量确定研究

本文旨在研究某拟建大型水库可能引起的下游河道的生态流量问题。通过收集和分析相关数据,结合生态流量理论,对水库下游河道的生态流量进行计算。对比分析不同方法的计算结果,结合该河流自身特性,综合确定下泄生态流量值,为水库建设后水资源调配与生态流量管理提供依据。The purpose of this paper is to study the ecological flow of the downstream channel caused by a proposed large reservoir. By collecting and analyzing the relevant data and combining the ecological flow theory, the ecological flow of the downstream channel of the reservoir is calculated. By comparing and analyzing the calculation results of different methods, combined with the characteristics of the river itself, the ecological flow value is determined comprehensively, which provides a basis for water resource allocation and ecological flow management after the construction of the reservoir.

梯级水库下游最不利洪水地区组成法

梯级水库运行调度显著改变了下游洪水的时程分配,而现有洪水地区组成法没有考虑对工程设计和防洪调度最不利或最恶劣的情景。本文基于灾害风险理论,根据未控区间洪量及地区组成概率,提出一种最不利洪水地区组成法。雅砻江梯级水库实例分析表明:最不利地区组成法分配给下游未控区间流域的洪量总是大于同频率组成法和最可能组成法;最不利组成法推求的雅砻江出口断面1 000年一遇设计洪峰、3 d和7 d洪量分别为16 700 m^(3)/s、41.6亿和85.1亿m^(3),均大于其他洪水地区组成法估计值。理论推导和统计试验表明最不利地区组成法可合理分配洪量并兼顾下游防洪风险,具有深入研究和应用的价值。

水库下游生态流量需求及保障措施分析——以黔南州凤山水库工程为例

为解决水库工程建设污染环境的问题,实现河道生态治理目标。以黔南州凤山水库工程为例,通过构建河道生态模型,对水库下游生态流量需求进行研究,并基于研究结果提出科学的生态流量保障措施。旨在维护河道的生态环境,减小水库工程建设对环境的影响,以期相关工程建设提供参考。

三峡工程运行后水库下游弯曲河道演变规律

三峡工程运行后水库下游河道水沙过程发生较大改变,引起弯曲型河道演变规律调整,对河势稳定、防洪安全等可能产生不利影响。基于实测资料分析了三峡工程运行后水库河道下游典型弯道演变规律及其主要动因。结果表明,三峡工程运行后水库下游典型弯道段均出现“切滩”,其主要原因是进入各河段的泥沙尤其是细颗粒沙量大幅减少;而下荆江绝大多数弯道段出现“撇弯”的主要原因为月均径流量过程变异系数较大、弯道段本身弯曲半径较小。随着长江上游干支流梯级水库陆续运行,预计水库下游各河段月均径流量过程变异系数将继续增大,将可能引起目前未发生“撇弯”但弯曲半径相对较小的弯道段发生“撇弯”。

安顺矿区轿子山煤矿水库下掘进安全性分析

通过论证轿子山煤矿采掘活动与西秀区麒麟屯水库的相互影响情况,确定了水库加固后安全煤柱留设标准,分析了在水库安全煤柱内掘进的安全性,为保护麒麟屯水库安全运行及轿子山煤矿生产安全提供了可靠依据。

梯级水库下游设计洪水地区组成法比较研究

水利水电工程兴建运行改变了下游河流的水文情势和来水来沙条件,推求梯级水库下游控制断面设计洪水成了亟需解决的难题。本文综述设计洪水地区组成法的研究进展及问题,推导概率组合离散求和法和改进离散求和法,对比分析两者的离散估计误差;结合清江水布垭~隔河岩~高坝洲梯级水库应用实例,比较讨论各种设计洪水地区组成法的优缺点和实用性。结果表明:(1)基于Copula函数的改进离散求和法可直接推导公式,且无需作独立化处理;离散求和法的总误差随着相关系数ρ的增大而显著增加;当ρ>0.2时不宜使用。(2)经水布垭~隔河岩水库调蓄后,高坝洲坝址1000年一遇设计洪峰流量削减了50%左右。(3)对于单座或2座水库,离散求和法和同频率地区组成法的适用条件分别为0<ρ≤0.2和ρ>0.7,改进离散求和法和最可能地区组成法没有限制条件;对于3座及以上的梯级水库群,最可能地区组成法可得到唯一最佳方案解。研究成果可为我国《水利水电工程设计洪水计算规范》的修订提供参考。

双溪口水库下游防洪风险分析

为减缓气候变化影响和应对未来极端事件风险,进一步提升水库超标准洪水应对能力,文章以双溪口水库为研究对象,建立了基于MIKE Flood耦合模型,分析双溪口水库发生不同泄洪标准时水库下游淹没范围和淹没水深,编制水库超下游河道安全流量时淹没风险图。研究结果为水库防洪减灾决策提供了技术支撑。

峰峰矿区九龙矿水库下采煤安全性分析

以九龙矿南五采区地质采矿条件为例,根据岩层移动理论,计算确定了该矿断层条件下煤层群(2,3,4号)开采覆岩导水裂缝带高度为62.4 m,防水安全煤岩柱高度为70.0 m;分析了陷落柱和库区钻孔的封堵状况对导水性的影响。采用概率积分法和Kriging插值法,预测确定了东武仕水库下采煤地表淹没线分布,分析了淹没线变化对附近村庄的影响和安全性。参照该矿-600 m以浅水体下采煤实践,综合确认九龙矿东武仕水库下采煤具有可行性,通过水文观测和适当的防范措施,可以实现该矿水库下安全开采。

东南沿海水库下游地区基于动态模拟的洪涝风险评估

我国东南沿海地区大多为一些中小流域,这些流域上游多建有水库工程,下游则为人口稠密的平原区,流域调蓄能力小,汇流时间短.同时,随着近年来城镇化快速发展,洪涝风险不断加大.因此,迫切需要开展水库下游不同暴雨重现期下的洪涝风险评估研究,以便为防洪决策提供技术支撑.为此,本文利用遥感、GIS、水文水动力学模型等相关技术方法,建立洪涝动态模拟模型来评估洪涝危险性;采用层次分析法和因子叠加法,从洪涝危险性和洪涝易损性两方面开展洪涝风险综合评估分析.研究表明,通过多学科与多技术手段相结合方法,来模拟预测不同暴雨重现期洪水动态淹没过程,再结合相关社会经济属性,可以有效地评估研究区洪涝灾害的风险,从而为水库调度及流域防洪减灾提供有力支撑.

碧流河水库下游河道的现状防洪能力

针对缺乏实测流量资料的水库下游河道,利用一维河网模型系统MIKE11,采用多种工况组合,模拟计算并分析了碧流河水库下游河道主要断面的现状防洪能力。建模过程考虑水库调度与潮位等因素的影响:使用水库下游河道最新实测断面数据与网上遥感数据,参考设计资料,并结合计算经验综合确定计算模型参数。研究成果可为碧流河水库及其下游河道组成的联合调度系统提供决策支持。

水库下煤炭开采安全性分析研究

为解决水体下安全采煤的技术难题,同时有效地保护地表水、地下水资源和水库坝体的安全,在以往研究成果的基础上,采用统计分析、理论计算和工程类比相结合的方法,从水库下采煤的安全性和开采对水库坝体的影响2个方面,对申家庄煤矿扩大区在岳城水库下采煤的安全性进行了论证。研究结果表明:"两带"发育最大高度为92 m,F37和F38断层安全煤柱宽度分别为87.3、129.0 m,防水安全煤(岩)柱留设合理,扩大区可实现安全开采;开采引发的地表下沉、倾斜变形、曲率变形、水平移动变形及水平变形不会波及到水库坝体,对水库坝体安全不构成影响。

杨河煤业水库下开采地表移动变形及其对堤坝的影响研究

针对郑煤集团杨河煤业31采区东翼上部魔洞王水库及水库堤坝的采动损害问题,通过概率积分法函数对31071工作面上方地表移动观测站实测数据进行曲线拟合,得到地表移动和变形的概率积分法参数和角量参数。利用地表移动变形曲线分析了受采动影响下地表移动和变形规律。结果表明,通过对水库和堤坝区域内进行限采措施以后,试采工作面对水库和堤坝产生一定的损害,达到Ⅰ级,采区内各工作面开采后对堤坝损害程度最大达到Ⅱ级,未超过"三下规程"允许变形值。

水库下采煤导水裂隙带高度预测

本文采用人工神经网络技术,对新安煤矿小浪底水库下采煤导水裂隙带发育高度进行预测研究,选取了顶板岩性、顶板抗压强度、覆岩类型、倾角、覆岩厚度、泥岩比、煤层采厚等因素作为导水裂隙带预测模型的影响因子,建立了导水裂隙带高度的预测模型,准确判断了煤层开采后导水裂隙带的发育高度。本文的研究成果为新安煤矿合理设计小浪底水库下采煤的开采方式方法,提供了重要的参数依据和技术支撑。

水库下游冲刷的数值模拟——模型的构造

由于水库下游冲刷过程中悬移质与推移质、推移质与河床质、河床质与悬移质交换机理及床沙粗化机理的复杂性,使得研究水库下游冲刷数学模型的难度较大。 为了研究水库下游冲刷、河床演变问题及由此而引起的对防洪、航运等造成的影响,本文建立了一维全沙数学模型,模型考虑了非均匀悬移质不饱和输移、非均匀沙推移质输移及床沙级配的调整。文中考虑了冲刷过程中挟沙能力的沿程调整,挟沙能力包括以下三个方面,即悬移质中细颗粒部分从累计效果看不参予与床沙交换(冲泻质),这部分泥沙全部计入挟沙能力;悬移质的粗颗粒部分落淤到床面与床沙交换后部分地计入挟沙能力;床沙中可悬浮部分从床面冲起后部分地计入挟沙能力。非均匀沙推移质输沙率公式考虑了床沙运动的随机性及床沙粗化对输沙率的影响。床沙级配的调整采用CARICHAR混合层模型。对计算中经常遇到的关键性问题提出了处理方法。

漳河水库下厚煤层综放开采技术研究

为保障五阳煤矿7802工作面漳河水库下厚煤层综采放顶煤安全开采,研究综放开采导水裂缝带高度发育规律,探讨了综放采场覆岩结构破坏及采动渗透性间关系,计算了水库下综放开采安全所需防水煤柱高度,制定相应的防治水技术措施。结果表明:中至坚硬覆岩综放开采导水裂缝带发育高度基本与煤层一次采高成正比,比例系数为20.22;煤层顶板基岩厚度大于水库下安全开采所需煤柱高度;监测知井下工作面涌水与地表水体没有水力联系,实现水库下压煤安全开采。

三峡与丹江口水库下游河道河型变化研究进展

在收集三峡与丹江口水库下游河道河型研究成果基础上,总结与分析了三峡与丹江口水库下游河道不同河型的成因,包括来水来沙条件,河道边界条件和比降变化。结果表明,丹江口水库建成运用后,汉江中游河道演变为相对稳定的分汊或单一河道,下游弯道发生撇弯切滩;三峡水库建成运用后,下游河道的变化程度要小于汉江下游。指出了三峡水库下游河道河型变化的复杂性,及需要进一步研究的课题,研究成果可供大型水利枢纽工程下游河道河型变化机理研究参考。

大平煤矿水库下开采库水运移模拟技术研究

大平矿水库下煤炭储量占井田工业储量的49.5%,水库下安全开采是矿井亟待解决的问题。基于ArcGIS Engine应用技术和概率积分法地表移动变形预计模型,以库区地理信息系统和开采沉陷预计系统为基础平台,采用高精度的不规则三角网建模方法建立了库区地形数字高程模型,利用回采工作面地表移动和变形预计结果提出了下沉盆地在库区地形数字高程模型中的无缝嵌入技术,实现了库区地理数据库的动态修正和库区三维地表的实时重构,通过库区地表的三维分析功能精确模拟了库水的移动和分布规律,为水库下煤炭协调开采计划优化和矿井安全开采提供了科学的决策支持。

水库下游卵石河床冲淤演变规律及机理研究

通过实测资料和模型试验研究了某水电站下游河道卵石河床冲淤演变规律,探讨了宽级配卵石河床的自动调整作用。在天然条件下,水电站下游河道河床稳定,水库运行后,水流的挟沙能力有很大富余,下游河道发生了较大冲刷。试验表明:在不同流量作用下,河床自上而下以冲刷为主,流量越大,冲刷强度越大;在冲刷过程中,水深变大,流速减小,床沙变粗,河道更加稳定。