黄河洪水洪峰增值机理及影响因素研究

黄河洪水含沙量高,常出现洪峰流量沿程增加现象,但机理和影响因素尚无共识。本文基于断面积分的浑水连续和运动方程,推导了洪峰流量在特征线上变化的(常微分)相容方程,从而得到影响洪峰流量增加/减少的控制因素(即相容方程的源汇项)。据此,对1973—2012年间18场表现出洪峰流量沿程增加的洪水过程进行分析,计算了各控制因素的量级。结果表明,加剧洪峰增值的首要因素是外力的时间累积效应,其次是压力能沿程变化;削弱洪峰增值的主要因素是对流输运不平衡。进一步分析表明,适当增加上游流量并减少来沙,或增加上游流量并增大局部河段的过流面积,有可能抑制甚至消除洪峰增值现象。

黄河下游洪峰增值机理与验证

针对黄河下游“04.8”洪水出现的洪峰异常增值现象,探讨了洪峰增值的水动力学机理,认为小浪底水库异重流排出的极细高含沙洪水在下游河道输移的过程中,引起河道糙率变小,是造成洪峰异常增值的根本原因。而后采用能够合理反映含沙量及泥沙级配变化对河道糙率影响的黄河河道准二维水沙数学模型,对此洪水进行的模拟,验证了上述观点。同时指出河道糙率变小引起的洪峰增值对黄河下游防洪安全可能造成的危害,应引起有关部门的高度重视。

黄河汛前调水调沙小浪底水库减淤影响因素分析

针对小浪底库区顶坡段冲刷形成的异重流和三门峡水库排沙形成的异重流这两个不同成因的异重流,通过水库边界条件、入库水沙条件、水库调度等因素分析,探讨了其各自的形成及其能达到小浪底水库减淤作用的条件和机理。结果表明:三门峡水库前期蓄水量及清水大流量泄放过程对小浪底水库异重流前锋形成及排沙起着关键作用;对接水位接近或低于小浪底水库淤积三角洲顶点高程,与三门峡水库大流量下泄过程相对应时,可提高冲刷型异重流的排沙效果;三门峡水库从加大泄量开始到基本泄空期间,尽可能降低小浪底水库库水位。

河口村水库1号泄洪洞水工模型试验研究

通过模型试验观测了河口村水库1号泄洪洞闸门全开和局开时过流能力、水流流态、流速分布、压力、脉动压力、泄洪洞下游冲刷等参数。试验进行了三种中墩体型比较试验,推荐了较优体型。

水沙因子对小浪底水库异重流排沙影响分析

2004-2010年黄河干流汛前水库群联合调度、人工异重流塑造进行了7次,小浪底水库各年份异重流排沙比相差很大,排沙效果并不理想。通过深入分析,得出小浪底水库入库水沙、悬沙细颗粒含量、河堤站水沙变化以及三门峡水库调度与潼关来水组成等因素对水库异重流排沙的影响。结果表明:①入库水沙对小浪底水库异重流塑造起着关键作用;②在异重流塑造期间,入库沙量中细颗粒泥沙含量越高,异重流排沙比就会越大。随着异重流排沙比的增加,分组沙的排沙比也在增大,细颗粒泥沙增加幅度最大;③三门峡水库在下泄大流量清水的过程中,河堤以上河段是冲刷的;在敞泄排沙的过程中,河堤以上河段有冲有淤,在实际操作时可适当控制三门峡出库高含沙水流,来减少河堤以上河段的淤积,提高小浪底水库异重流排沙效果。

小浪底水库异重流排沙期下游洪峰增值特性分析

结合历年黄河下游小浪底、花园口站水沙过程实测资料,重点分析了历史上"04.8"、"05.7"、"06.8"、"07.7"、"08.7"、"10.7"几场洪峰增值典型洪水的演进特征,总结了小浪底水库异重流排沙期高含沙洪水在黄河下游演进过程出现洪峰增值的内在特性。结果表明,减小异重流排沙前期基流条件和减缓出库含沙量的变化梯度,黄河下游河道的洪峰增值量将会得到明显减小。黄河下游洪峰增值最大增值发生在花园口站附近或其上游河段,花园口以下未再发生洪峰增值现象。

小浪底水库模型测控自动化系统建设与应用

本文介绍了小浪底水库模型测控自动化系统建设与应用。该系统可使自然现象复演、模拟和试验成果在可视化的条件下实现实体模型试验过程的自动控制、数据采集和相关管理,提高了模型试验的测量水平,节省了大量人力资源,降低了试验成本,实现了试验数据共享,为黄河模型测控自动化系统的全面建设积累了宝贵经验。