从黄河"96·8"洪水谈泥沙优化调度的必要性

黄河"96.8"洪水洪峰流量不大,但黄河下游水位高、出险多、灾情重。其原因是主河槽淤积严重,不仅与长期淤积抬高有关,尤其与当年洪水前期的小流量高含沙来水造成主河槽淤积关系密切。提出应开展泥沙的场次洪水和年际间的优化调度,综合考虑水库与河道的泥沙冲淤情况,通过水库的水沙联合优化调度,塑造理想的洪水与泥沙过程,避免出现小水大沙和大水小沙现象,充分利用水流的输沙能力和淤滩刷槽的特点,实现洪水的减淤效益最大化。     

论小浪底水库拦沙和调水调沙运用中的下泄水沙控制指标

分析了黄河下游河槽水力形态与流量和含沙量的关系;黄河下游河槽输沙能力与河槽水力形态、泥沙沉速和来沙系数的关系.按照黄河下游各河段的河槽水力形态和输沙能力与流量、含沙量和泥沙沉速的关系,优化水库拦沙和调水调沙相结合的调度,组合形成黄河下游河槽长距离输沙减淤和不淤积的流量、含沙量和泥沙沉速的水沙过程,可以给出水库拦沙和调水调沙的水沙控制指标.     

多沙河流水库减淤调度比较研究

以黄河为主,研究多沙河流水库减淤调度的方法。以黄河上处于不同淤积阶段的青铜峡、三门峡、万家寨、小浪底4座水库为例,比较了多泥沙河流水库在不同淤积阶段,利用低水位排沙和异重流排沙的减淤调度运行方式。通过引入适用的模型和方法对水库进行排沙优化调度研究,对多沙河流的大型水利枢纽优化减淤运行调度总结出了较为可行的研究方法,并对2种主要的排沙调度方式提出建议。     

黄河“2010·08”洪水泥沙调度简析

黄河汛期的洪水泥沙是造成水库及河道淤积的最主要原因,如何合理处置高含沙洪水是汛期水沙调控亟待解决的问题。分析了2010年8月黄河强降雨洪水的实际水沙调度过程及结果,并通过数学模型计算验证对比了"规则调度"与实际调度效果的不同。结果表明:在"2010.08"洪水以及同类的"上大高含沙洪水"的调度中,要根据水沙来源和分布确定调度原则和侧重点。同时,塑造更充分的冲刷性异重流和形成下游河道的冲刷过程,需要利用中游水库群进行水沙过程对接。在保障防洪安全的前提下,合理突破常规水库调度方式,能优化水库、河道减淤的效果。     

治理黄河淤沙的设想

黄河下游断流与弃水并存的主要原因是缺乏调节水量之水库，三门峡水库不能充分调节水量的原因是库区泥沙淤积；近年来黄河下游出现小洪水、高水位、大损失的主要原因亦是河道输沙能力不足引起下游泥沙淤积。文中提出在小浪底库区采用孔管塔排沙系统产生高含沙水流排沙，采用“沙到渠成”、“淤滩刷槽”技术修建明渠将库区淤沙送至两岸洼地及低滩的设想，对多沙河流的治理具有参考价值。     

大渡河下游水库联合调度减淤效果研究

大渡河中游控制性水库瀑布沟电站的建成投运,为下游电站解决长期以来的泥沙淤积问题提供了新的契机.针对大渡河干流年来水时空分布的特点,利用瀑布沟水库对径流的调蓄与拦沙作用,充分发挥流域统一调度的优势,提出了解决下游水库泥沙淤积的联合调度减淤方案.利用扩展一维模型,对实施联合调度后各库减淤变化进行了模 拟分析,数据显示联合调度减淤方案有助于改善下游水库的长期淤积问题.     

黄河泥沙资源利用的长远效应

黄河多沙给两岸人民带来了严重的洪水灾害,因此黄河的治理措施多基于泥沙的灾害性。随着经济社会发展对黄河水资源的需求日益增加,加之黄土高原地区特殊的地理地貌特征等因素,未来黄河仍将是一条少水多沙河流。经过长期的治黄实践,人们逐渐认识到黄河泥沙的资源属性,其在黄河防洪安全、放淤改土与生态重建、河口造陆及湿地水生态维持、建筑材料等方面具有巨大的利用潜力。研究发现,黄河下游的河道淤积泥沙主要来自少数几场高含沙洪水;水库在拦截黄河泥沙的同时,也对泥沙级配进行了自动分选,为泥沙分类利用创造了条件。利用水库拦减高含沙洪水,不仅可减少下游河道淤积和滩区淹没损失,还为泥沙资源的集中利用创造了前提条件,具有巨大的社会和经济效益;同时,树立充分发挥水库的拦沙作用与泥沙资源集中利用有机结合的新理念,不仅能使水库持续发挥其拦沙减淤效益,也将更彰显黄河泥沙资源集中利用的长远效应。为此,必须从政策和管理层面建立良性运行机制,加强舆论宣传,吸引社会资金和广大群众主动参与黄河泥沙资源利用工作,实现黄河的长治久安。     

小浪底水库近期优化调度探讨

小浪底水库在经过12 a的运行后,截至2011年底已淤积泥沙25.22亿m3,黄河下游主河槽过流输沙条件也发生了显著变化,亟待在以下几方面对小浪底水库调度运行方式进行适当调整:①适当提升汛限水位;②分别制定汛限水位和减淤限制水位;③调整汛前调水调沙运用方式;④调整供水运用下泄流量限制指标;⑤取消小浪底水库泄水含沙量限制。     

黄河下游高效输沙洪水调控指标研究

黄河下游河道冲淤变化主要取决于水沙条件,即随流量大小和含沙量高低而变化,含沙量越低则泥沙淤积比越小、单位输沙水量越大,反之,含沙量越高则泥沙淤积比越大、单位输沙水量越小。在黄河水少沙多、水资源日趋紧缺和供需矛盾日益突出的现实条件下,为兼顾河道少淤和减少输沙水量,可通过水库调度,优化水沙搭配、塑造高效输沙洪水。以黄河下游实测场次洪水为基础,建立洪水期下游河道泥沙淤积比与水沙因子间的响应关系,求得流量为4 000 m~3/s时冲淤临界含沙量约为50 kg/m~3;基于黄河下游河道洪水泥沙输移规律,以维持黄河下游河道基本不淤积为约束条件,分析单位输沙水量随含沙量的变化情况,提出了高效输沙洪水泥沙优化配置指标,即洪水流量为4 000 m~3/s、河道淤积比为0～15%时,相应的高效输沙洪水含沙量配置区间为50～75 kg/m~3。     

沁河下游河道冲淤规律分析

沁河是黄河下游的一级支流，是黄河三门峡至花园口区间主要的洪水来源。沁河泥沙含量较少，其下游却是地上悬河，近年来沁河下游河槽严重萎缩，排洪能力降低，防洪形势颇为严峻，主要原因是：黄河的淤积引起了沁河下游的溯源淤积，使丹河口于西张计为微冲微淤，西张计至小董为微淤，小董以下为淤积。     

黄河第三次调水调沙

基于人工扰动方式、更大空间尺度上的黄河第三次调水调沙试验于2004年6月19日正式实施。试验将充分借助自然力量，加之中游水库联合调度塑造人工异重流，形成连续的泄流动力对小浪底水库的淤积泥沙进行冲刷，同时在下游淤积严重的河段进行人工扰动加沙，增加入海洪水的泥沙含量，从而最大限度地实现减淤冲沙的目的。     

长江上游水库群联合调度中的泥沙问题

长江上游已形成以三峡水库为核心的世界上规模最大的巨型水库群,2012年开始实施上述水库群的联合调度。分析了水库群联合调度中,与水库泥沙密切关联的汛期防洪、汛末蓄水和汛前消落调度方案及其对水库泥沙带来的影响。在较为深入、系统地研究了长江泥沙变化规律及其原因、水库淤积和长江中下游河床冲刷特性的基础上,对水库群联合调度中面临的水库淤积与长期使用问题,以三峡水库为例,提出了精细化的"蓄清排浑"和库尾减淤等泥沙调度方法。对水库群水沙联调,促进流域泥沙合理配置以及水库群联合调度条件下的泥沙问题与应对措施等提出了建议。     

克孜尔水库泥沙淤积成因与减淤排沙措施

渭干河属于高泥沙河流,通过对克孜尔水库泥沙淤积现状形态和成因分析,阐明克孜尔水库泥沙淤积过快主要原因,提出水库减淤排沙的措施和运行方式,对减缓克孜尔水库泥沙淤积和有效排沙、延长水库使用寿命具有一定的指导和借鉴意义。     

小浪底水库拦沙期减淤运用方式探讨

小浪底水库运用方式不同于一般水库的特点在于它的减淤２调节，它吸取了三门峡水库的经验教训，采用逐步抬高汛期运用水位，以有利于山东河道减淤为目标，汛期调节出库流量集中于６００ｍ＾２／ｓ、２５００～４０００ｍ＾３／ｓ两级流量。洪水是黄河来沙与下游河道淤积的主体，为使水库多拦对下游有害的粗泥沙、多排对下游无害的细泥沙，可采取拦粗排细的运用方式，即根据水情预报，当出现流量大于２５００ｍ＾２／ｓ的洪水时，提前     

古贤水库建设的紧迫性和建设时机

从减缓黄河下游河道泥沙淤积、维持中水河槽过流能力、降低潼关高程、促进有关地区经济社会发展等方面分析了古贤水库建设的紧迫性,对水库不同的投入运用时机带来的防洪减淤效益进行了分析。结果表明:该水库在黄河水沙调控体系的总体布局中起着承上启下的作用,战略地位极为重要;古贤水库投入运用越早,水库联合调控减淤的作用就越大;古贤水库在小浪底水库拦沙库容淤满前投入运用要比在小浪底水库拦沙库容淤满后投入运用更能发挥水库的联合运用效益。建议加快古贤水库前期工作进程,争取在小浪底水库剩余部分拦沙库容时建成生效。     

黄河中下游大型水库对下游河道的减淤作用

本文采用泥沙数学模型分别对小浪底水库单独运用以及小浪底与古贤水库联合运用的20个可能运行方案条件下,黄河下游河道的冲淤过程和发展趋势进行了计算研究。结果表明,在黄河上修建大型水利枢纽工程对减轻黄河下游河道淤积,遏制河床抬升具有明显作用。结合三门峡水库运用以来的实测资料,分析了大型水利枢纽工程运用与下游河道演变的内在规律,建立了小浪底水库出库水沙与下游河道泥沙冲淤的量化关系,给出了维持下游河道冲淤平衡的临界条件,为通过大型水利枢纽工程运用来减轻黄河下游河道泥沙淤积提供科学依据。     

小浪底水库汛期低水位排沙调度实践分析

截至2018年汛前,小浪底水库已淤积泥沙33.3亿m~3,水库综合调控能力及其对下游滩区防洪保安能力逐步减弱。在保证下游主河槽过流能力条件下,小浪底水库依据洪水预报降低水位排沙,对减少水库淤积、延长水库拦沙年限具有重要意义。2018年和2019年汛前预报黄河汛期来水偏丰,小浪底水库以控制花园口站流量不超过4 200 m~3/s为约束,提前预泄,同时联合调度上中游水库群,充分利用上游来水冲刷小浪底库区,达到了排沙减淤、输沙入海的效果。2019年、2018年汛期小浪底水库出库沙量分别为水库运用以来汛期排沙量的第一、第二位,库区淤积形态得到了调整改善,下游主槽过流能力得到维持并略有增大。小浪底水库低水位排沙运用调度是上中游水库群联合水沙调控模式的探索,为今后水库群调度运用积累了宝贵经验。     

西霞院水库汛期的优化调度

分析了西霞院水库的设计指标与运用方式,提出了西霞院水库汛期优化调度的措施:①汛限水位不限,即在小浪底水库蓄水运用、下泄水流较清时,对西霞院水库采取汛限水位动态控制运用;②死库容不死,即利用西霞院水库设计淤积的死库容调节泥沙,协调进入黄河下游的水沙关系,减少黄河下游河槽淤积的可行性;③尽快开展小浪底和西霞院水文站的建设与研究,以满足黄河防汛、抗旱、调水调沙的要求。     

小浪底水库拦沙对黄河下游河道的减淤作用

在小浪底水库蓄水拦沙期,进入黄河下游河道的水沙条件发生显著变化,含沙量急剧降低,中水流量持续时间增长,水库调水调沙提高了河道输沙能力,改善了泥沙淤积部位。拦沙期(1999年10月—2018年10月),黄河下游河道共计冲刷21.015亿m~3。分析小浪底水库运用以来黄河下游河道泥沙冲淤时空变化特性及水库对水沙的调控效果,对比计算有、无小浪底水库两种工况下黄河下游河道冲淤量变化及减淤作用。水库拦沙期黄河下游河道减淤比为1.373∶1,其拦沙减淤效果与水沙条件、水库运用方式及河道边界等因素有关。     

减缓宁蒙河道泥沙淤积方案及效果研究

通过对实测资料的分析,阐明宁蒙河道不同粒径泥沙来源及冲淤规律：细泥沙是宁蒙河道来沙的主体,主要来源于下河沿以上和宁夏支流,且细、中泥沙冲淤效率与水沙条件有较好的响应关系,随流量的增大河道淤积效率显著降低;而较粗泥沙和特粗泥沙在来沙量中比例较低,特粗泥沙主要来源于入黄风沙,多发生淤积且流量增大也难以提高输送能力。由此提出宁蒙河道减缓淤积的“拦粗排细”综合治理方案,水库调控恢复洪水过程输送细、中泥沙,水土保持和风沙治理拦减较粗泥沙和特粗泥沙。制定了多种减淤方案,并利用水动力模型进行了方案计算,表明各种单项措施减淤效果都有限,河道仍持续淤积,只有采用“拦粗排细”综合治理方案可使河道微冲,且包含水库调控恢复洪水过程的方案对内蒙古河段的减淤效果较好。