基于淤地坝建设的黄河中游泥沙粒径变化分析

以黄河中游河口镇一龙门区间及四条典型支流——皇甫川、窟野河、无定河和三川河为研究对象，通过分析实施淤地坝等水土保持措施前后泥沙粒径的变化，认为：①自20世纪70年代以来，河龙区间粗泥沙占比（粗泥沙量占年输沙量的比例）、淤地坝减沙量和拦减粗泥沙量均呈下降趋势，淤地坝拦减粗泥沙量的时效性较为明显；②实施水土保持综合治理后．皇甫川、无定河、三川河流域泥沙中值粒径和平均粒径均有细化的趋势；③黄河中游绝大部分流域泥沙中值粒径和平均粒径同时变小，泥沙明显变细；④淤地坝等水土保持综合治理措施不仅具有减沙作用，而且还具有明显的“拦粗排细”作用。鉴于此。减少黄河粗泥沙的重点支流应首选窟野河和皇甫川。     

黄河中游淤地坝淤积泥沙级配组成分析

对黄河中游右岸皇甫川等4条一级支流36座淤地坝淤积物钻孔取样资料和原生土取样资料进行了分析。结果表明:淤地坝淤积泥沙粒径的纵向分布总体上呈现出由坝尾到坝前逐渐变细的规律;4条支流淤地坝拦减粒径d≥0.05mm和d≥0.1 mm粗泥沙含量所占百分数大小为窟野河>皇甫川>秃尾河>佳芦河;淤地坝拦减粗泥沙效果显著,淤积物中d≥0.05 mm和d≥0.1 mm的粗颗粒含量与流域原生土粗颗粒含量成正比,即入库的粗颗粒含量越多拦的粗泥沙也越多;在黄河中游粗泥沙集中来源区,淤地坝拦减粗泥沙存在着多来多淤、多淤多粗的规律。同时,得到了窟野河和皇甫川两流域淤地坝淤积物平均中值粒径d50淤和原生土平均中值粒径d50原的线性关系式。     

韭园沟与秃尾河流域淤地坝坝内泥沙粒径分析

淤地坝是韭园沟与秃尾河流域重要的水土保持工程之一,淤地坝所处流域和工程结构的不同,淤积物的粒径大小存在差异。通过钻孔取样法采集了韭园沟流域21座淤地坝和秃尾河流域36座淤地坝淤积物样品623个,根据样品的颗分结果,分析得出韭园沟流域淤地坝坝内粗泥沙粒径主要为0.05 mm,秃尾河流域淤地坝坝内粗泥沙粒径主要分布于0.05~0.10 mm之间,说明淤地坝能有效拦截流域内的粗泥沙;两流域淤地坝均呈现库尾泥沙粒径总体大于坝前,库尾泥沙粒径的大小取决于入库泥沙粒径的大小,入库泥沙粒径越大,淤地坝对其分选效果越明显。     

黄河中游实测最大含沙量可靠性试验分析

针对黄河中游窟野河温家川水文站1958年7月10日实测含沙量1 700 kg/m^3这一世界泥沙极值的可靠性,在分析窟野河流域及相邻皇甫川、孤山川、秃尾河等流域高含沙量悬移质泥沙组成特性的基础上,通过窟野河流域泥沙样采集,分别对原状沙样、混合沙样和配比沙样等进行了高含沙量模拟试验。试验表明：当悬移质泥沙颗粒组成符合该区域高含沙量悬移质泥沙颗粒组成特性时,窟野河流域最大可能含沙量可达1 750 kg/m^3。     

黄河中游多沙粗沙区淤地坝拦减粗泥沙分析

本文对地处黄河中游多沙粗沙区的河口镇至龙门区间（简称河龙区间）及四大典型支流皇甫川、窟野河、无定河和三川河流域淤地坝拦减粗泥沙效果进行了深入分析，计算了不同年代淤地坝拦减粗泥沙量。通过分析实施淤地坝等水土保持措施前后泥沙粒径的变化、淤地坝配置比例与减沙比例关系的变化后认为：淤地坝是快速减少入黄粗泥沙的首选工程措施和第一道防线，具有明显的“拦粗排细”功能。只要河龙区间坝地的配置比例保持在2%左右，其减沙比例即可达到45%以上。当四大典型支流淤地坝配置比例平均达到2.5%时，淤地坝减沙比例平均可以达到60%。因此，为有效、快速地减少入黄泥沙尤其是粗泥沙，河龙区间水土保持措施应采用以淤地坝为主的工程措施与坡面措施相结合的综合配置模式。淤地坝的配置比例应保持在2%以上。减少黄河粗泥沙的重点支流应首选窟野河和皇甫川。     

浅析盖孜水电站流域泥沙计算

水电站的选址非常重要,关系到水电站使用寿命及运行安全。盖孜河流域范围内的泥沙情况影响到盖孜水电站的规划选址,文章通过分析水文和泥沙情况,选取水文站有代表性年份的历史数据,对历史数据进行统计和计算,重点计算分析了盖孜河流域内泥沙情况,对拟选坝址处多年平均悬移质输沙率、多年平均悬移质含沙量、多年悬移质年内分配等指标进行了分析,意在为水电站初设和选址提供理论依据。     

秃尾河流域水沙特性变化分析

秃尾河是黄河中游河龙区间一条多泥沙河流,通过对其降水、径流和泥沙等水文资料的分析,重点讨论了20世纪70年代前后降雨量、径流量和泥沙量的变化,认为70年代以前降雨、径流和泥沙总量大于70年代以后,粗颗粒泥沙逐渐向细化的趋势发展,与天然状态相比,流域水沙关系发生了变化。     

三峡蓄水后城陵矶-武汉河段泥沙粒径变化分析

利用长江中游城陵矶-武汉河段的3个主要控制水文站(城陵矶、螺山、汉口)近10a的实测悬移质颗粒级配资料,采用方差分析及Wilcoxon加符秩检验两种统计方法,对该河段河流泥沙级配在三峡工程蓄水运用前后的变化进行了分析。结果表明:在三峡工程蓄水运用后,螺山和汉口站控制的区间流域河流泥沙粒径有明显粗化现象,粒径范围为0.062~0.500mm,而整个城汉河段河流泥沙粒径并没有显著变化。     

流域治理对多沙河流悬移质泥沙输移影响的分析

根据黄河中游无定河等多沙支流实测资料，从悬移质泥沙级配、水流输沙率、水沙变化及河床冲淤调整等方面初步分析探讨了流域治理对河流泥沙输移的影响。     

大凌河中下游泥沙颗粒特征分析

通过统计大凌河流域1988—2001年的泥沙颗粒观测资料,对大凌河泥沙颗粒特征在不同时间与空间条件下的变化、影响泥沙颗粒变化的主要影响因子及泥沙颗粒与径流量、含沙量间的相关关系进行了研究。结果表明:①在时间上,汛期悬移质泥沙粒径一般小于非汛期泥沙粒径;②粒径大于0.05mm的粗颗粒泥沙对下游河道泥沙沉积的贡献最大,越接近年内丰水期,河道悬移质泥沙粒径越细;③泥沙粒径在20世纪90年代以前变化不大,至90年代中后期总体有所增大;④大凌河从上游至下游的泥沙粒径呈细化趋势。     

分流对弯道水流紊动强度影响的试验研究

采用先进的三维超声波多普勒流速仪（ADV）对不同分流比情况下弯道水流紊动特性进行了系统的试验研究。根据试验数据,探讨了不同分流比工况下弯道水流的紊动机理,分析了其紊动特性,同时对紊动强度分布特点进行了比较。     

In the Central Committee of the Communist Party of the Soviet Union and the Council of Ministers of the USSR

Power Technology and Engineering -     

前置掺气坎坡度对阶梯溢洪道掺气水流影响的数值模拟

为研究复杂边界条件下气液两相界面的流动及混掺现象对工程建设的影响,结合某大型水电站的溢洪道,利用RNG k-ε模型对其进行三维流场模拟,采用有限体积法离散控制方程,并用GMRES算法进行压力求解,对前置掺气坎式阶梯溢洪道和传统阶梯溢洪道泄流壁面上的高速掺气水流进行数值模拟。结果表明:随着掺气坎坡度的增加,其掺气空腔及掺气浓度均有所增大,随着水流下泄掺气浓度沿程降低,达到一定距离后趋于稳定,掺气浓度值达到了减免空蚀破坏的要求;与传统阶梯溢洪道的模拟结果进行对比可知,增设前置掺气坎后,既可以增加前几级阶梯的掺气浓度使水流提前达到水气平衡,也没有降低阶梯式溢洪道的消能率,为解决传统阶梯溢洪道中出现的工程难题提供了一种新思路。