小浪底水库淤积形态探讨

至2010年10月,小浪底水库干流三角洲顶点推进到距坝18.75km的HH12断面,库区淤积量达到28.23亿m3。本文通过分析小浪底水库运用以来库区干流淤积形态,研究了水库三角洲淤积形态对水沙输移的影响机理与作用,结果表明:三角洲淤积形态与锥体淤积形态相比,相同淤积量与相同蓄水量条件下,前者回水长度明显缩短,坝前蓄水位明显降低;发挥水库拦粗排细减淤效果及优化出库水沙过程等方面,三角洲淤积明显优于锥体淤积。三角洲淤积更有利于塑造异重流,异重流排沙效果优于壅水明流排沙。小浪底水库降水冲刷实体模型试验结果表明,河槽溯源冲刷下切的同时水位下降,两岸尚未固结且处于饱和状态的淤积物失去稳定,在重力及渗透水压力的共同作用下向主槽内滑塌,库容得到恢复。当前在水库运用过程中,若遇洪水入库,通过降低水库坝前水位,可在坝前段及三角洲洲面形成溯源冲刷,从而尽可能延长库区由三角洲淤积转化为锥体淤积的时间。     

小浪底水库运用以来库区淤积形态分析

分析了小浪底水库运用以来库区的淤积形态,结果表明:水库非汛期蓄水拦沙,淤积形态变化不大;调水调沙期间及汛期发生洪水时,淤积形态受水沙条件、边界条件及水库运用方式的影响而调整,截至2010年汛后,小浪底全库区断面法计算淤积量为28.225亿m3,其中干、支流淤积量分别为22.395亿m3、5.830亿m3,支流淤积量占总淤积量的20.7%;库区干流呈三角洲淤积形态,并逐步向下游推进,支流口门淤积较为平整,支流河床纵剖面沿流向呈现一定的坡降;畛水沟口形成了高10.5 m的拦门沙坎,建议开展畛水拦门沙坎的防治研究。     

小浪底库区淤积三角洲变化特性分析

对小浪底水库淤积三角洲的发展变化过程进行了分析.结果表明:从水库运用的角度出发,在水库运用初期,应尽量使入库泥沙淤积在近坝段,以利于延长水库的使用寿命.     

小浪底水库水沙调控对淤积形态影响的数值模拟

水库淤积形态是影响水沙调节效率的一项关键因素。为优化水库调度方式,采用考虑细颗粒淤积物流动特性的水库淤积形态数值模型,开展了小浪底水库淤积形态对水沙调控响应的模拟分析工作。研究结果表明:三角洲形态及顶点位置随着水库的运行调控而发生变化,三角洲顶点附近顶坡段的冲淤调整和水库运行低水位与三角洲顶点高程之间存在较明显的关联性,当水库低水位低于三角洲顶点高程时三角洲顶坡段出现冲刷,当水库低水位高于三角洲顶点高程时三角洲顶坡段出现淤积;淤积形态为同等淤积量的锥体时,库区上段受河道边界影响有冲有淤,中下段库区淤积明显,且淤积量较三角洲淤积形态的大;考虑人工清淤措施时,清淤量与水库淤积总量相比占比非常小,因此淤积形态总体变化与不考虑人工清淤时基本类似,仅在清淤疏浚部位及附近局部河段有一定变化。     

小浪底水库淤积形态及库容变化特性分析

对小浪底水库运用以来的淤积形态和库容变化特性进行了分析,结果表明:小浪底库区干流总体呈三角洲淤积形态,横断面形态随自然地形的空间分布、来水来沙过程与水库调度过程的变化而呈现出不同形态;支流纵向倒坡呈逐步加大的趋势,遇不利的水沙系列,干、支流淤积面高差会进一步增大;小浪底库区支流库容占总库容的比例有逐年增大的趋势,应对干支流倒灌淤积及支流拦门沙问题开展深入研究。     

小浪底水库泥沙淤积问题初步探索

对小浪底水库泥沙淤积问题进行了分析,结果表明:目前水库运用中所采用的库区和漏斗区泥沙淤积测验、泥沙信息采集与管理及调水调沙等手段,对控制和调整水库泥沙淤积是有效的;通过消除干流泥沙淤积的"翘尾巴"现象,可使干流淤积三角洲顶点往坝前迁移;应限制支流河口拦门沙坎的形成与发展;建议加强观测与泥沙信息管理,确保进水塔前闸门启闭安全以及排沙洞进口段不淤堵。     

小浪底水库淤积形态优选与调控

围绕小浪底水库调度问题,从优化水沙组合、支流库容充分利用、减缓水库淤积等方面对水库淤积形态进行了优选,提出了可长期保持该优选形态的水库调控技术与方式,并科学地评价了水库调控优化方式对库区及下游河床冲淤的影响效果。20 a设计水沙系列数学模型计算与物理模型试验结果表明:与基础方案相比,优化方案可使小浪底水库减少淤积量10.2亿~12.7亿m3,入海沙量增加6.7亿t,在延长水库拦沙库容使用年限、增大入海沙量等方面效果较优。     

小浪底水库支流倒灌与淤积形态模型试验

利用小浪底水库实体模型开展水库拦沙后期运用方式长系列年试验,对争议较大的库区支流倒灌及其淤积形态问题进行重点分析。结果表明:库区最大支流畛水河口门狭窄且库容较大,拦门沙问题最为突出,其纵坡面形态与设计有一定的差别;支流年淤积量与当年大于2600 m3/s流量时段的总水量有较好的相关性;通过优化水库运用方式可较长时期保持动态三角洲淤积形态,有利于支流库容的有效利用;水库干流河床处于动平衡状态时,支流河床仍然会逐渐淤积抬升而使得干支流淤积面高差趋于减少。     

浅谈小浪底水库泥沙问题

小浪底水库已于2000年1月下闸蓄水，其入库水少过程受制于三门峡水库出库水沙过程。因此，小浪底水库的运用必须考虑入库的水沙特点，水库泥沙问题也应结合库区其他条件来研究。制订水库运用方案时应充分吸取三门峡、官厅、巴家嘴等水库的经验教训，以期达到合理的目标。建议对富裕输沙能力问题、异重流排沙问题进行深入研究，多年调节泥沙问题应当慎重对待。     

小浪底水库库区冲淤规律分析

对小浪底水库运行以来泥沙冲淤变化、河道河床质泥沙颗粒组成和实测资料进行分析,提出解决库区泥沙淤积的思路,所得结论为水库的运行管理和调度提供参考。     

小浪底库区管道输沙模型设计

分析了小浪底库区管道输沙模型设计中模型比尺、模型沙选择、含沙量比尺及阻力校正等问题。结果表明:①以中值粒径略大于原型沙的天然沙作为模型沙为宜;②模型沙选定后,可试算得到模型含沙量比尺;③阻力校正可根据流体雷诺数的不同来进行。     

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     

小浪底水库泥沙淤积观测与分析

通过布设174个断面,采用地形法对小浪底水库泥沙淤积形态进行了观测,分析表明:自大坝截流至2005年汛前,库区淤积量为14亿m3,纵向淤积呈明显的三角洲形态,横向表现为平淤,对异重流的形成是有利的。在低水位期与三门峡、万家寨等水库联合进行调水调沙,可以将小浪底水库淤积的部分泥沙冲出库外,因此,营造异重流排沙是减少水库淤积、延长水库寿命的重要手段。     

小浪底库区管道排沙方案排沙效果分析

根据小浪底库区管道排沙方案设计参数,计算了大、小两种方案情况下的年清淤量,分析了各自的排沙单价.结果表明:大方案清淤范围为25 km,年清淤量为3亿t,排沙单价为1.06元/t;小方案清淤范围为5 km,年清淤量为0.6亿t,排沙单价为0.93元/t.     

小浪底水库异重流排沙研究

通过对小浪底水库异重流各种水文要素进行观测,掌握库区水位和进出库水沙量的变化过程,进而确定塑造小浪底水库异重流的水库运用水位。结合历年异重流测验的经验和小浪底库区的地形条件,认为利用异重流输沙和排沙特性,可以达到排沙减淤或者改变库区淤积形态的目的。     

条带测深仪在小浪底库区泥沙测验中的应用

库区泥沙测验工作是水库安全运行管理的重要组成部分。阐述了小浪底水库泥沙测验的方法，介绍了条带测深仪的工作原理和技术指标，及其在小浪底水库水下地形测量中的应用情况。     

小浪底库区深层淤积泥沙层理特性分析

采用低扰动深层取样器对小浪底库区主河槽深层淤积泥沙进行了取样,取样点分布在小浪底库区HH1—HH48断面之间的16个断面上,各断面淤积泥沙最大取样深度为1.5~3.0 m。对所取样品开展土工试验,在分析淤积泥沙的物理特性的基础上,引入Sundborg公式计算了沿深度方向淤积泥沙的抗冲刷能力,开展了典型断面淤积泥沙层理结构的特性研究。结果表明:部分典型断面泥沙粒径沿深度方向不规律,粗细交替有明显分层现象,样品岩性分类分层明显;土体类型及物理性状的不同,导致淤积泥沙力学参数沿深度方向有较大波动,表明抗冲刷能力有较大差异,存在分层现象,其分层特点与历年来水来沙量及周边地形环境等因素有关。     

小浪底水库泥沙处理途径探索

根据黄河下游放淤固堤高浓度泥浆管道输送的实践与科技攻关所得的研究成果,提出利用潜吸式扰沙船在坝前2~40 km范围内,分调水调沙时期和发电供水期2个时段进行扰沙、抽沙,依据虹吸与水库拉沙原理将淤积在库底的细颗粒泥沙排出库外。分析表明,该方案较为经济且具有可操作性,通过水库调度与清淤措施的协调配合,可以实现延长小浪底水库寿命和输沙入海的目标。