水库泥沙淤积量风险分析

水库泥沙淤积是水库工程较为重要的问题，由于水库泥沙淤积受到来水、来沙和水库运行情况等不确定性因素的影响，水库实际淤积量存在超过设计标准的风险性。本文以来水，来沙为主要的不确定性因素，通过对来水、来沙序列的随机模拟和水库冲淤计算，分析水库冲淤积量的风险度，为水库的风险决策提供依据。     

金沙江流域水库拦沙效应

水库拦沙是金沙江下游沙量减小的主要原因,对三峡水库的入库水沙条件产生了重要影响。为了系统掌握金沙江流域水库拦沙情况,基于1956年以来流域内水库及实测水沙资料,采用经验公式、典型调查以及输沙平衡原理相结合的方法,对近60年不同阶段金沙江中下游的水库拦沙情况以及水库建设对金沙江流域减沙贡献权重进行了定量研究。结果表明:1956-1990年、1991-2005年和2006-2015年水库拦沙对屏山站的减沙权重分别为0.3%、48%和83%,可见水库拦沙作用逐步增强;1956-2015年,金沙江流域水库年均拦沙0.310亿t,其中大型水库拦沙量占总拦沙量的89%,尤其是2011年以来,随着金沙江中下游以及雅砻江梯级水库群的陆续建成,流域内水库群年均拦沙量达1.92亿t,对屏山站同期年均输沙量的减少权重在90%以上。     

水库拦沙对长江水沙态势变化的影响

为探讨水库建设对水沙变化态势的影响,通过引入来沙系数、输沙模数和流域水库调控系数,深入分析了长江水库拦沙对水沙态势变异的作用。长江干支流水沙参数与流域水库库容参数之间有重要关系,主要水文站年输沙量随流域累积库容增加而逐渐减少,来沙系数和输沙模数随流域水库调控系数成指数关系衰减,表明水库蓄水拦沙是长江水沙态势变异的主要因素。长江干支流输沙量衰减规律有一定差异,支流来沙系数和输沙模数衰减规律相对独立,而干流上游站衰减幅度大于下游水文站,且干流各站输沙模数的衰减规律比较接近。     

关于昭平台,白龟山水库校核洪水的分析论证

关于昭平台、白龟山水库校核洪水的分析论证牛国强孙广平（河南省水利勘测设计院）昭平台、白龟山水库是淮河流域沙颍河水系沙河干流上游的两座大型水库（图１）。昭平台水库控制流域面积１４３０２，白龟山水库控制流域面积２７４０２。两水库下游有平顶山、漯河、周口等...     

中国内地最大江心河口水库三大主体工程开工

备受关注的青草沙水源地原水工程三大主体工程目前己全部开工建设,建成后将成为中国内地最大的江心河口水库。青草沙水源地原水丁程位十长江口南北港分流口下方,长兴岛头部和北部外侧的中央沙等水域范围。工程包括青草沙水库及取输水泵闸工程、长江原水过江管工程、陆域输水管线及增压泵站工程等三大主体工程,工程计划建设一个总面积约70平方公里的水库,规模相当于10个杭州西湖。     

基于微分对策理论的多沙河流水库调度

水库的排沙问题一直是多沙河流水库调度研究的重点之一。由于大部分多沙河流的来水来沙主要集中于汛期,因此水库汛期的蓄水兴利与泄水排沙的矛盾十分突出,具有典型的博弈关系,该关系可以利用博弈的相关理论进行描述。基于微分对策理论,将多沙河流水库汛期的供水兴利与泄水排沙看作博弈的双方,建立起以排沙和供水的综合效益作为性能指标函数的多沙河流水库汛期调度模型,研究了多沙河流水库汛期的调度问题,并通过陕西黑河某水库的实测资料对该模型进行了验证计算。计算结果表明,建立的调度模型能够较好地反映多沙河流水库汛期调度中的主要矛盾,实现对供水与排沙综合效益的优化。     

青草沙水库工程的风险识别

青草沙水库工程属大型水利工程。工程在施工阶段和运行期间,均存在不确定性因素多、风险因素和风险事件发生概率大的特点。本文利用风险识别方法,对青草沙水库工程不同阶段的风险进行了识别。     

吉林西部洋沙泡水库高氟水的形成

在调查、分析洋沙泡周边地质、水文地质和氟土壤特征的基础上,结合洋沙泡水库模拟实验结果对吉林西部洋沙泡水库高氟水的形成进行了深入研究。结果表明,吉林西部高氟环境的形成是地表环境长期演化的结果:大兴安岭岩浆岩和松嫩低平原松散沉积物提供了含氟丰富的物质基础,河流及地下水径流提供了氟迁移的动力条件,典型的低平原是高氟形成的地理条件,干旱半干旱的气候条件成为高氟环境的促进条件。洋沙泡的氟主要来源为二龙涛河径流携带,多年平均携带量占年内氟总来源的99%以上;周边径流占0.014%～0.28%;降水携带量占0.012%;蒸发浓缩作用对洋沙泡水库的氟质量浓度也有一定影响。此外,内源底泥的释放也是洋沙泡水库水体氟质量浓度增高的原因之一,并且在引嫩入白工程实施后,依然使洋沙泡水库水体中氟质量浓度增加。在每年引水的情况下,需要5年时间水库水体氟的质量浓度才会降至1.0mg/L以下。风动力和人为活动也对洋沙泡水库的氟质量浓度变化产生影响。     

龙羊峡、刘家峡水库运用对黄河上游水沙关系的调控机制

依据龙羊峡、刘家峡水库进出库水沙定位观测资料,根据河流动力学原理,分析了水库运用对径流泥沙过程的调节作用及其影响,揭示了水库对其下游河道水沙关系的调控机制。结果表明:①大型水库运用对进、出库径流泥沙的调节作用与水库的运用方式有关,多年调节的龙羊峡水库对径流为线性调控,对泥沙为非线性调控,而不完全年调节的刘家峡水库对径流、泥沙均为线性调控;②水库运用对其下游河道水沙关系具有很强的干扰作用,主要是打破了天然条件下河道通过长期自动调整所形成的输沙规律,改变了挟沙水流的本构关系;③大型水库运用对水沙关系动力学机制的影响主要归因于重新调整了挟沙水流的平衡条件,使洪水传播过程中切应力降低,临界弗劳德数增大,改变了相对平衡输沙状态,挟沙水流则需通过淤积增大比降,满足临界弗劳德数状态下的水流切应力要求,重新实现挟沙水流的平稳状态,从而致使水沙关系发生相应变化。     

黄河内蒙段河道冲淤量与水沙输移过程的关系分析

根据1952～2003年黄河内蒙古河段实测断面资料分析,天然状态下该河段均处在淤积状态,青铜峡、三盛公水库建成运行初期水库蓄混排清,不同的水沙组合使河道有冲有淤,青铜峡水库蓄满失去蓄混排清功能后,河道又长期处在淤积状态。河道冲淤量与来水量、来沙量的线性组合高度相关,表明该河段冲淤量与河道的水沙组合有直接的因果关系,由此建立了计算河道冲淤量的数学模型。来沙系数是判断河道冲淤变化的关键指标,实测资料分析表明:来沙系数小于或等于0.005时河道发生冲刷,来沙系数在0.005～0.009之间时河道有冲有淤,来沙系数大于0.009时河道发生淤积,来沙系数大于0.015时淤积量趋于稳定,且以1.0为渐近线。     

赣江中下游近60年水沙时空分布特征

基于赣江中下游4个代表水文站(吉安站、峡江站、樟树站、外洲站)60多年的水沙时间序列资料,分析了赣江中下游水沙时空分布特征,探讨了水库滞沙、人为采砂、水土保持等人类活动对径流、输沙特性的影响。结果表明:年径流量整体上呈微弱增加趋势,受万安水库运行的影响,1990年以后汛期径流量集中程度微弱降低;各站年输沙量在20世纪50~80年代没有明显变化趋势,进入90年代以后整体上呈逐渐降低趋势,1990年汛期输沙量降幅最为明显,各测站下降幅度大小与水文测站距水库的远近有关;降雨量是影响年径流量的主要因素,水土保持和水库滞沙是年输沙量急剧下降的主要因素,而万安水库的蓄水拦沙作用和人为采砂是影响近期水沙条件的主要因素。     

三峡工程蓄水运用以来水库排沙效果

针对三峡水库蓄水运用以来排沙比问题,在深入研究三峡水库不同蓄水运用阶段水库排沙效果的基础上,着重研究各年年内蓄水排沙过程,系统地分析水库排沙效果的影响因素。结果表明:库区河道特性、入库水沙条件以及坝前水位的高低是水库排沙比变化的主要影响因素。2003年6月~2010年12月,水库排沙比为26.1%。水库排沙主要集中在汛期5~10月,排沙比为29.0%。尤其是在洪峰期间,库区水流流速较大,水流挟沙能力强,进入水库的泥沙大部分能输移到坝前,水库排沙比较大,当入库流量大于30000m³/s时,水库最大排沙比可达81.0%。此外,随着汛期坝前水位的抬高,水库排沙效果有所减弱,尤其是粗颗粒泥沙的多少也很大程度上影响水库排沙效果,水流的挟沙能力随着水流流速的减小而减小,粗颗粒泥沙的排沙比随之发生较全沙更为明显的减小。     

册田水库清淤方案设计与研究

册田水库建于永定河上游桑干河干流上,是北京官厅水库的一座拦沙水库,水库规模为大(Ⅱ)型水库,防洪标准为100 a一遇设计,2000 a一遇校核.水库自1960年运用至今已建成60 a,从未进行过清淤,目前水库淤积量已达到2.5亿m3,占到总库容的40％以上.实施水库清淤是册田水库增效扩容的重要手段,能够增加水库库容,提...     

寒区水库护坡冰冻破坏问题中的断裂力学分析

寒区水库护坡冬季常常会在低气温和低温环境的共同作用而产生冰冻破坏,进而影响其发挥正常的作用,甚至会使其完全失去作用.结合团结水库的实际工程问题,在传统分析、计算方法的基础上将断裂力学引入进来,从断裂力学的角度分析了该水库护坡产生冰冻破坏的主要原因有三大因素:冰推、冻胀和浪淘,其中冰推和冻胀起控制作用,浪淘起辅助作用.根据冰冻破坏原因分析,提出了钢筋混凝土护坡板的设计方案,并对其进行了抗冰推、抗冻胀破坏的验算校核,结果证明:该计算方法和设计方案完全能够使寒区水库护坡达到抵抗冰冻破坏的目的.为解决寒区平原水库护坡抗冰冻破坏问题提出了新的思路,进行了有意义的探索.     

潮汐河口水库中水力充填堤坝结构的渗控关键技术研究

随着近些年水力充填堤坝结构在潮汐河口水库中的应用和发展,渗流控制技术也随之不断完善。本文以上海青草沙水库工程中的北堤工程为例,论述了水力充填堤坝应用在潮汐河口水库中,其渗流控制技术研究分析过程,为类似工程的设计和研究提供了经验和参考。     

关于黄河下游挖河减淤效果的质疑

本刊2001年第四期刊出了“黄河下游窄河段挖河固堤启动工程减淤效果研究”[1]一文引起了国内泥沙和治河工作者的兴趣和关注。目前对黄河中下游挖河减淤的研究,虽然分析方法及所用资料有所不同,但都认为每减淤1m3泥沙,只需挖沙0.74～0.66m3,即挖沙减淤效率为η=135%～150%这一结论是值得商讨的。据笔者理解,挖沙减淤和水库拦沙减淤相似,其效率不可能大于百分之百。就水库拦沙来说,李保如以前统计黄河下游减淤1m3,水库拦沙需15～16m3,即拦沙减淤效率为η=0.65～0.63。     

梯级水库蓄水对三峡水库洪峰沙峰异步特性的影响

梯级水库蓄水后，三峡水库入库泥沙大幅度减少，同时三峡水库洪峰沙峰传播特性发生变化，有必要研究新水沙条件下三峡水库洪峰沙峰异步特性变化及其原因，为深入认识水库洪峰沙峰异步特性机理和精细化减淤调度方式提供理论基础。采用实测资料分析法和理论分析法，以2003—2018年三峡水库实测水文资料为基础，对梯级水库蓄水后三峡水库洪峰沙峰异步特性变化进行分析，初步探讨这些变化的主要原因。结果表明：梯级水库蓄水后，三峡水库洪峰沙峰异步现象加剧，表现为入库滞后沙峰比例增加最多、库区洪峰传播时间减少以及沙峰传播时间增加。造成该现象的原因是入库泥沙来源发生变化、入库洪峰流量减少以及入库泥沙颗粒粗化。     

梯级水库蓄水对三峡水库洪峰沙峰异步特性的影响

梯级水库蓄水后，三峡水库入库泥沙大幅度减少，同时三峡水库洪峰沙峰传播特性发生变化，有必要研究新水沙条件下三峡水库洪峰沙峰异步特性变化及其原因，为深入认识水库洪峰沙峰异步特性机理和精细化减淤调度方式提供理论基础。采用实测资料分析法和理论分析法，以2003—2018年三峡水库实测水文资料为基础，对梯级水库蓄水后三峡水库洪峰沙峰异步特性变化进行分析，初步探讨这些变化的主要原因。结果表明:梯级水库蓄水后，三峡水库洪峰沙峰异步现象加剧，表现为入库滞后沙峰比例增加最多、库区洪峰传播时间减少以及沙峰传播时间增加。造成该现象的原因是入库泥沙来源发生变化、入库洪峰流量减少以及入库泥沙颗粒粗化。     

维持黄河流域水沙平衡的调控指标阈值体系研究

推进黄河流域系统治理与黄河水沙协同调控是确保黄河长久安澜的关键。因受气候、生态、地形地貌和强人类活动等多系统耦合影响，约束黄河水沙整体行为的分系统协调以及各单系统水沙关系协调的表征指标筛选及其阈值确定，一直是治黄实践的难题。基于维持黄河全流域水沙平衡，构建了黄土高原-干流河道-河口水沙协同调控三级指标阈值体系，包括1个一级指标、8个二级指标和20个三级指标。结果表明：(1)流域侵蚀防控指标阈值体系中，60%的林草梯田覆盖率下可致产沙的次降水量阈值为57 mm;可基本遏制流域产沙的林草有效覆盖率和梯田比阈值分别为60%和40%;淤地坝拦沙减蚀阈值为三级沟道控制率40%～50%。(2)河道水沙调控指标阈值体系中，近期宁蒙河段平滩流量阈值约为2 000 m³/s,远期黑山峡水库建成后宁蒙河段平滩流量阈值约为2 500 m³/s;近期潼关高程调控阈值约为328 m,远期古贤水库建成后潼关高程可冲刷下降至326 m左右；下游河道平滩流量阈值约为4 000 m³/s。(3)考虑黄河三角洲淤蚀动态平衡，河口稳定沙量阈值约为2.6亿t/...     

寒区平原水库土坝护坡冻害防治技术

根据近年来冻土力学、冰工程学等研究成果,简述了寒区原水库土坝护坡构筑物冻害防治技术的主要内容,包括平原水库土坝护坡工程冻害破坏规律,给出了土坝护坡冻害防治措施、防冰措施、抗冻胀设计参数的确定、抗冰推护坡稳定计算等,可供工程设计人员参考。