小浪底水库塑造异重流技术及调度方案
小浪底水库拦沙初期调控异重流方式初步研究
小浪底水库拦沙初期调控异重流方式初步研究曲少军韩巧兰孙赞盈汪大鹏(黄河水利科学研究院，河南郑州 450003 )摘要：小浪底水库拦沙运用初期，黄河中游来的峰高、量小、沙多又不够一次调水调沙过程的洪水（在考虑水库前期可调水量之后）入库后一般会形成异重流，且出库沙量大、粒径细，因此水库应及时排出；但如果水沙搭配不好，也会使下游河道发生淤积，且呈现沿程均淤的特点；随着排沙期平均流量的增大，全下游淤积比不断减小，并可以由淤积转为冲刷。
针对这类洪水，推荐以下游河道不淤积的关系式进行水沙调控，可以在水库适当补水的情况下实现下游河道少淤甚至不淤的排沙效果。
关键词：水库异重流调水调沙高含沙小洪水减淤水沙搭配小浪底水库拦沙初期是指水库泥沙淤积达到21～22亿m3之前的时期，该淤积量与起始运行水位210m以下原始库容接近。
通过长期大量而系统的研究，确定了这一时期调水调沙运用的调控指标[1]，具体分为：（1）调控流量。
包括调控上限流量和调控下限流量，调控上限流量按控制花园口断面流量不小于2600m3/s、历时不小于6天，调控下限流量按花园口断面流量不大于800m3/s控制；（2）下限运用水位。
采用起始运行水位210m；（3）调控库容。
基本满足调水调沙运用要求的调控库容不小于8亿m3。
由此看出，通过小浪底水库调水调沙调度，控制花园口断面流量小于800m3/s或大于2600m3/s，尽量避免出现800～2600m3/s之间的流量过程。
另外，黄河调水调沙试验结果表明，实施一次调水调沙过程的洪水历时一般为9天以上。
小浪底水库投入运用以来，汛期中游时常发生峰高、量小、沙多的洪水（简称中游高含沙小洪水，下同），但在考虑水库前期可调水量之后仍不够一次调水调沙过程所需的水量，因这类洪水进入小浪底水库后，一般会形成异重流并运行至坝前，如果将异重流泄放出库，因流量小、含沙量高从而引起下游河道淤积，不利于下游主槽行洪排沙能力的尽快恢复，近几年类似的排沙情况已出现多次。
小浪底水库调水调沙解读
小浪底水库调水调沙对黄河下游渔业资源影响及对策介子林朱文锦（河南省水产科学研究院450044）摘要：调查了调水调沙前、后黄河下游河道水域水质、水生生物、渔业资源的变化情况，调水调沙对黄河下游水环境、水生态、渔业资源产生了不利影响，这种不利影响具有叠加性和持续性，提出相应的政策和技术措施。
关键词：调水调沙；黄河下游；渔业资源；生态环境2008年农业部下达了《黄河下游生态环境监测评价—-小浪底水库调水调沙试验对黄河下游渔业资源影响评价及对策研究》项目。
在黄河流域渔业资源委员会组织协调下，河南省水产科学研究院牵头实施了该项目，2008年小浪底水库“调水调沙”期间，较全面的对黄河下游水环境和水生态的变化情况进行了检测，重点调查了“调水调沙”后期黄河“流鱼”情况，较全面的掌握了“调水调沙”对黄河下游生态环境影响，为保护黄河水生生物的物种多样性，为修复、维持黄河水生生态系统的完整性及可持续性提供了科学依据。
1．调查范围从黄河小浪底水库坝下至黄河入海口。
2008年6月19日至7月3日实施的黄河第八次调水调沙。
本次调查的时间选择在调水调沙前14天至调水调沙后14天。
根据生态学理论，不同生境条件决定不同的生态环境状况。
为全面反映黄河下游的生态环境状况，以黄河下游水文站位置为本项目监测点，监测点共7个，分别为孟津、花园口、夹河滩、艾山、洛口、高村、利津。
调查的影响因子包括河道水质、河滩地、黄河口水质、浮游植物、浮游动物、底栖动物、水生维管束植物、鱼类、渔业资源等。
定点比较调查调水调沙前、后渔业资源变化情况。
2．对渔业资源影响2.1 对河道水质的影响比较分析调水调沙过程前、后河道的水质变化，最主要的特征为：一是在较短时间内加大小浪底水库下泄水量，并通过水量一定的波动在下游形成洪峰；二是采取技术措施产生异重流，促使沉积泥沙的泛起和随水转运。
调水调沙过程中，一些水质指标如温度、溶解氧、浊度等在短期内剧烈改变；一些指标如总磷、氨氮等在短期内急剧增加。
黄河干流水库联合调度塑造异重流
条件的关 系式。 实践表明 ： 大小浪底 水库的入 库水沙动 力、 增 把握好动 力作 用时机 、 可能创造有利 的库 区地 形条件 ， 尽 可
以有 效 地 增 大 小浪 底 水 库 异 重 流 的 排 沙 比 ， 实现 “ ＋ｌ＞ ” 水 库减 淤 效 果 。 ｌ ２的
关
键
词 ：异 重 流 ；排 沙 比 ；水 库联 合 调 度 ；黄 河 干 流 文献标识码 ： Ａ ｄｉ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０ —３ ９ ２ １ ．４ ０ １ ｏ：０ ３ ６／．ｓ ．０ ０１７ ．０ １０ ．０ ｓ
今 为 止 ， 增 大 水 库 异 重 流排 沙 比 的技 术 和 对 异 重 流 排 沙 比 的 对
计算 尚处于探索阶段 。虽然原 水 电部第 十一工 程局 建立 了单
一
水 库异重流排沙 比计算的经验关系式 ， 但是 对于利用 多座
收稿 日期 ：０ １ ０ — ８ ２ １— ４ １ 作者简介 ： 李国英（ ９ ４ ） 男， １６ 一 ， 河南禹州人 ， 高级 Ｉ程师 （ 教授 级） 研 究方向 ，
图 １ 黄 河 中游 水 库 联 合 调 度 塑 造 异 重流 流 程
运动并逐渐消失 ， 所挟带的泥沙也会全部淤积在水库 内。
一
般来 讲 ， 水库异重流的形成和运动均是 在单一水 库 中进
２ 多库联合调度塑 造异 重流排沙比计算
对于水库异重 流排 沙比的计 算 ， 目前 主要有数学 模型计算 方法 和经验关系式法 两种 。对数学模型计算方法 而言 ， 由 于一维数学模 型和平 面二维水沙 数学模型受 自身条件 限制 ， 不 能模拟异重流 流速及含 沙量的垂 向分布 ， 型本 身也 不能模拟 模
第３ ３卷第 ４期
黄河小浪底水库异重流研究和塑造
黄河小浪底水库异重流研究与塑造张俊华 李书霞 陈书奎 马怀宝 王艳平（黄河水利科学研究院）摘 要小浪底水库自1954年工程规划至今，历经半个多世纪。
伴随着工程规划设计的不同阶段，均不可避免地涉及水库异重流问题。
水库施工阶段开展的小浪底水库实体模型及数学模型研究，针对小浪底水库异重流进行更为全面系统的研究。
小浪底水库投入运用以来，历次调水调沙不仅将长期的研究成果付诸实施，而且使得对异重流运行规律的研究在认识－实践－再认识的过程中不断深化。
进一步加强基本规律研究、物理模型试验及原型资料观测是深化异重流研究的重点。
关键词 小浪底水库 异重流塑造 调水调沙1 工程规划及设计阶段黄委设计院在进行小浪底水库淤积过程计算时所涉及到的水库异重流问题，主要是依据三门峡等已建水库的实测资料所建立的经验关系及范家骅提出的异重流排沙计算方法[1,2]。
范家骅异重流排沙计算的基本思路是：根据水库蓄水位及地形特点将库区划分为若干库段，分析确定不同库段及不同高程相应的阻力系数m λ、平均河宽B 、底坡0J 等；按均匀流流速公式3108⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=J B Q g v m m γγλ计算第二断面流速，利用建立的流速v 与悬沙90d 的关系曲线，推算出第二断面的平均含沙量，依此类推，可得到异重流运行至坝前的平均含沙量。
黄委设计院通过对已建三门峡等水库壅水排沙资料的分析认为，水库在蓄水状态，异重流与壅水眀流排沙比η可用统一的表达式描述，即： b V Q a s w c s m +⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=ωγγγη1lg （1） 式中，m γ为浑水容重t/m 3；c Q 为出库流量m 3/s ；w V 为水库蓄水容积m 3；s ω为悬移质泥沙群体沉速；a 、b 根据水沙及边界条件而取不同的值。
因此，作为简化方法，利用式（1）进行水库异重流排沙计算。
2 “八五”攻关期间作为“八五”国家重点科技攻关项目“黄河治理与水资源开发利用”的专题之——黄河泥沙冲淤数学模型的应用[3]，在模型研发的过程中，不可避免地涉及水库异重流计算问题。
兼顾供水的小浪底水库汛前调水调沙对接水位
游的供水安全 。在一定 的入库 流量 条件 下， 水库排 沙比随着对接 水位 的降低 先缓慢 增大 ， ３对接水位 － ＇ 降低 到三 角洲顶点 高程 附近 时迅速增 大。通过分析黄 河下游长时段 实际用水情况 ， 建立 了供 水满足 率与需补水量之 间的关 系式， 综合 考虑 汛前调水调 沙的排 沙效果和 下游供 水需求 ， 建议近期 小浪底 水库 汛前调 水调沙期异重流排沙 的对接水位为 ２ １ ９ — ２ ２ ３ ｍ。
的拦 沙运用 ， 进 入 黄河下 游河 道 的泥沙 量显 著减 小 ， 下
１ 汛前调水调 沙对接 水位与排沙效果的关 系
１ ． １ 汛前调 水调 沙过 程
汛 前调 水调 沙一 般分 为两 个 阶段 （ 见图 １ ） ， 其 中：
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ 一 ｌ １ — ０ １ 基 金资助 ： 国 家 重 点 研 发 计 划 项 目（ ２ ０ １ ６ Ｙ Ｆ Ｃ ０ ４ ０ ２ ４ ０ ３ ） ； 黄 河 水利科 学研 究院年度咨询及跟踪研 究项 目； 国家 自然科 学基金
资 助 项 目（ ５ １ ３ ０ ９ ｌ １ １ ） 。
游河 道发 生 了持续 冲刷 。而 小 浪底水 库持 续开 展汛 前 调水 调沙 ， 通 过塑造 清 水 大 流 量 过 程来 提 高 水 流 冲刷
能力 ， 一定 程度 上 加 大 了黄 河下 游 特 别 是 艾 山一 利 津
段河 道 的冲刷 。
作者简介 ： 李 小平 （ １ ９ ７ ８ 一） ， 女， 江 苏东台人 ， 高级 工程 师 ， 研
究 方 向 为 泥 沙 动 力 学和 ｇ ＠ ｑ ｑ． ｅ ｏ ｍ
由于小 浪底 水库 还 承 担 有下 游 供 水 任 务 ， 因此 汛
2007年调水调沙小浪底水库异重流排沙分析
在库区。实测资料表明， 粒径 ００６ｍ ．１ ｍ以上的泥沙大部分淤
积在库 内， 中 ０ ０ １ 其 ． ３ ｍｍ＜粒径 ≤Ｏ ０ ２ｍ 和 ０ ０２ｍ ．６ ｍ ．６ ｍ＜粒 径 ≤０ １５ ｍ 的 泥 沙 淤 积 百 分 数 分 别 达 到 ９ ． ５ 和 ． ２ ｍ １ ４％ ９ ．５ 因此 ， 减少水库淤积及满足 下游河道输 沙 的角 度而 ６ ｏ ％。 从
２ 水库运 用情 况
６月 ２ ２日， 家寨 水利枢纽 以 日均 １２０１ ／ 流量正式开 万 ０ Ｉ ｓ Ｔ 闸放水 。按 照预案 ， 门峡水库与万家寨 水库下泄 的水量 实现 三 同步 对接 ， 库泄 洪形成 合力 进入 小浪底 水库 ［ 。６月 ２ 两 ２ ］ ７日
１ ８时 ３ ０分 ， 在小浪底水库 Ｈ ９断 面下 游 １２０ｍ观测 到高含 Ｈ１ ０
（ 河水 利科学研究院 水利部黄河泥沙重 点实验 室， 黄 河南 郑州 ４ ０ ０ ） ５０ ３
摘
要： 根据 ２０ ０ ７年黄 河调 水调 沙实测资料 ， 小浪底 水库进 出库水沙条件、 对 水库运 用、 水库异重 流形成 、 异重流流速 与
含 沙量分布 以及 人工塑造异重流排 沙等进行 了分析 总结。２０ ０ ７年黄 河调 水调 沙成功塑造 了异重流 ， 小浪 底水库排 沙量
２可 以看 出 ， 细泥 沙的含 量接近 ８ ％ ， ５ 而粗 泥沙几 乎全 部 淤积
沙异重流潜入并快速向坝前推进 ， 潜入点断 面平 均含沙量 为 ２ １ ｋ／ ３ ９日２ ， ｓ ｍ 。２ ０时 高含沙异重 流出库 ， 含沙量达到 １ ｇｍ ， ４ｋ／ ３
这标志着 ２０ ０ ７年调水调 沙人 工塑造异重流获得成功 。
小浪底工程施工方案
一、工程概况小浪底水利枢纽工程位于河南省洛阳市以北40公里的黄河干流上，是我国迄今为止在黄河干流上建设的第一座大型水利枢纽工程。
该工程以发电、防洪、灌溉、航运等综合利用为主，兼顾供水、养殖、旅游等效益。
工程总装机容量为180万千瓦，水库总库容为126.5亿立方米。
为确保工程顺利进行，特制定本施工方案。
二、施工组织1. 施工单位（1）项目经理部：负责整个工程的施工组织、指挥和协调。
（2）各施工队伍：负责各自承担的施工任务。
2. 施工进度（1）工程开工时间：根据工程设计、设备采购、施工队伍准备等情况，确定工程开工时间。
（2）工程完工时间：根据工程规模、施工进度要求，制定合理的施工计划，确保工程按期完工。
3. 施工管理（1）建立健全施工组织机构，明确各部门职责，确保施工顺利进行。
（2）严格执行国家有关工程建设的法律法规和标准，确保工程质量、安全和环保。
（3）加强施工人员培训，提高施工人员素质，确保施工技能水平。
（4）加强施工现场管理，确保施工环境整洁、有序。
三、施工方案1. 土方工程（1）采用机械开挖，人工清表、清基。
（2）开挖过程中，确保边坡稳定，防止坍塌。
（3）开挖土方运输采用自卸汽车，确保运输安全、高效。
2. 基础处理工程（1）基础处理采用混凝土灌注桩，确保地基承载力。
（2）桩基施工过程中，严格控制桩位、桩径、桩长等参数，确保工程质量。
（3）桩基施工完成后，进行基槽回填，确保地基稳定。
3. 大坝工程（1）大坝采用混凝土重力坝，确保大坝稳定、安全。
（2）大坝施工过程中，严格控制混凝土浇筑、接缝处理等环节，确保工程质量。
（3）大坝施工完成后，进行坝面防护，防止侵蚀、磨损。
4. 水轮发电机组安装（1）水轮发电机组安装过程中，确保设备安装精度、安全。
（2）设备安装完成后，进行调试、试运行，确保设备正常运行。
5. 辅助设施工程（1）变电站、开关站等辅助设施施工过程中，确保工程质量和安全。
（2）辅助设施施工完成后，进行验收、投运。
黄河汛前调水调沙小浪底水库减淤影响因素分析
降， 出库站小浪底水文站６月２ ７ 月 ４ 日 ８ 时降至 ２ ６ １ ８． ２ ９ ｍ； ； 日９时５ ７ 分最 大 流 量 为 ３ ９ ３ ０ｍ／ ｓ ７月４日１ ２时５分开始
３ ３ ／ ， 含沙 量 １． 排沙 ， ９时１ ２分最大含沙量达 ０ ９ｋ ｍ ７月４日１ ｇ
／ 小 转入正常运用 ， ２ ８ ８ｋ ｍ； ７ 月 ８ 日 ０ 时汛前调水调沙结束 ， ｇ
ａ ｌ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｉ ｎ Ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｏ ｆ Ｓ ｉ ｌ ｔ Ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｙ ｅ ｌ ｌ ｏ ｗ Ａ ｎ Ａ ｎ ｙ ｇ Ｒ ｉ ｖ ｅ ｒ Ｐ ｒ ｅ ｏ ｄ Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ Ｓ ｅ ｄ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ Ｒ ｅ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｘ ｉ ａ ｏ ｌ ａ ｎ ｄ ｉ Ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ ｆ ｌ ｏ － ｇ ｇ
１］ 。根 据 小 浪 底 水 文 站 水 沙 过 程， 沙期小浪底水库减淤的目的 ［
本文把汛前调水调沙期小浪底水库排 沙 过 程 划 分 为 两 个 阶 段 ， 即： 第一阶段为三门峡水库塑造洪峰冲 刷 小 浪 底 水 库 淤 积 三 角 洲顶坡段形成的异重流排沙出库 ； 第二 阶 段 为 三 门 峡 水 库 排 沙 在小浪底水库形成异重流排沙出库 。
３ ／ 最大出库含 沙 量 ５ ９ １ｋ ｍ 。小浪底水库６月１ ９日８时水位 ｇ
７ ４
黄河汛前调水调沙小浪底水库减淤影响因素分析 李昆鹏 马怀宝 郜国明 等 月１ 至 ７ 月 ８ 日 ８ 时水库调度结束 。 三门峡水库 ９ 日 ８ 时开始 ， ７ 月 ４ 日 ２ 时开始加大泄量 ， ５ 日３ 时１ ２ 分最大出库流量 ５ ２ ９ ０
2004年小浪底水库异重流特性分析
１ ０４ ２０ 年形成小浪底水库异重流进 出库水沙情况
小 浪 底水 库 从 ６月 １ ９日 ９时 开始 防洪 下 泄清水 ， 日
的增大会使异重Leabharlann 潜入点位置下移 ，入库含沙量的增大
可使 潜入 点上移 。据观 测 ， 在潜 入点 附近水 体 表面 有大面
流量控制在 ２５０２７０ｍ／左右。 月 ２日 １ 时至 ５日 １ ０￣ ０ ｓ ７ ２ ５
舍 沙量 、 沙粒径 ， 出库 泥沙 能够顺 利排入 大海 。 泥 使
［ 关键 词］异重流； 特性分析； 小浪底水库 【 中图分 类号】Ｔ ４ ＋２ Ｖ１５ ． １ 【 文献标 识码 】 Ｂ 小 浪底水 库出库泥沙 Ｏ０３７亿 ｔ ． ４ 。
小浪底水库地处黄河中游最后一个峡谷的出口处 ，
日 ８时万 家 寨水 库泄 流 和三 门峡 水库 泄 流对 接后 冲 刷三
有大片水草等漂浮物 ， 上午在 Ｈ ３ 至 Ｈ ３ 断面之间有 Ｈ３ Ｈ４
大片 的翻 花水 ， 下午 翻 花水 不再 明显 。７月 ７日早晨 潜入
点在 ＨＨ３ ３断面 ， 以后 逐渐 向下 游推进 。７月 ７日 １ ４时三 门峡 水库加 大下 泄流量 ， 回水 末端在 水库 淤积 三角 洲的 前 沿南 村黄 河桥以 下 ＨＨ３ ５与 ＨＨ３ ６断面之 间 。 此区域 柴草 旋 转 堆 积 随 浑 水 漩 涡 运 动 ，船 只 无 法进 入 ，在 其 下 游
（． １ 黄河水 利委员会河南水文水资源局 ， 河南 郑州 ４００ ； ５０４ ２ ． 黄河水利委员会 中游水 文水 资源局 ， 山西 榆次 ０００ ） ３６０
［ 要 ］文章介绍黄河调水调沙试验 ， 摘 通过调度万家寨、 三门峡 、 小浪底等水利枢纽工程 。 人工塑造异
小浪底水库支流河口淤积特性分析-论文
《 河南水利 与南水北调》 ２ ｏ １ ４年
第１ ４期
淇河新村水文站设计洪水复核
口王利敏 ’ 口万 贵 生 口 赵 莉 祺 ２
（ １ 安 阳水 文 水 资 源勘 测 局
２ 林 州市 水务 局 ）
摘
要： 水文设计成 果为 防汛抗旱 、 水资源管理 、 水资源保护、 水利工程规划建设提供 重要 的基 础数据 ， 通过历史暴雨 、 洪水资料 ， 对
（ 责任 编 辑 ： 左英勇）
体 主要 发生在支流大峪河 、 畛水 、 石井河 、 东洋河 、 西 阳河 、 浼西 淤积三角洲在 畛水 支流河 口附近 ，畛水河 口泥沙快速堆积 ， 与
河、 毫清河上 。当支流 沟 口淤积厚度 ＜３ ０ｍ或淤积长度 ＜２ ｋ ｍ ２ ０ ０ ８年相 比，沟 口最大淤积厚度达 １ ５ ｍ左右 。从淤积剖面 图 时一般不会 产生支流倒锥体。当淤积厚度在 ３ ０～５ ０ Ｉ Ｔ Ｉ ， 或者淤 看 ， 仍然没有出现明显拦 门沙坎。 小浪底库 区淤积三角洲下游推 积长度在 ２ ～５ ｋ ｍ时可产 生倒锥 体趋势 ， 但 有时还会 消失 ， 会 进较快 ， 淤积三角洲上游在 自然河道条件下 ， 推 沙的影响是支流 出现产 生 、 消失 、 再产 生 、 再 消失 的情 况 ， 且 是不稳 定倒 锥体 ， 河 口拦 门沙坎产生 、 消失更替变化的主因。
中图分类号 ： Ｔ Ｖ ２ １ １ ． １ ＋ ４
文献标识码 ： Ａ
文章编号： １ ６ ７ ３ — ８ ８ ５ ３ （ ２ Ｏ １ ４ ） １ ４ — ０ ０ ０ ４ — ０ ２
１ 支流基本情况
沟 口淤积面 以下无效库容 很小 。大支流 上的支 流有 出现 二级
小 浪底库 区有大小支流共 ２ ８条。 左岸 １ ８ 条， 右岸 １ ０条 。 其 倒锥 体的现象 。 经统计 ， ２ ０ ０ ８年 ４月 ， 畛水河 １ ２ １ 支流拦 门沙倒 比
小浪底水库减少泥沙淤积的调度运行方式探讨
口处 ，是 三 门峡 以下 唯 一 能 取得 较 大 库 容 的 控 制
性 工 程 ， 制 黄 河 流 域 面 积 的 ９ ．％和近 １０ 控 ２３ ０ ％的
库 沙 量全 部 淤积 在 库 内而 清 水 下 泄 ，到入 汛 前期 ，
为 了预 泄 防 洪库 容 ， 降低 水 库 水 位 敝泄 排 沙 ， 大 有
Ｔ Ｕ ： ｓ ｕ ｓ ｎｏ ｈ ｉ ａ ｃ ｉ ｇ ｐ ｒ ｔ ｎｏ ｄ ｃｎ ｎ ｃ ｒｔ ｎ ｉ ａ ｌ ｎ ｄ ｓ ｒ ｏｒ ／ｂ ， ｉ ｇ ／ Ｙｅｌｗ Ｒｉｅ ｉ ｅ Ｄｉ ｓ ｉ ｎｔ ｅｄ ｓ ｔｈ ｎ ｅ ａｉ ｎｒ ｕ ｉ ｇｓ ｄａ ｃ ｅｉ ｎＸｉｏａ ｇ ｉ ｅ ｅ ｖ ｉ ｃ ｏ ｐ ｏ ｏ ｅ ａ ｏ ｒ ／ ｙ Ｌ－ ｒ ｍｇ ／ ｌ ｖ ｒ ｏ Ｗ ａｅ ｎ ｄ ｏ ｏ ｅ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｏ ｐ ｒ ｔ ｎ ｔ ｒ ｄ Ｈｙ ｒ ｐ ｗ ｒＤ ｖ ｌｐ ｎ ｒ ｏ ａ ｉ ａ Ｃ ｏ Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｅｉ ７ ．ｘｌ ｄ ｂ ｉ ｓｏａ ｅｃ ｐ ｃ ｔ ｏ ｌ ａ ｅ ａ ｌ ｎ ｄ ｅ ｅ ｖ ｉ Ｉ ｒ ｅ ｓ ｅ ｓ ｎ ｂｙ ｉ ｒ ｖ ｔ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｒ ５ ５ Ｏ ｍ ｅ ｒ ｔｒ ｇ ａ ａ ｉ ｂ ｉ ｔ ｄｉ Ｘｉｅ ａ ｇ ｉ ｓ ｒ ｏｒ ｎ ｏ ｄ ｒ ｏ ｕ ｅｉ ｒ ａ ｏ ａ ｌ， ｍｐ ｏ ｅｉ ｓ ｓ ｙ ｇ ｎ ｒ ． ｔ ｔ ｓ ｐ ｏｉ ｕ ａ ｅ ｐ ｏ ｏ ｇｉ ｓ ｇ ｇ ，ｔ ｓ ｐ ｒ ｔｄ ｉ ａ ｉｕ ｉｐ ｔｈ ｎ ｄ ｓｓ ｃ ｓｒ ｇ ｌｔ ｇａ ｄｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ａｅ ｖ ｌ ｓ ｎ ｒ ｆ ｓ ｇ ， ｒ ｌｎ ｓ ａ ｅａ ｅ ｉ ｉ ｏ ｅ ａｅ ｖ ｒ ｓ ｓ ａｃ ｉｇｍｏ ｅ ｕ ｈ ａ ｅ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｔ ｌ ｇｗ ｔｒ ｅ ｅ， ａ ｄ ｔ ｔｕ ｎ ｏ ｄ ｎ ｏｉ ｌ ｄ ｓ ｈ ｒ ｉｇ ｉ ｒ ｆ ｅ ｓｔ ｏ ｌｗｅ ｖ ｌ ｔ ｈ ｕ ｔ ｂｅｌ ， ｉｐ ｔｈ ｎ ａｅ ｎ ａ ｄ ｔ ｅ‘ ａ ｓ ａ ｄ ｉ ｎ ｎ ａ ｄ ｉｃ ａ ｇｎ ｔ ｍｓ ｎ ｉ ｆ ｗ，ｏ ｒ ｅ ｅ ｅｓ ｉ ｌ ｍｅ ｄ ｓ ａ ｃ ｉ ｇｗ ｔｒ ｄ ｓ ｎ ， ｈ ￣ ｒ ｅｓ ｎ ｎａ ｄ ｆ ｅｓ ｎ ｎｅ ｏｄ ｙｌ ｌ ａｔ ａ ｉ ａ ｏ ｉ
2008年调水调沙小浪底水库异重流排沙分析
库 出库泥沙０ ５ ０亿 ｔ小浪底水库出库 泥沙 ０ ５ ７亿 ｔ排沙 比 ．８ ， ．１ ，
高 达 ８ ％ ， 历 年 塑 造 异 重 流 排 沙 量 与 排 沙 比之 最 ， 且 有 着 ９ 为 而 与 往 年不 同 的排 沙 过 程 。分 析 该 次 异 重 流 排 沙 过 程 并 进 行 模 拟 计 算 ， 深 入认 识 异 重 流 输移 规 律 具 有 重 要 意 义 。 对
ｍ’ ／ｓ 期 间万家寨水库开闸泄水
，
从 已有资料对其特点进行分析 ， 主要有以下几个影响因素 。 （） １ 形成异重流 的能 量大。小浪底入库水沙 过程 ， 得异 使 重流有较 大能量 ， 对异重流排沙有利 。①三门峡水库从 ６月 ２ ８
日 １ 开 始 加大 泄 量 ， ６月 ２ 日４时泄 空 ， 位 从３ ５０ ６时 至 ９ 水 １ ．４ｍ 降 至 ２ ９ ８ｍ， 时 １ ， 大 泄 流 量 高 达 ５５０ｍ ／ （ ９ ． 历 ４ｈ 最 ８ ｓ ６月 ２ ９ 日０时 ｌ ） 泄 空过 程 流 量 大 ， 浪 底 水 库 三 角 洲 洲 面 发 生 ２分 ， 小
对较小 ， 沿程 能量损失小（ 见图 ２ 。①小浪底水库 ２０ 年 ４月 ） ０８
２８ ０
２５ ５
２ 异重流排沙分析
ｇ
、
２０ ３
２０ ０ ８年 调 水调 沙 人 工 塑 造异 重 流 是 在 三 门峡 水 库 ６月 ２ ８ 日１ ６时加 大 泄 量 开 始 ， ７月 ３ 日 １ 结 束 。 图 １为 调 水 凋 沙 ８时
（ ． 河水利科学研 究院， １黄 河南 郑州 ４ ００ ； ． ５ ０ ３ ２ 黄河水利委员会 防汛办公室， 河南 郑州 ４ ００ ） ５ ０ ３
小浪底调水调沙原理
小浪底调水调沙原理
小浪底调水调沙原理是一种水利工程施工方法，它主要应用于河道底部有淤积堆积物的清理工作。
该原理的基本思想是通过调节水流的力量，控制河床底部的水流速度和方向，从而使淤积的沙土被悬浮并带走，实现清淤的目的。
具体而言，小浪底调水调沙的施工过程中首先需对河道内的水流进行分析和测量，确定水流的输沙能力和流速。
然后，根据实际情况进行水沙分离，将沙土与水分开，以便后续的处理。
接下来，在施工时，可以采用分段调控的方式，逐段进行调水调沙。
通常会在河道的上游设立临时堰坝，通过控制临时堰坝的开启度和泄流量，调节水流的流速和水位。
这样，河道上游的水流经过临时堰坝时会受到阻挡和加速，形成较大的水头和流速。
随着水头和流速的增大，底部的淤积物会被冲刷起来，悬浮在水中，然后被带到下游。
这样，通过连续的调水调沙操作，河道内的淤泥和沙土可以被有效地清理和疏浚。
小浪底调水调沙原理的关键是合理控制水流的力量，在不引起河岸冲击和侵蚀的情况下，提高水流的速度和冲击力，使河床底部的淤泥和沙土被有效地悬浮和带走。
总之，小浪底调水调沙原理通过调节水流的力量，将河底的淤积物悬浮并带走，从而实现了河道的清淤和疏浚。
这一原理在
水利工程建设中具有重要的应用价值，可以提高水流的通畅度，防止河道淤积和堵塞，维护了水环境的稳定和健康。
小浪底水库人工塑造异重流成因分析
测研 究、 增大上游来水基流、 三门峡水库汛期适 当拦蓄一定沙量、 合理确定调控指标等 ， 以提 高人工塑造异重流排 沙效果。
鲁
２ １ 异 重流 组成 ．
小 浪 底 水 库 ６次 人 工 塑 造 的 异 重 流 均 有 两 部 分 组 成 ： 是 一
Байду номын сангаас
、
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超
盎
ｌ】 ＝ 蔓 ｊ
三 门峡水库大流量下泄至水库泄空 阶段 ， 源为小浪底水 库上 沙 年度 淤积 的泥沙 ， ｆ 峡水库大流量清水下泄 冲刷小浪底 库区 － ｑ 形成高含沙水流 ， 在小浪底水 库形成 异重流 （ 简称为 冲刷性 异 重流 ） 出库含沙量取决 于前期淤积 量及 大流 量泄放历 时 和量 ， 级 。二是三 门峡水库 泄空 后 ， 万家寨 水库 泄放 的大流 量过程 ， 加上 区间来水 ， 冲刷三 门峡水库 泥沙形 成 高含沙水 流 ， 在小 浪
中， 连续开展 了 ６次基 于万家寨 、 三门峡 、 小浪底 ３座水库联合
表 １ ０ ４ ２０ ２ ０ － ０ ９年 ６次人工塑造异重流三水库调度运用、 蓄水 、 前期淤积情况
１ ２ 初始 边界条 件 ．
小浪底 库区 ２０ － ２０ ０ ４ ０ ９年人工塑造异重流起始 纵剖面情 况见图 １ 。从 图 １看 出， ２０ 自 ０ ５年开 始 ， 其 ２ ０ 尤 ０７年 以后 ， ＨＨ ７断面到三角洲顶点之 间， ３ 基本上是按照 ２ ５～３ ０的 比降 ． ．
度 情 况 见 表 ３ 。
小浪底水库异重流潜入点特性分析
１ ， ｉ 底水库异重流潜 入点特征描述 ｂｔ ￣
１ １ 潜 入点 测验 ．
异重 流测验 时常 常碰到诸 如水 毕 、 浮物 、 漂 上下水 层交 界 面位置及交界面上水 体运 动 和泥 沙交换 等 。受 测验条 件 的限
制 ， 际 测 验 巾 选 择 在 潜 入 点 下 游 大 约 ５ ０Ｉ 处 进 行 固 定 断 面 实 ０ ｌ ｌ 测验 ， 资料 的可 比性 更 好
（ 黄河水利 委员会 河南水文水资源局 ， 河南 郑州 ４ ００ ） ５ ０ ４
摘
要： 分析 了异 重流 潜入 点的外部 特征、 位置 变化 、 边界条件 、 潜入 区水流特性 。结果表 明 ： 淤积尾段 高程逐年加 高 ， ①
使得潜入点上游的库底深 泓点比降逐年 减小 ， 潜入点 下游的则逐年 增大 ； 潜入点 垂线流速 呈 Ｓ形 分布 ， ② 垂线含 沙量呈 Ｌ形分布 ， 最大值 均位 于库底附近 ； ③异 重流潜入点下移是水库泥 沙淤积 向坝前推进 的反映。
・７Leabharlann ・ ７ 人 民黄 河２１ ０ ０年第 ｌ ２期
来越大 。当上游来沙量较 大时 ， 泥沙在潜入点下 游大量堆积 ， 是 里 胡 同 口上 游 （ １ 面 ）该 Ｉ 问 训 水 调 沙期 处 于 自然 ＨＨ ９断 ， ｘ Ｊ
潜 入点 下 游 比降 大 的 主 要 原 Ｌ 。 当 水 库 形 成 异 重 流 、 期 条 件 河 道 状 态 ， 大 Ｊ 前 冲淤 变化 不 大 。２ ０ 潜 入点 下 移 至 牛 湾 （ … ５断 ０８年 Ｈ 暴 本接 近时 ， 上年 潜 入 点 下 游 泥 沙 的推 进 对 次 年 的 潜 入 位 置 有 着 直接 影 响
关 键 词 ：淤 积 形 态 ；潜 入 点 ；异 重流 ； 小浪 底 水库 文献标识码 ： Ａ ｄｉ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０ —３ ９ ２ １ ．２ ０ ２ ｏ：０ ３６ ／．ｓ ．０ ０１ ７ ．０ ０ １．３ ｓ 中 图分 类 号 ：Ｐ ３ ３３
小浪底工程施工方案
小浪底工程施工方案1. 项目背景小浪底工程位于中国广东省韶关市浈江区，是一项重要的水利工程。
该工程是为了解决当地水资源利用不足和水污染的问题，同时也为了提高农田灌溉和城市供水设施的完善。
小浪底工程的建设将极大地改善当地水资源的供应能力，解决水资源短缺的问题，对提高当地的生产力和居民的生活水平有着非常重要的意义。
2. 项目规划小浪底工程规划总投资额约为20亿元人民币，主要包括拦河坝、泄洪渠、渠道、水库、泵站、配电变压器等基础设施建设，以及相应的生态环境保护和周边设施建设。
工程设计水库总库容为3500万立方米，计划年供水量为2.6亿立方米，主要用于当地的农田灌溉和城市供水。
3. 施工方案小浪底工程的施工方案主要包括以下几个方面：3.1 施工前期准备在进行小浪底工程的实际施工前，需要开展大量的前期准备工作。
首先是确定施工队伍和技术人员，做好施工队伍的组织和管理工作，同时对施工方案进行细化和完善。
其次是确定施工现场，要对施工现场进行勘察和规划，保证施工的基础设施和场地得到充分的准备。
同时需要进行相关的固定资产投入，包括机械设备、劳动力和材料准备等。
3.2 工程施工小浪底工程的主要施工包括拦河坝、泄洪渠、渠道、水库、泵站等建设。
在实际的施工过程中，需要合理安排施工流程，保障施工质量和进度。
首先是进行土石方开挖和平整工作，包括开挖地基、打桩填筑和挖掘土方等工作。
其次是进行钢筋混凝土结构的施工，包括混凝土浇筑、模板安装以及钢筋绑扎等工作。
最后是进行设备安装和管道铺设，包括泵站设备安装、管道连接和管道铺设等工作。
3.3 环境保护在小浪底工程的施工过程中，需要严格遵守环境保护法律法规，采取一系列的环境保护措施，保护当地的自然环境和生态环境。
在进行土石方开挖和平整工作时，要保证不破坏周边的植被和土壤，避免对周边生态环境的影响。
同时在进行混凝土结构的施工时，要合理规划施工流程，尽量减少对周边环境的污染。
并且在进行设备安装和管道铺设时，要做好相应的噪音和尘土控制，减少对周边居民的影响。
小浪底工程施工导流工程
高档4H
1、在高档2H的基础上，接合套后移和链轮啮合。 2、此时分动器的前后输出轴均输出动力。 3、汽车以高档四轮行驶。
低档4L
1、接合套继续和链轮啮合。 2、换挡齿套后移和行星架短齿啮合，在行星齿轮的增扭减速作用，输出轴以低速度转动。传动比2.71：1 3、汽车以较慢速度四轮驱动。
231分动器两轮驱动
231分动器四高档轮驱动
231分动器四轮低档驱动
231型分动器工作情况
空档：此时，后输出轴的齿套和输入轴齿轮，以及行星齿轮架的短此均不接触，输出轴不动。汽车 不行驶。
高档2H
1、换档齿套前移，和输入轴齿轮内齿圈啮合，动力直接传给输出轴。 2、传动比为1：1 3、接合齿套和和两轮脱离啮合。 4、汽车以两后轮驱动。即挂上高速档。
复习提问（10´）
请回答：下面的机构叫什麽名称。
讲授内容（70´）
分动器是传动系重要装置
特殊的道路，特殊的地形，特殊的行驶需要，要求汽车把动力分配使 用好。在传动系设置分动器，把变速箱传来的动力分配给前后轮。
随着汽车的发展，许多高性能的汽车都采用四轮驱动。汽车的分动器 类型很多。
分动器的类型
直接式分动器工作情况
直接连接式分动器
1、用于前驱动汽车。 2、用爪式离合器完成分离和结合。 3、结合时就是四轮驱动。 4、分开时就是前轮驱动。 5、用于短时间的四轮驱动。
液压多片离合器式分动器
多片离合器式分动器（工作状况
多片离合器式分动器
液压多片离合器分动器
1、应用于前驱动汽车。发动机也能传力给后轮。 2、在变速器后面有一组多片离合器。当液压多片离合器结合在一起时，动 力同时传给后轮。 3、也可以独立后轮驱动。 4、是常时的四轮驱动。
浅谈小浪底水利枢纽之导流工程
外， ,!- . 2+0$1 级混凝土在 / 条导流洞内不同程 度地存 在 混 凝 土 裂 缝 问 题。 为 此 对 宽 度 大 于 +*(## 和长度大于 )*(# 的裂缝使用环氧砂浆技 术修补。修补方法和步骤如下： )* 工作面清理。高压水冲洗裂缝和混凝土 表面， 压缩空气吹干缝内积水， 排除杂物。 同时粘接注浆接 !* 用树 脂 封 闭 裂 缝 表 面， 口， 接口宽度大约每隔 /+"# 安装一个。 /* 拌合灌注材料。将灌注料按一定比例混 合， 用慢速搅拌器搅拌 /#34。 5* 用 低 压 环 氧 灌 注 泵 灌 注 拌 合 好 的 基 液。 灌注时自裂缝一端向另一端或自上而下顺次灌 入。 (* 凝固达到一定强度后磨平混凝土表面。 经过近 ! 年艰苦的导流工程施工图设计及洞 体施工， )662 年底黄河截流成功标志着导流工程 的正常运转， 为相应的施工技术揭开了新的篇章。
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浅 谈 小 浪 底 水 利 枢 纽 之 导 流 工 程
王崇艳
（中色科技股份有限公司 洛阳 !"#$%&） （ ’()*+ ,-*./00-12 3/4+5 60-7/22)*8 9/7(*-5-8: ’- ; ， <4=> ， <1-:+*8 !"#$%&） 摘要 关键词 扼要介绍小浪底水利枢纽及其导流工程， 体现了作者通过小浪底水利枢纽施工图 导流洞 底拱 顶拱 #、 ? 期固结灌浆孔 渐变段 设计及导流洞施工图设计后对导流工程的理解。 !"#$%&’() *+,%-,".&+ /’-#+0’$0%1) &,/ 0$%2)(# ,"& &+3)$1+%" 0$%2)(# 4 5((%$&+". #% #6) ,’#6%$ &+1(’11)1 &+3)$1+%" 0$%2)(# 4 &)1+." %7 16%0 &$,8+". ， ’()*+%,# 9+3)$1+%" #’"")- !"3)$# :,’-# ;$+/,$< 、 1)(%"&,$< =>? @$,"1+#+%" A%") 一、 小浪底水利枢纽工程简介 黄河小浪底水利枢纽位于黄河中下游最后一 段峡谷的出口， 处于承上启下， 控制黄河下游水沙 的关键部位。是 # 座以防洪、 防凌、 减淤为主， 兼 顾供水、 灌溉、 发电、 除害兴利综合利用的枢纽工 占黄河流域总 程。其控制流域面积 @&>! 万 AB? ， 面积的 &?>?C ， 控制黄河输沙量 #$$C 。在防洪 效益上， 小浪底工程总库容达 #?@>D 亿 B% ， 使黄河 下游防洪能力从现状的 @$ 年一遇， 提高到千年一 遇； 在减淤效益上， 水库淤沙库容 "D>D 亿 B ， 长 % 期有效库容 D# 亿 B ， 可减少下游 "E 亿吨泥沙的
小浪底工程导流方案
小浪底工程导流方案一、小浪底工程的导流方案综述小浪底工程的导流方案是指在工程建设或维修过程中，为了安全地导流洪水或处理闸门故障而制定的一套技术方案和操作流程。
导流方案的制定需要全面考虑工程情况、水文气象情况、施工条件和安全风险等多方面因素，以确保导流过程安全有效。
小浪底工程的导流方案应当兼顾以下几个方面的考量：1. 工程特点：小浪底工程是集防洪、供水、灌溉、发电和生态环境保护为一体的综合性水利工程，涉及到多个功能的协调运行，导流方案必须兼顾这些功能的需要。
2. 施工条件：小浪底工程所处地区复杂多变的自然环境和地质条件，对导流方案的施工条件提出了诸多要求，必须结合实际情况综合考虑。
3. 安全风险：导流过程中存在多种安全风险，例如渠道堵塞、水位波动、施工设备故障等，必须制定相应的安全措施。
4. 法律法规：小浪底工程的导流方案必须符合国家相关的法律法规，保障环境保护、水资源利用和社会安全。
在综合考虑了以上因素之后，小浪底工程的导流方案应当包括导流时间、导流方式、导流工艺、导流设备和安全保障等内容，以确保导流过程安全有序进行。
二、小浪底工程导流方案的具体内容小浪底工程是一项综合性水利工程，其导流方案应当兼顾多种功能的需要，同时也要考虑到自然环境、城乡安全和生态保护等多个方面的要求。
在具体制定导流方案时，可以考虑以下几个方面的内容。
1. 导流时间：小浪底工程的导流时间应当根据当地的水文气象情况进行合理安排，避免在洪水期、降雨期、冻结期等恶劣天气下进行导流，以确保导流过程的安全有效。
2. 导流方式：小浪底工程可以采用坝上导流或者渠道导流的方式进行，具体导流方式需要根据工程的具体情况进行选择。
3. 导流工艺：导流工艺是指导流过程中的操作流程和施工程序，包括对闸门、泄洪渠、渠道和发电设备等的操作和控制。
小浪底工程的导流工艺应当综合考虑多个功能的需要，同时也要充分考虑安全风险，以确保导流过程安全有效。
4. 导流设备：小浪底工程的导流设备包括闸门、泄洪渠、泵站和输水管道等，需要根据工程的具体要求进行选择和配置，以满足导流过程的需要。
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应不小于
?
考虑到三门峡水库泄流初期下泄清水 在小浪底库区淤积三角洲洲面冲刷恢复的泥沙粒径比较粗
异重流的前锋在前进过程中所要克服的阻力最大 因而所需的力量要比后续潜流大 加之小浪底水库支
流众多 大量浑水向支流倒灌 使浑水流量沿程减小等因素 三门峡水库泄水初期还应进一步加大下泄
流量
万家寨水库泄流时机 水库形成异重流排沙 不仅需要满足一定的流量及历时 而且需满足水流
次定量提出小浪底水库异重流潜入条件及持续运行条件 不同水沙组合条件下异重流运行速度及排沙
效果 以此为基础 编制调水调沙试验调度预案 实施过程中在小浪底库区成功塑造异重流并排沙出库
达到了减少水库淤积 优化出库水沙组合等多项预期目标
异重流运行规律
对水库异重流的研究已有近一个世纪的历史 国内外不少学者对水库异重流的产生 输移等问题过
是塑造异重流的关键
三门峡下泄流量 三门峡水库下泄流量的目的是调整小浪底库区淤积形态并塑造异重流 因此
选择三门峡水库下泄流量的大小主要考虑两方面的因素 一是充分调整小浪底库尾淤积三角洲形态的
需要 即满足小浪底水库上段在横向及纵向均得到充分调整 因此在水库蓄水量一定的情况下 应优化
泄水流量 满足冲刷横贯整个断面 与历时 满足纵向调整 的组合 二是在水流冲刷小浪底库尾淤积三
亿
亿
为进行方案比选 分析了三门峡水库下泄流量分别控制为
?及
? 两个方案 采用黄
科院准二维恒定流泥沙冲淤水动力学数学模型计算三门峡水库不同调度方式下库区排沙过程 分别采
用类比法 即利用三门峡水库泄空期三角洲顶点观测资料类比分析 以及计算公式
为比降
分别为率定的系数 指数 分析计算小浪底水库库尾三角洲顶坡段输沙过程 采用式 及
角洲时有较大的能量 使悬浮到水体中的泥沙满足异重流产生并持续运行至坝前的需要
对于一般的沙质河床 河槽宽度 与流量 之间的关系可以用公式
表达 小浪底库
区上段平均河宽约
若满足全断面冲刷 则流量应不小于
? 从满足异重流持续运行至坝前
的角度出发 由图 看 临界含沙量所相应的临界流量约为
? 因此 三门峡水库控制下泄流量
小浪底水库淤积三角洲发生了强烈冲刷 在距坝约
处形成异重流 并持续向坝前推进 二是 月
日 时万家寨水库泄流和三门峡水库泄流对接后加大三门峡水库泄水流量 并冲刷三门峡库区淤积的
泥沙 月 日 时 分 小浪底库区异重流排沙出库
深化对异重流运动规律认识 黄河第 次调水调沙试验 经历了由实践 认识 实践的过程
通过对调水调沙试验的总结 将实现再认识的过程 这对今后小浪底水库调水调沙具有重要意义
规律 并利用三门峡 小浪底水库实测及模型试验资料进行了检验
上式单位采用
制 其中沉速可由下式计算
式中 为浑水卡门常数 为浑水容重 为泥沙在浑水中的群体沉速 为泥沙在清水中的沉速
为床沙中径 为悬沙中径 为以体积百分比表示的异重流含沙量
异重流持续运动至坝前的临界水沙条件 水库产生异重流并能达到坝前 除需具备一定的洪水历
流量? ?
三门峡站
小浪底站
三门峡站
含沙量? ? 河堤站
小浪底站
注 河堤站即为小浪底水库回水末端 距小浪底大坝约
实施结果分析 黄河第 次调水调沙试验达到了以下试验目标
小浪底库尾淤积形态得到调整 调水调沙试验结束 小浪底水库尾部淤积三角洲顶点由距坝
下移至距坝
在距坝
之间河底平均下降近
塑造异重流排沙出库 异重流塑造分两个阶段 一是 月 日 时始 三门峡水库清水下泄
异重流是否发生 与入库流量和含沙量的大小及之间的组合 泥沙级配 潜入点的断面特征等因素
有关 综合分析小浪底水库历次异重流资料 得出小浪底水库发生异重流的临界水沙条件为 入库流量
一般应不小于 ? 若流量大于 ? 时 相应入库含沙量 约为 ? 流量 约为
? 时 要求水流含沙量 约为 ? 流量介于
? 之间时 水流含沙量可随流量的增
在小浪底水库上段淤积三角洲产生冲刷 可使水流含沙量增加
? 方案 第
产生异重
流的流量为
? 含沙量为ຫໍສະໝຸດ ? 由前分析 这种水沙组合基本处于异重流可否运行至坝
前的临界状态 因此在表中出库站小浪底站含沙量列出了 个极限值 方案 三门峡出库流量按
? 控制 均可满足异重流排沙出库
表 不同方案各库段输沙计算结果
方案
历时?
有足够的含沙量特别是具有足够的细颗粒泥沙含量 因此 确定万家寨与三门峡水库泄量及泄流时机
既要保证两库泄流衔接 还应保证水流在传播的过程中 能冲起并挟带一定量的泥沙 不同调度方案分
析结果表明 三门峡出库的沙峰来自该水库临近泄空及接 而来的万家寨来水在该库区的敞泄冲刷
因此 万家寨水库泄流与三门峡水库水位对接的时机 应是万家寨水库泄流在三门峡水库水位下降至
个区域
图 异重流持续运动条件分析
区为满足异重流持续运动至坝前的区域 即小浪底水库入库洪水过程在满足一定历时且悬移质
泥沙中粒径小于
的沙重百分数约为 的前提下 若 ?
? 且满足
则
若
? 且满足
?则
区涵盖了异重流可持续到坝前与不能到坝前两种情况 其中异重流可运动到坝前的资料往往具 备以下 种条件之一 处于洪水落峰期 此时异重流行进过程中需要克服的阻力要小于其前锋所克 服的阻力 虽然入库含沙量较低 但在水库进口与水库回水末端之间的库段产生冲刷 使异重流潜入 点断面含沙量增大 入库细泥沙的沙重百分数基本在 以上
去均作过大量研究 取得了许多成果
但由于水库异重流的产生及输移不仅受水沙条件 而且受河
道边界条件的影响巨大 小浪底水库入库水沙条件除取决于自然条件 且受制于其上游三门峡水库调
节的影响 小浪底库区平面形态复杂 频繁出现局部放大 收缩或弯曲等突变地形 在地形变化剧烈处会
收稿日期
基金项目 国家自然科学基金委员会和水利部黄河水利委员会黄河联合研究基金项目
黄河第三次调水调沙试验 是在黄河中游未发生洪水的情况下 通过泄放万家寨 小浪底大坝上游
约
三门峡 小浪底大坝上游约
及小浪底水库汛限水位以上的蓄水 塑造对冲刷下游河道
有利的流量过程 以达到扩大河道过洪能力的目的 与此同时 伴随着水库泄水并逐步泄空 非汛期拦
截在三门峡库区的泥沙随之大量排出而进入小浪底水库 通过万家寨 三门峡与小浪底水库精确联合
调度 塑造出满足在小浪底库区形成异重流并能排沙出库的水沙过程 达到既能排出三门峡库区非汛期
淤积物 又可有效地减少小浪底水库淤积的目的
显然 异重流的成功塑造并排沙出库必须建立在对自然现象和自然规律的认知之上 本文在对小
浪底水库实测异重流资料深入研究分析的基础上 结合相关实体模型和水槽试验及前人的研究成果 首
异重流排沙 采用韩其为含沙量及级配沿程变化计算公式 并利用小浪底水库实测异重流资料
对饱和系数 值进行了率定
式中
分别为潜入断面和出口断面的含沙量
为潜入断面级配百分数由实测资料率定 为
单宽流量 为粒径组号 为第 组粒径沉速 为出口断面级配百分数 为有效沉速 为淤积
百分数 取
异重流的塑造
黄河第 次调水调沙试验 通过水库群联合调度 在小浪底库区首次成功地塑造出异重流 并实现
年月 文章编号
水利学报
第 卷第期
小浪底水库塑造异重流技术及调度方案
李书霞 张俊华 陈书奎 马怀宝
北京航空航天大学 航空科学与工程学院 北京
黄河水利科学研究院 泥沙研究所 河南 郑州
摘要 在前人研究的基础上 通过对小浪底水库异重流实测资料分析 并结合相关实体模型及水槽试验成果 研究
了异重流发生 运行及排沙等基本规律 利用水库异重流运行规律及排沙特点 根据水库的上下游实际条件制定
了黄河调水调沙试验水库联合调度预案 通过水库水沙联合调度实践
年成功塑造异重流并排沙出库 达到
了减少水库淤积 优化出库水沙组合等多项预期目标
关键词 小浪底水库 塑造异重流 水库调度方案
中图分类号
文献标识码
研究背景
小浪底水库拦沙期特别是拦沙初期 水库处于蓄水状态 且保持较大的蓄水体 当大量泥沙涌入库
区 惟有形成异重流方能排沙出库 进而达到减少水库淤积 延长水库寿命的目的
大量的原型资料及试验结果表明 异重流潜入位置主要与该处水深 入库流量 含沙量等因素有关 分析小浪底水库实测资料及黄科院近期进行的水槽试验与小浪底水库模型试验资料 结果表明小浪底
水库异重流潜入点水流泥沙条件基本符合异重流潜入的一般规律
分别为异重流
潜入处流速及水深 为重力修正系数 见图
图 异重流潜入点水力条件
年黄河水利科学研究院基金
项目
作者简介 李书霞
女 河南禹州人 博士生 工程师 主要从事流体力学及河流泥沙动力学研究
产生局部损失 尤其是库区十余条较大支流入汇 在干支流交汇处往往发生异重流向支流倒灌 使异重 流沿程变化特性更为复杂 因此 针对小浪底水库异重流水沙输移规律进行专题研究是十分必要的
小浪底水库异重流潜入条件 库区清水与进入库区的浑水之间的容重差是产生异重流的根本原 因 其物理实质是在虚拟的清浑水垂直交界面上两侧的压力不同 浑水一侧的压力大于清水一侧而产 生压力差 且越近河底压力差越大 就促使浑水向清水侧以下潜形式流动 从实际的观测资料可看出 挟沙水流进入水库的壅水段之后 由于沿程水深的不断增加 其流速及含沙量分布从明流分布状态逐渐 变化 水流最大流速由接近水面向库底转移 当水流流速减小到一定值时 浑水开始下潜并且沿库底向 前运行
加而减少 两者之间的关系可表达为
综合阻力 异重流与一般明渠流或有压管流的根本差异是其具有特殊的边界条件 异重流的上
边界是可动的清水层 一方面清水层对其下面的异重流运动有阻力作用 另一方面本身可被异重流拖