小浪底水库的泥沙问题(一)
黄河小浪底调水调沙问题
黄河小浪底调火调沙问题之阳早格格创做纲要：本文利用插值拟合的要领通过Matlab工具模拟出了排沙量与时间、排沙量与火流量的函数闭系，而且供出了总排沙量为1.704亿吨.所有模型简朴且便当估计，其中排沙量与火流量的函数闭系为分段函数.闭键词汇：调火调沙 Matlab 插值拟合一、问题重述2004年6月至7月黄河举止了第三次调火调沙考查，特天是尾次由小浪底、三门峡战万家寨三大火库共同调动，采与交力式防洪预鼓搁火，产生人制洪峰举止调沙考查赢得乐成．所有考查期为20多天，小浪底从6月19日启初预鼓搁火，曲到7月13日回复平常供火中断．小浪底火力工程按安排拦沙量为亿坐圆米，正在那之前，小浪底共积泥沙达亿吨．那次调火调考查一个要害手段便是由小浪底上游的三门峡战万家寨火库鼓洪，正在小浪底产生人制洪峰，冲刷小浪底库区重积的泥沙．正在小浪底火库启闸鼓洪以去，从6月27日启初三门峡火库战万家寨火库陆绝启闸搁火，人制洪峰于29日先后到达小浪底，7月3日达到最大流量2700坐圆米/每秒，使小浪底火库的排沙量也不竭天减少．底下是由小浪底瞅测站从6月29日到7月10日检测到的考查数据：表1: 考查瞅测数据单位：火流为坐圆米 / 秒，含沙量为公斤 /坐圆米当前，根据考查数据修坐数教模型钻研底下的问题：(1) 给出估算任性时刻的排沙量及总排沙量的要领；(2) 决定排沙量与火流量的变更闭系.两、模型假设1.假设所给数据客瞅准确的反应了现真情况2.假设所给数据按照一定顺序变更，即是连绝的3.假设模型中不需要思量一些中表果素4.假设可将时间化为平分的时间面举止估计三、标记证明t: 时间或者时间面v: 火流量S: 含沙量V: 排沙量四、问题分解假设火流量战含沙量皆是连绝的，那么某一时刻的排沙量V=v(t)S(t)，其中v(t)为t时刻的火流量，而S(t)为t时刻的含沙量.通过瞅察数据，那些数据是每个12小时支集一次，所以咱们不妨将时间设为时间面t，依次为1，2，3，……，24，单位时间为12h.为了找到排沙量与时间的闭系，咱们便要先找到火流量战含沙量与时间的闭系，一然而找到火流量战含沙量与时间的闭系，那么所央供的问题也便不深刻决了.五、模型的修坐与供解通太过解，咱们假设火流量战含沙量皆是连绝的，那么咱们启初对于问题“(1) 给出估算任性时刻的排沙量及总排沙量的要领”举止供解.咱们通过Matlab工具将所知讲的数据隐现为曲瞅的图像，如下所示，简曲步调睹附录的.通过瞅察图像，咱们不妨瞅出其变更本去不然而滑，而且也不特定的表示出遵循某种分散的趋势.然而是为了得到简曲的估计函数，咱们便必须对于数据举止拟合，所以通过Matlab先利用spline要领对于数据举止插值，进而普及透彻度，使图像变得光润，而后利用多项式举止拟合，当多项式次数越下拟合也越准确，然而是由于数据受到的做用较多，所以那里的数据也不是准确值，果此咱们不妨只与三次举止拟合，也便当了后绝的估计.于是咱们分别对于含沙量战火流量举止插值拟合，即不妨得到底下图像战截止，简曲步调睹附录战.所得到的拟合函数为：y = 0.014*x^{3} - 1.3*x^{2} + 21*x + 16即含沙量与时间的闭系式为：S=0.014*t^3-1.3*t^2+21*t+16所得到的拟合函数为：y = 0.13*x^{3} - 14*x^{2} +2.4e+002*x + 1.5e+003即火流量与时间的闭系式为：v=0.13*t^3-14*t^2+2.4e+002*t+1.5e+003果为某一时刻的排沙量V=v(t)S(t)，所以咱们不妨将所拟合出去的多项式戴进上式，通过Matlab举止估计不妨得到底下问案，步调睹附录.ans=91/50000*t^6-73/200*t^5+2429/100*t^4-14573/25*t^3+2866*t^2+35340*t+24000即排沙量与时间的闭系为：V=0.0018*t^6-0.365*t^5+24.29*t^4-582.92*t^3+2866*t^2+35340*t+24000由于那里的多项式次数过下，便当于估计战传播，所以咱们不妨对于其再举止一次拟合，有底下截止，步调睹附录.所以拟合后的函数为V=95*t^3-5.5e+003*t^2+7.7e+004*t-3.2e+004，通过图像不妨瞅出排沙量与时间遵循正态分散，所以也不妨化成的形式e的指数形式举止拟合，那里便不再重复估计.咱们得到了拟合函数，底下便不妨估计出那几天的总排沙量，通过Matlab编程不妨估计出定积分，截止如下，步调详睹附录.即总含沙量为1.704亿吨.底下咱们对于问题“(2) 决定排沙量与火流量的变更闭系.”举止分解估计.以下所有相闭步调睹附录，底下便不重复证明.咱们先利用Matlab将排沙量战火流量的相闭数据反映到图像中.通过瞅察不妨瞅出，其闭系是分段的，所以咱们准时间举止分段拟合，拟合本理共问题（1）相共，于是不妨得到分段前后的拟合多项式.y = - 7.5e-005*x^{3} + 0.43*x^{2} - 5.2e+002*x + 3.6e+004y = 2.3e-005*x^{3} - 0.066*x^{2} + 1.9e+002*x - 1.9e+005综上，咱们不妨得到排沙量与火流量的闭系式为- 7.5e-5*v^3+0.43*v^2-5.2e+2*v+3.6e+4 0<=t<9 V=2.3e-5*v^3-0.066*v^2+1.9e+2*v-1.9e+5 9<=t<=24六、模型评估本模型的便宜是：修模简朴，便当估计，适用度广.然而也有最大的缺面为：透彻度较矮.为了缩小缺面，咱们不妨通过删大模型中拟合多项式的次数.天然正在日后的模型矫正中不妨加进缺面评估系统，去对于模型举止完备.附录T=1:24;S=[32 60 75 85 90 98 100 102 108 112 115 116 118 120 118 105 80 60 50 30 26 20 85 ];W=[1800 1900 2100 2200 2300 24002500 2600 2650 2700 2720 2650 2600 2500 2300 2200 2000 1850 1820 1800 1750 1500 1000 900]; subplot(2,1,1);plot(T,S);hold on;plot(T,S,'.');title('时间与含沙量闭系');xlabel('时间t/12h');ylabel('含沙量/公斤每坐圆米');subplot(2,1,2);plot(T,W);hold on;plot(T,W,'.');title('时间与火流量闭系');xlabel('时间t/12h');ylabel('火流量/坐圆米每秒');T=1:24;S=[32 60 75 85 90 98 100 102 108 112 115 116 118 120 118 105 80 60 50 30 26 20 85 ];x=1:0.1:24;y=interp1(T,S,x,'spline');plot(T,S,'.',x,y);title('时间与含沙量闭系拟合图');xlabel('时间t/12h');ylabel('含沙量/公斤每坐圆米');T=1:24;W=[1800 1900 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2650 2700 2720 2650 2600 2500 2300 2200 2000 1850 1820 1800 1750 1500 1000 900]; x=1:0.1:24;y=interp1(T,W,x,'spline');plot(T,W,'.',x,y);title('时间与火流量闭系拟合图');xlabel('时间t/12h');ylabel('火流量/坐圆米每秒');syms t;S=0.014*t^3-1.3*t^2+21*t+16;v=0.13*t^3-14*t^2+2.4e+002*t+1.5e+003;V=v*S;simple(V);syms t;V=95*t^3-5.5e+003*t^2+7.7e+004*t-3.2e+004;int(12*60*60*V,t,0,24)t=1:24;V=0.0018*t.^6-0.365*t.^5+24.29*t.^4-582.92*t.^3+2866*t.^2+35340*t+24000;plot(t,V);title('时间与排沙量闭系图')t=1:24;v=0.13*t.^3-14*t.^2+2.4e+002*t+1.5e+003;V= 95*t.^3-5.5e+003*t.^2+7.7e+004*t-3.2e+004; plot(v,V,'.');title('整治图')figure;t=1:9;v=0.13*t.^3-14*t.^2+2.4e+002*t+1.5e+003;V= 95*t.^3-5.5e+003*t.^2+7.7e+004*t-3.2e+004; plot(v,V,'.');title('前半段图')figure;t=10:24;v=0.13*t.^3-14*t.^2+2.4e+002*t+1.5e+003;V= 95*t.^3-5.5e+003*t.^2+7.7e+004*t-3.2e+004; plot(v,V,'.');title('后半段图')。
小浪底水库运用以来库区泥沙淤积分析
小浪底水库运用以来库区泥沙淤积分析作者：王婷王远见曲少军任智慧马为民来源：《人民黄河》2018年第12期摘要：为了提高小浪底水库排沙效果，延长水库拦沙寿命，对水库运用以来库区的淤积情况进行了分析。
结果表明：①小浪底库区干流仍为三角洲淤积形态，三角洲顶点距坝16.39km，高程为222.59m。
远离大坝的支流沟口淤积面均高于支流内部，支流畛水出现明显的拦门沙坎，高度为9.9m。
②汛期库区年均淤积2.117亿t，占总淤积量的92%。
高程235m 以下淤积泥沙33.983亿m3，是淤积的主体。
大坝—HH20、HH20—HH38库段是淤积的主要库段，分别淤积19.972亿m3、11.101亿m3，占总淤积量的61%、34%。
干流淤积量为26.136亿m3，占总淤积量的80%。
③淤积物中，细沙、中沙、粗沙分别占总量的39.7%、28.9%、31.4%。
中细泥沙，尤其是不会造成下游大量淤积的细沙淤积在水库中，减少了拦沙库容，降低了水库的拦沙效益，缩短了水库的拦沙寿命。
关键词：淤积形态;淤积分布;泥沙;小浪底水库中图分类号：TV856;TV882.1 文献标志码：A1 前言小浪底水库是一座以防洪（防凌）、减淤为主，兼顾供水、灌溉、发电，除害兴利、综合利用的枢纽工程，在黄河治理开发的总体布局中具有重要的战略地位[1]。
自运用以来，水库在保障下游防洪及生活、生产、灌溉和生态用水安全、减小洪水漫滩概率、扩大下游主河槽过流能力、改善河流生态环境及电网供电质量等方面发挥了巨大的社会效益和经济效益[2-3]。
由于小浪底水库运用以来遇黄河枯水少沙系列，主要来沙期水库拦沙运用较多，因此库区泥沙淤积相对较多。
至2016年10月，用沙量平衡法计算的库区淤积量为38.990亿t，用断面法计算的库区淤积量为32.573亿m3（达到设计拦沙库容72.5亿m3的45%）。
为了提高水库排沙效果，延长水库拦沙寿命，需要對库区淤积情况进行分析。
小浪底排沙原理
小浪底排沙原理小浪底是位于黄河下游的一个重要水利枢纽工程，其排沙原理一直备受关注。
小浪底排沙原理是指通过一系列工程措施，将黄河中的泥沙进行有效排除，保障下游河道的通畅和安全。
下面我们就来详细了解一下小浪底排沙原理。
首先，小浪底排沙原理的核心在于“分流输沙”。
黄河水中携带着大量的泥沙，如果这些泥沙全部进入下游河道，将会对河道的通航和防洪安全造成严重影响。
因此，小浪底工程采取了分流输沙的措施，利用分流堤将主河道分为两条，一条是主航道，另一条是泄流道。
这样可以让泥沙在主航道和泄流道中分流运输，减少了泥沙对主航道的淤积和侵蚀，保障了下游的通航安全。
其次，小浪底排沙原理还包括了“泥沙淤积和清淤”环节。
在黄河水流通过小浪底时，由于水流减速，泥沙会发生淤积，如果不及时清淤，将会导致主航道淤积严重，影响通航安全。
因此，小浪底工程还设置了泥沙清淤系统，通过机械设备或人工清淤，将淤积在主航道中的泥沙清除，保障了主航道的通畅。
另外，小浪底排沙原理还涉及到“泥沙输移和沉积”环节。
在小浪底工程中，通过设置泥沙输移系统，将泥沙从主航道输送至泄流道，减少了主航道的泥沙含量，保障了通航安全。
同时，泄流道的泥沙也会在泄流道中沉积，形成河床，这些沉积的泥沙对于保护下游河道的稳定起到了积极的作用。
总的来说，小浪底排沙原理是一个复杂而系统的工程体系，通过分流输沙、泥沙淤积和清淤、泥沙输移和沉积等环节，保障了黄河下游河道的通畅和安全。
这一排沙原理的成功实施，为黄河水利工程的发展提供了宝贵的经验和借鉴，也为其他类似河流的治理提供了有益的参考。
综上所述，小浪底排沙原理是一个综合性、系统性的工程体系，其成功实施对于黄河下游的河道治理具有重要意义。
希望未来能够进一步完善和发展小浪底排沙原理，为黄河水利工程的可持续发展贡献更多的力量。
小浪底排沙原理
小浪底排沙原理小浪底排沙工程是一项重要的水利工程，其排砂原理对于河流的治理和保护具有重要的意义。
小浪底排沙原理是指利用水力学原理，通过设计合理的工程结构和施工工艺，实现对河道中的泥沙进行有效排除，从而保持河道的通畅和水质的清洁。
下面将详细介绍小浪底排沙原理的相关内容。
首先，小浪底排沙工程的设计需要充分考虑河道的水流特性和泥沙的输移规律。
在河道中，水流会携带大量的泥沙，如果泥沙过多，就会导致河道淤积，影响水流通畅，甚至引发洪灾。
因此，设计小浪底排沙工程时，需要根据当地的水文地质条件，确定合理的泥沙拦截和排除方案，以确保排沙效果和工程的稳定性。
其次，小浪底排沙工程通常采用的泥沙排除方式主要有机械排砂和水力冲沙两种方法。
机械排砂是通过设置拦砂坝和沉砂池等设施，利用机械设备将河道中的泥沙进行拦截和清除；水力冲沙则是利用水流的冲击力，通过设置合理的水流引导设施，将泥沙冲刷至河道外侧，实现排沙的效果。
这两种方法各有优劣，需要根据具体情况综合考虑，选择合适的泥沙排除方式。
另外，小浪底排沙工程的施工工艺也至关重要。
在进行排沙工程施工时，需要严格按照设计要求进行，确保工程质量和效果。
同时，还需要充分考虑工程对周边环境的影响，采取相应的环境保护措施，避免对生态环境造成不良影响。
最后，小浪底排沙工程的效果评估和监测也是不可忽视的一环。
在工程竣工后，需要对排沙效果进行定期监测和评估，及时发现问题并采取相应的处理措施，确保工程的长效运行和效果的持续性。
总的来说，小浪底排沙原理是一项涉及水文地质、水力学、土木工程等多学科知识的综合性工程，其设计、施工和运行都需要科学严谨的态度和专业技术支持。
只有充分理解和运用小浪底排沙原理，才能更好地实现河道的治理和保护，确保水资源的可持续利用和生态环境的健康发展。
小浪底水利工程水文水资源状况
小浪底水利枢纽——水文地质径流：由于受地形、气候、产流条件的影响，黄河径流的地区分布很不平衡。
大部分径流来自兰州以上及龙门到三门峡区间。
受大气环流和季风的影响，黄河径流的年际变化较大，年内分配很不均衡。
干流及较大支流汛期径流量占全年的60%左右，每年3月份—6月份，径流量只占全年的10%-20%。
小浪底水利枢纽控制黄河90%的水量。
洪水：黄河流域的洪水主要由暴雨形成，发生时间为6—10月，其中大洪水和特大洪水的发生时间，兰州以上一般在7月—9月，三门峡—花园口之间在7月中旬到8月中旬。
黄河洪水的洪峰形式，上游为矮胖型，洪水历时较长，洪峰较低。
中游洪水形式为高瘦型，洪水历时较短，洪峰较高。
凌汛：黄河下游河道呈东北向流入渤海。
一般元月初开始封河，二月底开河。
由于纬度的差异，山东河段比河南河段早十天左右封河，晚二十天左右开河。
封河期因冰凌阻水，泄流不畅，增加河道槽蓄水量；开河期上段先开，冰水及前期槽蓄水量一起下泄，由于下段尚未解冻，容易形成冰塞、冰坝，水位升高很快，造成凌汛。
同时，由于黄河下游河道上宽下窄，封河期槽蓄量大部分集中于上段，下段河段窄而多弯，容易卡凌雍水，更加重凌汛的威胁。
泥沙：黄河径流的泥沙含量居世界首位，多年平均含沙量37.6kg/m3，多年平均输沙量13.51亿吨。
在一年之中，泥沙主要集中在汛期，干流站7—9月沙量占全年沙量的80%左右，支流站接近100%；汛期沙量又集中在几次暴雨洪水之中。
黄河泥沙约有1/4沉积在下游河床，致使下游河床每年以10cm速度抬高。
小浪底水利枢纽控制近100%的沙量。
地质：小浪底工程坝址河床覆盖层最深达70余米。
坝址区为二叠纪和三叠纪沉积的砂岩、粉砂岩和粘土岩交互地层。
岩层以8—12的缓倾角倾向北东，并含有连通性很好，磨擦系数f=0.2—0.25、C=0.005Mpa的泥化夹层。
岩体断裂构造及节理裂隙发育，横穿坝下的F1及左岸F28、F236、F238等大断层均与枢纽建筑物有密切关系，断层和节理裂隙均为80°左右的高倾角，且大部分断层呈上下游方向展布。
小浪底水库拦沙初期泥沙淤积规律及运行方式探讨
小浪底水库拦沙初期泥沙淤积规律及运行方式探讨本文论述了小浪底水库采用了“调控水位、异重流排沙、相机降低水位排沙、调水调沙、拦粗排细”等综合调度运行方式，减少了水库和下游河道的泥沙淤积，在初期运行中取得了较好的效果、发挥了显著效益。
标签：淤积；调水调沙；异重流；拦粗排细；小浪底水库小浪底水库位于黄河中游最后一个峡谷的出口处，是三门峡以下唯一能取得较大库容的控制性工程，控制黄河流域面积的92.3%和近100%的含沙量，開发目标以防洪、防凌、减淤为主，兼顾供水、灌溉和发电，水库总库容126.5亿m3，其中防洪库容41亿m3、调水调沙库容10亿m3、淤积库容75.5亿m3。
为合理利用淤积库容，尽量延长淤积库容的使用年限、取得最大的减淤效益，合理的调度运用方式成为小浪底水库减淤运用的关键。
1、小浪底水库水沙条件小浪底库区为峡谷形态，原河床比降大，河床由粗沙、砾石、大孤石和基岩组成，河床阻力比较大。
淤积以后河床组成变细，阻力相应减小，在采用“蓄清排浑”运用方式时，对排沙和保持可用库容非常有利。
当上游洪峰平均流量大于500 m3/s时，小浪底水库可能发生高含沙异重流，此时将会有大量泥沙排出库外。
根据水库泥沙研究结果得知，高含沙异重流的排沙比可达到90%以上。
高含沙异重流携带很多粗颗粒泥沙，如果小浪底排沙期下泄流量小于2600m3/s，对下游河道非常不利。
为此，在研究水库淤积形态和排沙时要考虑水库的特殊条件及其对下游河道的影响。
2 、小浪底工程初期运行的泥沙问题小浪底水库为不完全年调节水库，为充分发挥水库长期运行效益，保持长期有效库容将是水库运用的关键。
在初期运行阶段，通过合理调度运行，尽量延长淤积库容使用年限，成为运行调度的重要课题。
2.1 尽量减少水库泥沙淤积，充分发挥淤积效率小浪底水库运行初期，存在较大的拦沙库容，一是要尽量减少泥沙淤积，延长淤积库容使用年限；二是要拦粗排细，提高淤积库容的使用效率，并尽可能利用下游河道的输沙能力排沙入海，三是要合理淤积，避免在库尾及支流门口形成淤积，从而影响兴利库容。
小浪底水库调水调沙原理
小浪底水库调水调沙原理
嘿，朋友们！今天咱们就来好好唠唠小浪底水库调水调沙的原理。
你知道吗，这就好像是一场大自然的魔法秀！
想象一下，小浪底水库就像是一个巨大的水魔法盒子。
调水呢，就像是有一双神奇的手在操控着水流的走向。
比如说，当其他地方缺水了，小浪底就把水输送过去，这是不是很神奇啊？就像家里妈妈给我们分食物一样，按需分配呀！
那调沙又是咋回事呢？这就好比是给河流来一次大清扫！河水带着泥沙一路流淌，时间长了，泥沙要是堆积太多，那可不妙。
于是呢，小浪底就发挥作用啦！它通过巧妙的运作，把泥沙“赶”出去。
你看，这像不像我们定期打扫房间，把垃圾清理出去呀？
“哎呀，那这到底是怎么做到的呀？”有人可能会这么问。
别急呀，这当中涉及到好多复杂又精妙的设计和操作呢！水库有它专门的出水口和设施，能够精确地控制水流和泥沙的排放。
这可不是随便就能做到的，得靠无数专家和工作人员的智慧和努力呢！
“哇，那这也太厉害了吧！”可不是嘛！小浪底水库的调水调沙对于我们的生活影响可大啦！它能让河流更健康，能保障我们用水的安全，还能保护周边的生态环境呢。
这么重要又神奇的事情，我们能不了解一下吗？能不惊叹一下吗？
总的来说，小浪底水库调水调沙原理真的超级有趣，也超级重要！它就像一个默默守护我们的超级英雄，在我们看不到的地方发挥着巨大的作用！我们真应该好好感谢它呀！。
小浪底水库库区冲淤规律分析
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｖ ａ ｉ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｅ ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｃ ｏ ｕ ｎ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｔ ｈ ｅ ｇ ｒ ａ ｎ ｕ ｌ ａ ｒ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｂ ｅ ｄ — ｌ ｏ ａ ｄ ｓ ｅ ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｒ ｉ ｖ ｅ ｒ ｃ ｈ ａ ｎ ｎ ｅ ｌ ｎｄ ａ
分别为 １ ． ３ ６ ％和 ７ ． ８ ２ ％ 。利 用 汛 期 来 水 来 沙 的 特
点 ，２ ０ ０ ２年 ７月 ４ 日 ～１ ５日首 次 大 规 模 调 水 调 沙 ， 排 沙 比增 为 ２ ０ ． ８ １ ％ 。２ ０ ０ ４年 首 次 成 功 进 行 了 人 工 扰 动 塑造 异 重 流试 验 ，排 沙 比达 到 ５ ２ ． １ ％。
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 。
关键词 ：泥 沙淤积 ；水库 运行 方式 ；小浪 底 水库
中图分类号 ：ｒ ｌ Ｎ１ ４ ５ ． １ 文献标识码 ：Ｂ 文章编号 ：１ ０ ０ ０ － ０ ８ ６ ０ （ ２ ０ １ ３ ） １ ２ － ０ ０ ８ ５ — ０ ４
水利 水电技术
第４ ４卷
２ ０ １ ３年第 １ ２期
小 浪 底 水 库 库 区 冲 淤 规 律 分 析
娄 渊 知 ，张夏 煜
（ 小浪底 水利 水 电工程 有 限公 司，河 南 济源 ４ ５ ４ ６ ８ １ ）
摘
要 ：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
的大 型 水 利 工 程 。 小 浪 底 水 库 正 常 蓄 水 位 ２ ７ ５ ｍ，
小浪底水库泥沙淤积观测与分析
三门峡水库最大年出库沙量 ２．６ ｔ１７ ２５ 亿 （９７年）最大出库含 ，
沙量 ９ ｌｋ／ １７ ｌ ｓ ｍ （ ９ ７年 ） 三 门峡一小浪底 区间入库泥 沙主要 ， 是汛期暴雨 径流形成 的泥 沙 ， Ｏ ４ 约 ． ７亿 ｔ仅 占三 门峡年输 沙 ，
量的 Ｏ ４ 。 ．％
距坝 ６．５ ｍ处 ， 为 ２９３ｍ 底点 在距坝 ７ ．５ｋ ０１ ｋ 高程 ２ ． ， Ｏ２ ｍ处 ，
（ 浪底水利枢纽建设管理局 ， 小 河南 郑州 ４ ０ ０ ） ５０ ０
摘
要： 通过布设 １４个断 面， ７ 采用地形法对小浪底水库泥沙 淤积 形态 进行 了观测 ， 析表 明： 分 自大坝 截流 至 ２ ０ ０ ５年汛
前 ， 区淤积量 为 １ ｍ ， 向淤积呈明显的三角洲 形态 ， 向表现为平淤 ， 库 ４亿 纵 横 对异重流 的形成是有 利的 。在低水 位期 与
（） １ 干流纵向淤积情 况。截至 ２ ０ ０ ５年 汛前库 区干流 淤积
１．４ ｍ ， ２６ 亿 占库区淤积总量的 ９． ％。１９ ０３ ９９年下闸蓄水至
２０ ０５年汛前 ， 坝前 １４ ｍ处 河底 淤积 高程 抬升 ３ ． 在距 ． ５ｋ ３ ８ｍ， 坝２ ．５ｋ ７ ２ ｍ处泥沙淤 积最厚 ， ４ ． 坝前至 ５ ． ５ｋ 达 ３４ｍ， ６ ８ ｍ处泥 沙淤积均在 ３ ０ｍ以上 。 该段泥沙 淤积量 为 ９ ４ ．６亿 ｍ ， 占干流 泥沙淤积量的 ７ ．％ 。 目前 ， 向坡度 为 ０ ７ ％ 。 ４８ 纵 ． ２ ｏ与下 闸蓄水
文献标识码 ： Ａ
文章 编号 ：００ １７ （０ ７ ０ — ０ ３— ２ １０ — ３９ ２０ ） １ ０ ２ ０
１ 水库运用方式与库区水沙特性
黄河小浪底调沙调水分析
Φ
3
( x ) = − 2492
. 9 + 3 . 1784
* x − ( 1 . 317
* e − 3 ) *
x
2
+ ( 1 . 842
* e − 7 ) *
x
3
• 利用已知数据对其作三次多项式拟合，编写MATLAB命 令如下：
• • • • • • • • • • • x=[1800 1900 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2650 2700 2720]; y=[32 60 75 85 90 98 100 102 108 112 115]; A=polyfit(x,y,3) A= 1.842*e-7 -1.317*e-3 3.1784 -2.492.9 >> z=polyval(A,x); >> plot(x,y,'*',x,y,'r',x,z,'b') 可得：a0=-2.492.9 a1=3.1784 a2=-1.317*e-3 a3=1.842*e-7 于是可得拟合多项式为：
• 假设1：水流量和排沙量都是 连续的，不考虑上游泄洪所 带来的含沙量和外界带来的 含沙量。 • 假设2、时间是连续变化的， 所取时间点依次为1,2,3， …,24,单位时间为12h
模型建立与求解
• 对于问题一，因为排沙量与时间的散点图基本符合正态曲线，如图一 所示。所以，排沙量的对数与时间的函数关系就应该符合二次函数关 系（曲线见图二），因而排沙量取对数后，再与时间t进行二次回归. • 假设排沙量与时间函数关系为y=e^(at^2+bt+c),两边取对数后为 Lny=at^2+bt+c先由表二做出排沙量的自然对数lny与时间t的散点图见 图一，并利用SAS软件进行拟合，得到排沙量的自然对数与时间的回 SAS 归方程为： • Lny=-0.0209t^2+0.4298t+10.6321 • 由回归拟合参数表可知回归方程是显著的，因为相关系数人 R^2=0.9629,误差均方S^2=0.0543，说明回归曲线拟合效果很好。 • 所以排沙量与时间之间的函数关系式为y=e^(=0.0209t^2+0.4298t+10.6321)
小浪底调水调沙问题
1
0.5 1800
1900
2000
2100
2200
2300
2400
2500
2600
2700
y = 2.602*10^(-7)*x^3+0.076*x^2-65.93*x+8601.78
3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 -0.5 800 x 10
5
后半段图
1000
1200
1400
1600
• •
下图从左到右分别为进行二次，三次，四次，五次拟合的图像
时间与含沙量关系拟合图
时间与含沙量关系拟合图 120
120
10010080 Nhomakorabea80
公 斤 /立 方 米
60
公 斤 /立 方 米
60
40
40
20
20
0
0
-20 0 5 10 时 间 t/12h 15 20 25
-20
0
5
10 时 间 t/12h
小浪底调水调沙问题 • 组员：
问题的提出
• 在小浪底水库蓄水后，黄河水利委员会进行了多次试验，特别是2004 年6月至7月进行的黄河第3次调水调沙试验具有典型意义．这次试验 首次由小浪底、三门峡和万家寨三大水库联合调度，进行接力式防洪 预泄放水，形成人造洪峰进行调沙试验获得成功．这次调水调沙试验 的一个重要目的就是由小浪底上游的三门峡和万家寨水库泄洪，在小 浪底形成人造洪峰，冲刷小浪底库区沉积的泥沙．在小浪底水库开闸 泄洪以后，从6月27日开始三门峡水库和万家寨水库陆续开闸放水， 人造洪峰于29日先后到达小浪底，7月3日达到最大流量2720 m3／s， 使小浪底水库的排沙量也不断地增加．表1是由小浪底观测站从6月29 日到7月10 日检测到的试验数据 • 表1 试验观测数据表 单位：水流为立方米/秒，含沙量为公斤/立方米
浅谈小浪底水库泥沙问题
第 ２ ４卷 第 １期
２０ ０ ２年 １月
品
ＶＪ Ｎｌ ０４２ １ ．．０ ａ ２ｔ２ ｎ０
［ 文 ・ 沙】 水 泥
浅谈小 浪底水库泥沙 问题
焦 恩 泽 李 红 良 ，
＜． 河 水 利 科 学 研 究 院 ． 南 部 １黄 河 ４ ００ ；． 河 水 利 委 员 会 水 文 局 ． 南 酆 州 ５ ００ ２ 黄 河 ４００） ５０ ４
３ ３ 淤 积 上 延 问题 ．
一
般多沙 河流上的水 库． 某一水 位的条件 下． 淤积长 在 其 比水 平 长 度 ｋ 要 大 ． 两 者 之 比 值 儿 表 示 水 库 淤 用 来
２ ２ 库 医形 态 与排 沙 ．
小浪底库区 为峡谷 形态 ． 河床 比 降大 ， 床 由粗沙 ． 原 河 砾 石 、 孤 石 和 基 岩 组 成 ， 床 阻 力 比较 大 淤 积 以 后 河 床 组 成 大 河
摘
要 ： 浪 底 水 库 已于 ２ ０ 小 ０ ０年 １月下 闸 蓄 水 ， 人 库 水 沙 过 程 受 制 于 三 门 蛱 水 库 出 库 水 沙 过 程 ． 因 此 ． 浪 底 水 库 其 小
的 运 用 必 须 考 虑 入 库 的水 沙特 点 ， 库 泥 沙 问 题 也 应 结 台 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 水 蛱、 厅、 官 巴家 嘴 等 水 库 的 经验 教 训 ． 期 达 到 合 理 的 目标 。 建 议 对 富 裕 输 沙 能 力 问 题 、 重 流 排 沙 问 题 进 行 深 人 研 究 ， 以 异 多 年 调 节 泥 沙 问题 应 当慎 重 对 待 ＝
变细 ， 力相应减小 ， 河 床坡度 与嫩积坡 度之 比要大 于三门 阻 原
小浪底调沙最简单方法
小浪底调沙最简单方法
《小浪底调沙那点事儿》
要说小浪底调沙这件事儿啊，还真挺有意思的。
什么是调沙呢？简单来说，就是让黄河里的泥沙能够更合理地被处理。
有人可能会说了，小浪底调沙能有多简单？不就是开闸放水嘛。
嘿，你还别说，这开闸放水可大有讲究呢！这可不是随随便便一拧水龙头那么简单。
想象一下，那巨大的水闸就像是一个超级大的水龙头，一打开，汹涌澎湃的江水就奔腾而出，那场面，老壮观了！但要让这水流得恰到好处，泥沙冲得刚刚好，可不容易嘞！
工作人员们就像是一群超级厉害的指挥家，他们要精准地把握每一个环节。
啥时候开闸，开多大，开多久，这都得算计得明明白白的。
他们每天都在和这些水流、泥沙打交道，那认真劲儿，就跟咱老百姓精心照顾自家的小菜园子似的。
我就琢磨啊，这调沙的过程就跟咱过日子一样。
咱过日子得算计着柴米油盐，他们得算计着水流泥沙；咱过日子得让家里井井有条，他们得让黄河乖乖听话。
你说这是不是有异曲同工之妙呀！
每次看到小浪底调沙的新闻，我就忍不住笑出声来。
那奔腾的江水和滚滚的泥沙，感觉就像是一场大自然的狂欢派对。
而那些工作人员呢，就是这场派对的组织者，让一切都热闹而有序。
有人说，小浪底调沙是一项伟大的工程，这我当然知道啦。
可我觉得，它也有可爱、有趣的一面。
它让我们感受到了人类的智慧和大自然的力量相互碰撞出来的奇妙火花。
要说这最简单的方法嘛，估计就是让专业的人干专业的事咯！那些工作人员们就是最懂小浪底调沙的人，他们的经验和技术就是最简单有效的方法呀！咱普通人呢，就好好地欣赏这场大自然和人类共同演绎的大戏，给他们点个大大的赞就好啦！嘿嘿，你说我这话说得在理不？。
小浪底水利枢纽工程施工(3篇)
第1篇一、工程背景小浪底水利枢纽工程位于河南省洛阳市孟津区与济源市之间，是黄河干流上的一座大型综合性水利工程。
工程始建于1991年，2001年主体工程完工。
工程主要目标是以防洪、防凌、减淤为主，兼顾供水、灌溉和发电等功能。
二、施工难点1. 地质条件复杂：小浪底水利枢纽工程地处黄河中游峡谷出口，地质条件复杂，存在坝址软弱泥化夹层、左岸单薄分水岭、顺河大断裂、右岸倾倒变形体等工程地质难题。
2. 施工难度大：工程规模宏大，工期紧迫，施工过程中需要克服众多技术难题。
3. 水沙问题：黄河泥沙含量高，对小浪底水利枢纽工程的水沙处理提出了严峻挑战。
三、施工过程1. 工程设计：在充分研究黄河流域水文、地质、地形等条件的基础上，结合国内外先进技术，进行科学合理的设计。
2. 施工准备：组建专业施工队伍，进行技术培训，确保施工人员具备较高的技术水平。
3. 施工实施：按照工程设计，分阶段进行施工。
主要包括以下环节：（1）基础处理：对坝基进行开挖、清基、固基等处理，确保坝体稳定性。
（2）主体结构施工：包括大坝、溢洪道、发电厂房等主体结构的施工。
（3）辅助设施施工：包括灌溉、供水、交通、通信等辅助设施的施工。
（4）水沙处理：通过优化水库调度，进行水沙处理，降低泥沙含量，减轻水库淤积。
4. 质量控制：严格执行工程质量标准，确保工程安全、可靠、高效。
四、工程成果1. 防洪：小浪底水利枢纽工程可有效减轻黄河下游洪涝灾害，保护下游人民生命财产安全。
2. 防凌：工程可降低黄河下游凌汛风险，保障航运安全。
3. 减淤：通过水沙处理，减少水库淤积，延长水库使用寿命。
4. 供水：为下游地区提供生活、工业用水。
5. 灌溉：为下游农田提供灌溉水源。
6. 发电：利用水能资源，为我国电力供应提供保障。
总之，小浪底水利枢纽工程施工过程中，我国工程技术人员克服了重重困难，取得了显著成果。
该工程不仅提高了黄河流域的防洪、防凌、减淤能力，还为我国水利建设积累了宝贵经验，展现了我国水利事业的发展水平。
小浪底水库对水沙的调控及下游河道响应
小浪底水库对水沙的调控及下游河道响应苏运启尚红霞李勇郑艳爽（黄河水利科学研究院水利部黄河泥沙重点实验室，河南郑州450003）摘要：冲积性河流上修建水库后，由于对水沙的调节，下游河道将发生相应调整，直至和新的水沙条件相适应。
小浪底水库位于控制黄河水沙的关键部位，1999年10月25日下闸蓄水，目前水库仍处于拦沙初期的运用阶段，五年来以水库异重流排沙为主，期间进行了三次调水调沙试验，绝大多数中粗泥沙拦在库内，进入下游的水沙量和过程均发生了显著变化，主要表现为：下泄水流含沙量低、泥沙颗粒较细、洪峰调平、汛期（7～10月）水量减少、非汛期水量增大。
在这种水沙条件下，黄河下游河道持续冲刷，平滩流量增大，河槽趋于窄深、河床粗化，河势发生调整。
关键词小浪底水库；水沙；调控；河道；响应中图分类号: 文献标识码：A 文章编号：1 前言多沙河流上修建水库后改变了下游河道的来水来沙过程，河床会发生一系列变化，河床的调整程度与水库运用及其对水沙的调节能力等有关[1] [2]。
小浪底水库位于控制黄河水沙的关键部位，1999年10月25日下闸蓄水，目前水库仍处于拦沙初期的运用阶段，五年来以水库异重流排沙为主，下泄水流含沙量低、泥沙颗粒较细、洪峰调平、汛期水量减少、非汛期水量增大，显著改变了出库水沙过程。
下游河道发生相应调整，主要表现为河道持续冲刷，平滩流量增大，河槽趋于窄深、河床粗化。
小浪底水库1999年10月25日下闸蓄水至2004年10月31日，水库累计蓄水37.77亿m3，其中汛期增加蓄水量99.21亿m3，非汛期泄水量61.44亿m3，蓄水量增加最多的是2003年汛期，达70.71亿m3，水库泄水最多的是2004年非汛期，泄水达53.71亿m3。
水库最高运用水位为265.58m，最大蓄水量94.9亿m3（2003年10月15日）。
2小浪底水库对水沙的调控2.1 改变了水量的年内分配由五年来进出库水量情况（表1），可以看出五年入库平均水量171.17亿m3，其中汛期占年水量的45％，而经过水库调节后，出库平均水量182.67亿m3，其中汛期占年水量为36％，即进出库水量不仅总量发生变化，而且年内分配也发生了较大变化，汛期占年水量平均减少了9％。
小浪底水库泥沙淤积
大型潜吸式扰沙船扰沙、排沙分析
• 在调水调沙期,将潜吸式扰沙船( 抽沙流量4 000 m3 /h、扬程60 m、最大潜水深度70 m、最大泥浆输送浓 度50% )自库区溯源冲刷可能波及的边缘地带开始,按 间距300～500 m沿大坝纵向布设,利用扰沙船将电动 抽沙泵沉入库底绞动淤沙。 • 被扰动的一部分泥沙借助高速脉冲射流的驱动形成人 工异重流(含沙量600～800 kg/m3 ) ,随库区水流被 带向坝前漏斗区,产生溯源和沿程冲刷,并经排沙底孔 出库;一部分泥沙则借助潜水抽沙泵以高浓度泥浆形 式抽吸经管道输送至坝前,借助虹吸原理翻越大坝、 排出库外,与水库泄水混合向下游输送
观测及处理途径探索
三 、 水 库 泥 沙 处 理 途 径 探 索
• 研究思路
• 加大排沙力度,较好的途径是提高水库异重流 排沙效率和扩大淤积面溯源冲刷范围;措施是 进行水库淤积面泥沙扰动,增大水库浑浊层厚 度、泥沙含量以及加大坝前淤积河床纵比降。 • 考虑到富含细颗粒的高含沙水流可进行高效、 远距离的管道输送且大坝上、下游存在水位差 这一有利条件,需开发水深为60 m左右的库区 挖沙及扰沙设备,在水库调水调沙及发电供水 期间,挖、扰坝前40 km左右(常年回水区)落淤 区内的细泥沙,利用非牛顿体两相流低能耗输 送、虹吸及调水调沙异重流等自然力量,辅以 少量机械措施,使挖、扰的细泥沙排泄出库。
小浪底水库泥沙淤积的 观测及处理途径探索
小浪底水库泥沙淤积的 观测及处理途径探索
• 浑水泥沙颗粗径分布
• 虽然含沙量随深度增加而变大, 但泥沙粒径却没 有明显的变化。8月19日及9月7日出现浑水水库 时,中值粒径为0.004-0.005mm,平均粒径为 0.005-0.006mm之间,9月28日及10月26日中值粒 径为0.004-0.005mm之间,平均粒径为0.006mm这 表明在异重流运行到坝前, 不论是浑水层上升还 是下沉阶段, 泥沙粒径组成基本相同, 均属于细 粉砂类泥沙。如将浑水水库中的泥沙及时下泄, 这部分细颗粒泥沙完全可以挟沙入海, 且不会对 下游河床造成淤积。 小浪底水库泥沙淤积的
黄河小浪底调水调沙问题
黄河小浪底调水调沙问题一、问题的提出2004年6月至7月黄河进行了第三次调水调沙实验，特别是首次由小浪底、三门峡和万家寨三大水库联合调度，采用接力式防洪预泄放水，形成人造洪峰进行调沙实验获得成功，整个试验期为20多天，小浪底从6月19日开始预泄放水，直到7月13日结束并恢复正常供水。
小浪底水利工程按设计拦沙量为75.5亿m 3，在这之前，小浪底共积泥沙达14.15亿t 。
这次调水调沙试验一个重要目的就是由小浪底上游的三门峡和万家寨水库泄洪，在小浪底形成人造洪峰，冲刷小浪底库区沉积的泥沙，在小浪底水库开闸泄洪以后，从6月27日开始三门峡水库和万家寨水库陆续开闸放水，人造洪峰于6月29日先后到达小浪底，7月3日达到最大流量2700m 3/s ，使小浪底水库的排沙量也不断增加。
表1是由小浪底观测站从6月29日到7月10日检测到的试验数据。
（1） 给出估计任意时刻的排沙量及总排沙量的方法； （2） 确定排沙量与水流量的关系。
二、模型的建立与求解2.1 问题一的模型1、观测时间（时刻）的确定以6月29日0时开始计时，各观测时刻（离开始计时的时间）分别为：24214123600,,,),( =-=i i t i ，其中，计时单位s 。
2、排沙量的确定记第),,,(2421 =i i 次观测时水流量为i v ，含沙量为i c ，则第i 次观测时的排沙量i i i v c y =。
其数据如下表2。
表2 i t 时刻对应的排沙量 排沙量单位：102kg在上述已经知道24对数据的基础上，建立任意时刻的排沙量的函数，可以通过插值或拟合的方法来实现。
考虑到实际中的排沙量应该是时间的连续函数，顾采用三次样条函数进行插值。
在求出三次样条函数)(t y y =的基础上，通过积分可以得到总的排沙量为：⎰=241t t dt t y z )(。
4、程序wv=[1800 1900 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2650 2700 2720 2650 ... 2600 2500 2300 2200 2000 1850 1820 1800 1750 1500 1000 900]; sth=[32 60 75 85 90 98 100 102 108 112 115 116 118 120 118 105 ... 80 60 50 30 26 20 8 5]; i=1:24;t=(12*i-4)*3600; y=wv.*sth; t1=t(1); t2=t(end);pp=csape(t,y'); %或采用三次B 样条插值：pp=spapi(4,t,y');两种结果一样 xsh=pp.coefs %求得插值多项式的系数矩阵，每一行是一个区间上的多项式系数 TL=quadl(@(tt)ppval(pp,tt),t1,t2)5、结果： xsh =[-2.648125012184793e-012 -3.145274639109844e-006 1.446373456787841e+000 5.760000000000000e+004-1.151619394248530e-012 -3.488471640688988e-006 1.159795617500531e+000 1.140000000000000e+005 -6.389389053355167e-012 -3.637721514183602e-006 8.519440732100355e-001 1.575000000000000e+005 8.252550505440010e-011 -4.465786335498433e-006 5.018725341037716e-001 1.870000000000000e+005 -1.041684020071045e-010 6.229519119551821e-006 5.780657903748778e-001 2.070000000000000e+005 6.622972162971060e-011 -7.270705780568926e-006 5.330865266189391e-001 2.352000000000000e+005 1.041959245823627e-011 1.312666142641569e-006 2.756992142604772e-001 2.500000000000000e+005 -4.092849612657905e-011 2.663045325228995e-006 4.474499496724854e-001 2.652000000000000e+005 2.181592712911428e-011 -2.641287772775652e-006 4.483898759384699e-001 2.862000000000000e+005 -5.873884115581812e-011 1.860563831575575e-007 3.423238799069683e-001 3.024000000000000e+005 8.910314983475685e-011 -7.426497430636475e-006 2.953682665587912e-002 3.128000000000000e+005 -4.215900560484207e-011 4.121270787948012e-006 -1.132489643082625e-001 3.074000000000000e+005 -5.690704384073027e-011 -1.342536338439519e-006 6.792363910504279e-003 3.068000000000000e+005 7.629057221909671e-011 -8.717689220198162e-006 -4.278093802226435e-001 3.000000000000000e+005 -1.242189573762548e-010 1.169568939396765e-006 -7.538881763532637e-001 2.714000000000000e+005 1.873970364862476e-010 -1.492920793656585e-005 -1.348304*********e+000 2.310000000000000e+005 2.706168451971637e-011 9.357447992051832e-006 -1.589004610633974e+000 1.600000000000000e+005 -2.088183732035320e-010 1.286464230580708e-005 -6.290103097664691e-001 1.110000000000000e+0052.376448*********e-010 -1.419821886137066e-005 -6.866208169668162e-001 9.100000000000000e+004 -1.773960581908482e-010 1.660055824255622e-005 -5.828397556995996e-001 5.400000000000000e+0043.161052651135349e-011 -6.389970898977710e-006 -1.417423824570076e-0014.550000000000000e+0045.715576652840446e-011 -2.293246663106300e-006 -5.168573811390367e-001 3.000000000000000e+004 4.985712652353278e-011 5.114140678974909e-006 -3.949947596535124e-001 8.000000000000000e+003]TL =1.8440e+011即：当),(11t t x ∈时，其插值多项式为：4-6-12105.76 )(1.446)(103.145-)(10-2.648⨯+-⨯+-⨯⨯-⨯⨯=12131t t t t t t y ；当),(32t t x ∈时，其插值多项式为：5-6-12101.14 )(1.160)(103.488-)(10-1.152⨯+-⨯+-⨯⨯-⨯⨯=22232t t t t t t y ；……当),(2423t t x ∈时，其插值多项式为：3-6-1108.0 )(395.)(105.114)(104.986⨯+-⨯--⨯⨯+-⨯⨯=232233230t t t t t t y ；总排沙量为11108441⨯=.TL kg 。
黄河小浪底调水调沙问题
黄河小浪底调水调沙问题摘要：本文应用插值拟合的办法经由过程Matlab对象模仿出了排沙量与时光.排沙量与水流量的函数关系,并且求出了总排沙量为1.704亿吨.全部模子简略且便利盘算,个中排沙量与水流量的函数关系为分段函数.症结词：调水调沙 Matlab 插值拟合一.问题重述2004年6月至7月黄河进行了第三次调水调沙实验,特殊是初次由小浪底.三门峡和万家寨三大水库结合调剂,采取接力式防洪预泄放水,形成人造洪峰进行调沙实验获得成功．全部实验期为20多天,小浪底从6月19日开端预泄放水,直到7月13日恢复正常供水停止．小浪底水利工程按设计拦沙量为亿立方米,在这之前,小浪底共积泥沙达亿吨．此次调水调实验一个主要目标就是由小浪底上游的三门峡和万家寨水库泄洪,在小浪底形成人造洪峰,冲刷小浪底库区沉积的泥沙．在小浪底水库开闸泄洪今后,从6月27日开端三门峡水库和万家寨水库陆续开闸放水,人造洪峰于29日先后到达小浪底,7月3日达到最大流量2700立方米/每秒,使小浪底水库的排沙量也不竭地增长．下面是由小浪底不雅测站从6月29日到7月10日检测到的实验数据：表1: 实验不雅测数据单位：水流为立方米 / 秒,含沙量为公斤 / 立方米如今,依据实验数据树立数学模子研讨下面的问题：(1) 给出估算随意率性时刻的排沙量及总排沙量的办法;(2) 肯定排沙量与水流量的变更关系.二.模子假设1.假设所给数据客不雅精确的反响了实际情形2.假设所给数据遵守必定例律变更,等于持续的3.假设模子中不须要斟酌一些外在身分4.假设可将时光化为等分的时光点进行盘算三.符号解释t: 时光或时光点v: 水流量S: 含沙量V: 排沙量四.问题剖析假设水流量和含沙量都是持续的,那么某一时刻的排沙量V=v(t)S(t),个中v(t)为t时刻的水流量,而S(t)为t时刻的含沙量.经由过程不雅察数据,这些数据是每个12小时收集一次,所以我们可以将时光设为时光点t,依次为1,2,3,……,24,单位时光为12h.为了找到排沙量与时光的关系,我们就要先找到水流量和含沙量与时光的关系,一但找到水流量和含沙量与时光的关系,那么所请求的问题也就不难解决了.五.模子的树立与求解经由过程剖析,我们假设水流量和含沙量都是持续的,那么我们开端对问题“(1) 给出估算随意率性时刻的排沙量及总排沙量的办法”进行求解.我们经由过程Matlab对象将所知道的数据显示为直不雅的图像,如下所示,具体程序见附录的.经由过程不雅察图像,我们可以看出其变更其实不但滑,并且也没有特定的表示出屈服某种散布的趋向.但是为了得到具体的盘算函数,我们就必须对数据进行拟合,所以经由过程Matlab先应用spline办法对数据进行插值,从而进步精确度,使图像变得滑腻,然后应用多项式进行拟合,当多项式次数越高拟合也越精确,但是因为数据受到的影响较多,所以这里的数据也不是精确值,是以我们可以只取三次进行拟合,也便利了后续的盘算.于是我们分离对含沙量和水流量进行插值拟合,即可以得到下面图像和成果,具体程序见附录和.所得到的拟合函数为：y = 0.014*x^{3} - 1.3*x^{2} + 21*x + 16即含沙量与时光的关系式为：S=0.014*t^3-1.3*t^2+21*t+16所得到的拟合函数为：y = 0.13*x^{3} - 14*x^{2} + 2.4e+002*x + 1.5e+003即水流量与时光的关系式为：v=0.13*t^3-14*t^2+2.4e+002*t+1.5e+003因为某一时刻的排沙量V=v(t)S(t),所以我们可以将所拟合出来的多项式带入上式,经由过程Matlab进行盘算可以得到下面答案,程序见附录.ans=91/50000*t^6-73/200*t^5+2429/100*t^4-14573/25*t^3+2866*t^2+35340*t+24000即排沙量与时光的关系为：V=0.0018*t^6-0.365*t^5+24.29*t^4-582.92*t^3+2866*t^2+35340*t+24000因为这里的多项式次数过高,便利于盘算和传播,所以我们可以对其再进行一次拟合,有下面成果,程序见附录.所以拟合后的函数为V=95*t^3-5.5e+003*t^2+7.7e+004*t-3.2e+004,经由过程图像可以看出排沙量与时光屈服正态散布,所以也可以化成的情势e的指数情势进行拟合,这里就不再反复盘算.我们得到了拟合函数,下面就可以盘算出这几天的总排沙量,经由过程Matlab编程可以盘算出定积分,成果如下,程序详见附录.即总含沙量为1.704亿吨.下面我们对问题“(2) 肯定排沙量与水流量的变更关系.”进行剖析盘算.以下所有相干程序见附录,下面就不反复解释.我们先应用Matlab将排沙量和水流量的相干数据反应到图像中.经由过程不雅察可以看出,其关系是分段的,所以我们按时光进行分段拟合,拟合道理同问题（1）雷同,于是可以得到分段前后的拟合多项式.y = - 7.5e-005*x^{3} + 0.43*x^{2} - 5.2e+002*x + 3.6e+004y = 2.3e-005*x^{3} - 0.066*x^{2} + 1.9e+002*x - 1.9e+005综上,我们可以得到排沙量与水流量的关系式为- 7.5e-5*v^3+0.43*v^2-5.2e+2*v+3.6e+4 0<=t<9 V=2.3e-5*v^3-0.066*v^2+1.9e+2*v-1.9e+5 9<=t<=24六.模子评估本模子的长处是：建模简略,便利盘算,实费用广.但也有最大的缺陷为：精确度较低.为了削减误差,我们可以经由过程增大模子中拟合多项式的次数.当然在日后的模子改良中可以参加误差评估体系,来对模子进行完美.附录T=1:24;S=[32 60 75 85 90 98 100 102 108 112 115 116 118 120 118 105 80 60 50 30 26 20 85 ];W=[1800 1900 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2650 2700 2720 2650 2600 2500 2300 2200 2000 1850 1820 1800 1750 1500 1000 900]; subplot(2,1,1);plot(T,S);hold on;plot(T,S,'.');title('时光与含沙量关系');xlabel('时光t/12h');ylabel('含沙量/公斤每立方米');subplot(2,1,2);plot(T,W);hold on;plot(T,W,'.');title('时光与水流量关系');xlabel('时光t/12h');ylabel('水流量/立方米每秒');T=1:24;S=[32 60 75 85 90 98 100 102 108 112 115 116 118 120 118 105 80 60 50 30 26 20 85 ];x=1:0.1:24;y=interp1(T,S,x,'spline');plot(T,S,'.',x,y);title('时光与含沙量关系拟合图');xlabel('时光t/12h');ylabel('含沙量/公斤每立方米');T=1:24;W=[1800 1900 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2650 2700 2720 2650 2600 2500 2300 2200 2000 18501820 1800 1750 1500 1000 900]; x=1:0.1:24;y=interp1(T,W,x,'spline');plot(T,W,'.',x,y);title('时光与水流量关系拟合图');xlabel('时光t/12h');ylabel('水流量/立方米每秒');syms t;S=0.014*t^3-1.3*t^2+21*t+16;v=0.13*t^3-14*t^2+2.4e+002*t+1.5e+003;V=v*S;simple(V);syms t;V=95*t^3-5.5e+003*t^2+7.7e+004*t-3.2e+004;int(12*60*60*V,t,0,24)t=1:24;V=0.0018*t.^6-0.365*t.^5+24.29*t.^4-582.92*t.^3+2866*t.^2+35340*t+24000;plot(t,V);title('时光与排沙量关系图')t=1:24;v=0.13*t.^3-14*t.^2+2.4e+002*t+1.5e+003;V= 95*t.^3-5.5e+003*t.^2+7.7e+004*t-3.2e+004;plot(v,V,'.');title('整顿图')figure;t=1:9;v=0.13*t.^3-14*t.^2+2.4e+002*t+1.5e+003;V= 95*t.^3-5.5e+003*t.^2+7.7e+004*t-3.2e+004; plot(v,V,'.');title('前半段图')figure;t=10:24;v=0.13*t.^3-14*t.^2+2.4e+002*t+1.5e+003;V= 95*t.^3-5.5e+003*t.^2+7.7e+004*t-3.2e+004; plot(v,V,'.');title('后半段图')。
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小浪底水库的泥沙问题(一)
摘要：通过分析小浪底水库泥沙观测手段及观测成果，结合水库这几年的调度运用情况，文中就水库泥沙淤积的观测方法、泥沙淤积层的确定、排沙洞运用、淤积量比较以及泥沙淤积形态共5个方面的问题进行了分析和探讨
关键词：泥沙泥沙淤积层泥浆层小浪底水库
1前言黄河是一条举世瞩目的多沙河流，小浪底水库承接来自黄河三门峡及小浪底库区的全部来沙量，泥沙淤积将是水库运用面临的突出问题之一。
加强对水库水文泥沙测验及泥沙调度运用，控制库区泥沙冲淤变化，关系到小浪底水库的使用寿命及社会与经济效益发挥，因此，小浪底水库的泥沙问题备受国内外水利专家的关注。
小浪底库区泥沙淤积测验常设断面174个，其中干流布设56个，左岸21条支流布设65个，右岸19条支流布设53个。
根据设计要求，干流上的断面在高程275m以上左、右岸埋设端点桩、控制桩各1个，在高程250m以下各埋设地形桩1个；支流上部分较窄断面，左、右岸埋设端点桩、控制桩各1个，而地形桩则视具体情况酌情埋设，同时，为找桩定线的方便，在端点桩附近加埋了指示桩。
小浪底水库蓄水至275m时，形成东西长130km，南北宽300～3000m的狭长水域，断面法实测总库容为126.5亿m3，其中，支流库容占总库容的41.1%。
通过近几年的泥沙淤积观测，结合枢纽近几年来的调度运用情况，这里对小浪底水库的泥沙问题进行了初步的分析与探讨。
2水库泥沙运用的设计原则按小浪底
水库泥沙运用的设计思想，小浪底水库泥沙运用应遵循的主要原则是：（1）拦粗排细，且初期以拦沙运用为主。
（2）采用蓄清排浑运用方式，利用水库75.5亿m3的拦沙库容和10.5亿m3的调水调沙库容，在50年运用期内相当于约25年内下游河床不再抬升。
3蓄水四年来水库泥沙冲淤情况通过对下闸蓄水4年来水库泥沙淤积观测资料的整编，我们得到：（1）蓄水后第一年即2000年，水库入库沙量3.61亿t，出库沙量0.042亿t，排沙比仅为1.2%。
（2）蓄水后第二年即2001年，水库入库沙量2.94亿t，出库沙量0.29亿t，排沙比为9.9%。
（3）蓄水后第三年即2002年，水库入库沙量2.71亿t，出库沙量0.634亿t，排沙比为23.4%。
（4）蓄水后第四年即2003年，水库入库沙量7.10亿t，出库沙量1.07亿t，排沙比为15.1%。
在泥沙淤积形态方面，从2003年12月的观测结果看，回水末端的淤积三角洲其顶点位置大约在距坝74.5km处，较汛前的顶点上延了26.8km，其顶点高程为244.9m。
洲面段在距坝74.5km~113.1km之间，前坡段延伸到距坝49.6km，形成了一个长达63.5km的淤积三角洲。
洲面段和前坡段的比降分别为0.28‰和1.43‰。
通过计算，该三角洲泥沙淤积量为3.23亿m3，占2003年水库干流淤积量的93.3%。
在淤积泥沙的颗粒组成上，测验范围内淤积泥沙的粒径普遍较细，d50一般在0.004~0.016m之间，属于粉沙类。
2003年汛后观测结果显示，在距坝40.9km以下，淤积泥沙其d50在0.004~0.008mm
之间，属极细的粉沙类。