福建闽江水口枢纽坝下水位治理工程方案研究

分析福建水口水电站枢纽下游河道变化情况,介绍解决枯水期通航及机组稳定运行问题的坝下水位治理工程设计方案.     

枢纽下游河床极限冲刷及水位降落研究进展

天然河流修建枢纽后,上游来沙将在枢纽形成的水库内淤积,出库沙量锐减,下游河道因受枢纽下泄清水的冲刷而发生一系列变化。特别是对于沙质和沙卵石河床,随着下泄清水的冲刷,河床随之出现了相应的再造床过程。枢纽清水下泄引起下游河床下切、水位下降问题是枢纽设计及航道整治中的重点和难点。由于河段来水来沙条件、枢纽调度方式、坝下河床断面型态、河床质组成及覆盖层厚度等不同,坝下形成的冲刷幅度、稳定冲刷层及冲刷范围等各不相同,坝下水位降落幅度也不尽相同,而河床质组成是影响河床极限冲刷的主要因素。文章从不同河床质组成出发,分别对枢纽下游河床极限冲刷以及水位下降研究成果进行了总结,并对各种计算方法进行了简要的评述。     

松花江大顶子山航电枢纽坝下冲刷深度及水位降落研究

利用长河段一维数学模型,预报了大顶子山航电枢纽在运行不同时期后的冲刷深度及水位降落情况。结合近坝段河床防护措施,确定了大顶子山枢纽下游最低通航流量、相应的下游最低通航水位、枢纽船闸的门槛最小水深以及船闸下闸首底槛的高程。     

枢纽下游水位降落问题探讨

根据有关文献报道,对国内外部分已建枢纽坝下河床调整及水位降落情况进行了综述。分析了影响河床调整的主要因素以及河床调整与水位降落的关系,提出了防止水位降落影响通航水流条件的治理措施。     

艳洲枢纽下游设计最低通航水位论证

随着澧水尾闾航道项目的逐步实施,澧水下游河道水位及流量有较大变化。其枯水流量因三峡枢纽及上游两大水库的调蓄济枯作用呈增加趋势,但枯水水位呈略微下降趋势,津市水文站水位流量关系也出现了下降。为确定澧水末端梯级艳洲枢纽船闸下游最低通航水位,采用计算枯水期水面比降等方法,结合航道整治及采砂活动等情况分析上述现象产生的原因及主要变化趋势。提出一种确定艳洲枢纽下游近期及远期最低通航水位的方法,论证其预留远期水位下降值的合理性。     

长洲枢纽下游人工节埂防冲措施研究

针对长洲水利枢纽建成后,下游河床冲刷引起的枯水位下降,可能导致枯水期船闸下闸首门槛水深不足的问题,应用二维悬移质泥沙数学模型对枢纽建成后下游河床的冲刷下切及枯水期水位降落情况进行预测,结合当地的河床形态及地质条件,提出在坝下河道布置一系列的护底工程,形成不连续的人工控制节埂的防冲措施,以达到抑制河床冲刷、抬高近坝段枯水水位的目的。研究表明:通过在长洲枢纽下游河道合理布置人工节埂,可以有效地抑制下游河床冲刷,减小坝下枯水水位的下降值。     

长洲枢纽下游近坝段河道考虑河床粗化的冲刷模拟研究

西江长洲枢纽建成后,由于水库拦截泥沙,将使下游河床发生沿程冲刷,尤其是枯水期水位下降,影响下游通航.预测长洲枢纽建成运行后设计通航流量时坝下水位的下降.在有泥沙下泄的情况下,尝试采用粗化理论来考虑河床组成在冲刷过程中的变化,计算坝下河床在多年冲刷后的水位下降情况,并分析运用粗化方法的合理性.同时与不考虑粗化作用情况下的水位下降值进行了比较,分析在下游河道有基岩出露的情况下河床粗化作用对水位下降的影响,并提出了关于减小坝下水位下降整治措施的新设想.     

梯级枢纽调控下西江干线末端航道设计水位推算

长洲枢纽坝下—界首河段位于西江航运干线广西境内末端,其上游已建或规划建设多座梯级枢纽,该河段河床受到清水冲刷,加之人为无序采砂,河床下切明显。配合贵港至梧州3 000 t级航道工程建设,现状条件下航道设计水位已较前期工可阶段有明显下降。为了保证贵梧3 000 t级航道工程的建设,文章采用长洲枢纽运行后实测地形、水文实测资料,对长洲枢纽坝下—界首河段设计水位进行重新推求,并根据推求结果提出贵梧3 000 t级(长洲坝下—界首)河段航道设计水位应充分考虑长洲水利枢纽运行导致的河床下切以及航道整治开挖为3 000 t级航道共同影响引起的枯水期水位备降值。     

长洲枢纽下游河床下切水位下降原因分析

近年来,长洲枢纽下游航道水位实测值呈现下降趋势,与原航道水位设计值不符。通过收集该河道的水文资料对河床演变原因进行分析。结果表明:上游来水来沙对枢纽下游河床的影响、下游河道过度采砂、河流梯级开发及水利枢纽建设以及航道整治建筑物的修建等是导致长洲枢纽下游河床下切水位下降的原因。结合该处具体情况,提出控制枢纽下游河道过度采砂、采用限制性整治措施以及加强河道断面检测的改善措施,为确保长洲枢纽下游航道的正常通航提供技术支撑。     

再论航道整治线宽度与整治水位的确定

在“河床断面法”的基础上提出进一步绘制整治水位与整治线宽度关系曲线的方法,简称B-Z曲线,从而得到整治线宽度与整治水位的相关关系,以求二者的统一.此方法体现了航道整治线宽度与整治水位的统一的互补关系,改变了以往研究中二者分别确定的模式.尤其是在人类活动对通航河流影响较大的今天,该方法具有明显的优点.     

水口坝下水位治理工程施工期通航研究

水口坝下水位治理工程施工期为3.5 a。为了解决施工期通航问题,针对施工河段的通航条件和水位治理枢纽布置情况,通过理论分析和模型试验,提出了航道疏浚清淤、炸礁除障与电站科学调度相结合的通航确保措施。结果明,二期围堰与四期围堰施工期间,两个枯水季节的部分时段的通航保证率较低;其余施工时间内,施工河段的通航保证率均达85%以上,提出的通航确保措施实现了水口坝下水位治理工程施工期间闽江航运的畅通。     

安康枢纽回水变动区重点碍航浅滩航道整治研究

针对安康枢纽回水变动区重点碍航浅滩段的河道特点,分析了柏果滩至雁子石滩河段在上下游枢纽运行前后的水文变化。采用定床水流河工物理模型的研究手段,研究了不受枢纽调节影响的天然状态水流特点和碍航因素。依据枯水期浅滩局部通航水深不足、水面比降较大等碍航因素,结合回水变动区航道整治原则,确定了相应的整治方案。通过一系列优化措施,使河段航道通航水流条件达到了Ⅵ级航道通航标准。     

松花江大顶子山航电枢纽船闸平面布置研究

根据模型试验成果,从泄流能力和船闸上、下游口门区及连接段通航水流条件等方面,对枢纽不同布置方案进行分析和比较,提出了满足枢纽泄流能力和船舶(队)安全航行的枢纽布置方案。     

汉江崔家营航电枢纽泄水闸布置方案的优化

通过模型试验研究,得出了崔家营航电枢纽运行中的2个重要指标(正常蓄水位、最高通航流量)。对枢纽设计第Ⅰ方案中的泄水闸布置方案进行了修改,并得出推荐方案。     

韩江上游(梅江、汀江)航道整治工程试验研究

韩江上游梅江蓬辣滩、汀江青溪两日调节枢纽坝下游河道,由于电站无基流下泄,只能利用发电流量通航。该河段来水来沙条件复杂,为达到V(3)航道,因而需通过定床物理模型试验进行航道整治研究。利用恒定流验证非恒定流的方法,对模型进行了验证。然后,针对特殊来流条件下碍航特点提出整治方案,研究表明工程效果良好,且长河段全线挖槽和筑坝对水位的影响很少。这一研究为类似枢纽坝下通航提供参考。     

大顶子山航电枢纽变动回水区航道整治试验研究

大顶子山航电枢纽变动回水区河段年际、年内来水及来沙不均。定床模型试验提出了变动回水区河段航道以整治为主、疏浚为辅的整治原则,整治建筑物高度丁坝取0.5 m,锁坝取1.2 m;变动回水区上段整治线宽度取300 m,下段取200 m。经动床模型多方案试验比较,推荐方案满足III级航道标准,但变动回水区上段产生累计性淤积,河床普遍发生淤积抬高现象,使航深变浅,航行条件恶化,若要达到III级航道标准(航深1.7 m×航宽70 m×弯曲半径500 m)约10 a时间进行清淤。     

长江中游新洲—九江河段航道治理思路探讨

通过分析长江中游新洲—九江河段碍航特性以及河床演变特征,确定了上下兼顾、系统整治、固滩守槽、调控结合的航道整治原则。进而提出采取修建整治建筑物的措施,稳定徐家湾边滩,限制新洲水道上深槽右摆和沿岸槽的发展,归顺浅区水流,恢复并抬高九江水道上浅区鳊鱼滩头部滩体,抑制左汊发展,稳定过渡段位置,提高浅区的冲刷能力。