三峡枢纽运行对坝下港口的影响及对策研究

<正>三峡水库蓄水后,由于大量泥沙被拦蓄,出库含沙量大大减少,清水下泄导致葛洲坝下游河道发生新一轮长距离冲刷,水库运用若干年后,下游河道冲刷才基本平衡。由于河床下切,宜昌至城陵     

三峡蓄水后芦家河河段演变分析

三峡水库蓄水运用后,下游河段发生河流再造床过程,河床进行冲淤调整.基于芦家河河段三峡蓄水后2003-2008年原型观测资料,分析了蓄水后该河段的冲淤变化情况.结果表明该河段在三峡蓄水后总体处于冲刷状态,石泓较之沙泓冲刷严重,碛坝尾部大范围冲刷,这对河段沙石泓分流比产生较大影响,进而影响航道.本河段有些部位抗冲刷能力强,冲刷下切并不明显,这可作为宜昌枯水位在三峡水库蓄水运用后没有大幅度下降的因素之一.     

河道平面二维泥沙数学模型

为了研究水库下游河道冲刷及由此而引起的对防洪、航运等造成的影响,本文给出了非均匀沙的平面二维动床数学模型,模型中考虑了悬移质不饱和输移、非均匀沙推移质输移及床沙级配的调整,利用ADI法对水流泥沙方程进行数值离散。利用该模型模拟了葛洲坝下游枝城至枝江河段涨水期淤积和落水期冲刷过程,冲淤量及冲淤部位跟实测值吻合较好。     

汉江兴隆至新泗港河段河道演变及浅滩碍航机理分析

丹江口水库蓄水运用以后，下游河段来水来沙发生改变，引发兴隆以下（特别是兴隆至新泗港河段）的河流再造床过程，河床发生了冲刷调整。文章基于对该河段建库以后原型观测资料，分析了兴隆至新泗港这一宽浅弯道段河道的冲淤变化情况，并结合本河段的水流泥沙运动特性，阐述了该河段浅滩碍航机理。结论表明，兴隆至新泗港河段由于河道断面宽浅，河床可动性强，使得河段内洲滩年内年际间变化大，航道条件较差，特别是丹江口水库运行以后该河段发生了较大强度的冲刷，目前冲刷仍在继续，但冲刷强度已有所减弱；河段浅滩碍航与汛后退水快慢有关，退水较快则发生碍航，退水较慢则不会碍航。     

水库优化调度与黄河下游河道的健康发展

近年来,黄河下游通过水库或水库群的合理调度运用,使河道过流能力不断提高,有效遏制了河床的淤积抬高,调整理顺河势,塑造并维持中水河槽。随着经济的不断发展,沿河引用水不断增加,这样用来调水调沙的水量逐年减少,用来冲刷下游河道的洪峰流量的减小,洪水造床作用减弱。为此,水库优化调度对黄河下游河道的健康发展显得尤为重要。     

武汉河段鲇鱼套港区近期冲淤演变分析

三峡水库蓄水运用以后,下游河段来水来沙发生改变,河床发生了冲淤调整.基于该河段建库后原型观测资料,分析了近期鲇鱼套港区河道的冲淤变化情况,并结合本河段的水流泥沙特性,阐述了该河段的演变机理.分析计算表明:本河段河势基本稳定,受清水下泄影响,整个河段包括鲇鱼套港区以冲刷为主;受潜洲尾部淤长影响,武昌深槽头部有所淤积后退;鲇鱼套港区潜洲右槽部分河槽被冲刷挤压,断面形态有窄深化趋势,如果遇到大水年潜洲尾部的淤长势必影响港区的顺利通航及航行安全.     

水库下游河道冲刷的数值预报

本文以丹江口水库下游河道冲刷为例,简述了水库下游河道冲刷数学模型及验证情况,对计算中经常遇到的有关问题提出了处理方法。预报了1988年至2000年以及2001年实施南水北调中线调水工程后丹江口水库坝下黄家港至河口(汉川)河床冲淤、水位降落等。     

新干枢纽下游河床冲淤及航道条件变化计算

根据赣江流域规划,在赣江下游三湖镇河段规划兴建新干航电枢纽,枢纽建成后坝下游的河床冲淤及水位变化需要进行预测研究。建立了坝址至南昌118 km长河段的一维水沙数学模型,计算了拟建新干枢纽坝下河道河床下切与水位下降情况。结果表明:在现状河道条件下,经过6~7个水文年河床调整后,枢纽下游河段河床冲淤接近平衡;经过10个水文年作用后,新干枢纽坝址下游附近河段河床最大冲刷深度为1.76 m,坝址下游附近水位最大下降值为1.56 m。分析了河床调整后坝址至南昌河段航道条件的变化。     

河床边界条件改变对强约束型分汊河道冲刷调整的影响

通过实测资料分析的方法,以宜都河道为例,研究了水库蓄水后强约束型分汉河道的冲刷调整规律.在此基础上,进而通过概化模型试验,研究强约束性分汊河道中,河床边界条件的变化对分汊河道水流运动和冲刷调整规律的影响.研究表明:1)由于水库蓄水后河床发生剧烈的冲刷调整,将导致河道河床边界条件特别是两汊高程差的变化,分流格局随之改变;2)河道边界条件发生变化,水流动力轴线可以由稳定于一汊转化为两汉交替,其冲刷调整形式也从一汉冲刷占优转化为两汊冲刷交替占优;3)分汊河道在水库蓄水初期的剧烈调整过程及其河床边界条件的变化一定程度上影响着分汊河道的发展趋势,要充分认识分汊河道在水库蓄水初期剧烈调整过程中所可能出现的问题,引导其朝好的方向发展.     

三峡水库蓄水后的葛洲坝近坝河段通航管理

水库蓄水后,由于出库推移质数量减少,下泄清水又具有富裕的挟沙能力,过坝后转为对下游河床的强烈冲刷,引起下切变形,使河床断面加大,同流量下水位有不同程度的降低,从而使既有航道、港口、取水等工程设施无法满足设定的使用要求。国内一些水利枢纽,如汉江上的丹江口、闽江水口、赣江万安等,建设中未考虑筑坝蓄水后河床下切变形影响或有考虑但取值不当,水库运用后航运不畅,原本通航河流成为季节性通航甚至航运中断。三峡水库蓄水至死水位饱和前,泥沙下泄数量明显减少,葛洲坝枢纽以下水沙含量将长期处于不饱和状态,对长江中下游河床产生长距离冲刷。枯水期,宜昌至城陵矶河段航运受到不同程度的影响,枝城芦家河航道还将成为新的急流滩,葛洲坝至下游宜昌市镇川门近坝河段将成为长江航运关键性控制河段,由此产生复杂的管理问题。     

西江四滩河段近10年河床变形与成因分析*

基于2004—2014年西江四滩河段10年实测地形资料,采用Kring插值方法及数理统计的方法,分析该河段近10年的演变,阐明其冲淤变化特征;分析上游来水沙变化和航道整治工程对河道演变影响。研究表明：2004—2014年,四滩河段河床整体处于冲刷下切态势,2007—2013年是冲刷剧烈期;分析认为,导致2004—2014年河床总体下切的主要原因是建库蓄水拦砂为主因的上游年平均含沙量和年输沙量持续大幅度的减少;长洲枢纽2007年起拦砂泄清及航道整治工程是研究河段整治线范围内河槽2007—2013年冲刷剧烈的主要原因;河床下切导致四滩河段最低通航保证流量下水位下降明显,但航道水深有所增加。     

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。     

卡口河道河床演变规律初探--以澜沧江曼厅河段为例

以澜沧江曼厅卡口河段为例,通过概化定床河工模型和动床河工模型试验,探讨了卡口河道的平面形态,水流特征及河床演变规律.得出以下结论(1)卡口河道的水面线是折线型曲线;(2)河床演变具有洪冲枯淤、涨淤落冲、上冲下淤等变动回水区河道的特性;(3)卡口河道涨水变形小、落水时会形成横向切割冲刷水流,导致边滩、河岸倒塌拓宽,形成多汊道浅滩、散乱浅滩或游荡性浅滩等.     

定期冲洗式沉沙池在微灌系统中的运用

沉沙池可沉降挟沙水流中泥沙颗粒大于设计沉降粒径的悬移质泥沙、降低水流中含沙量。特别是对于微灌系统,由于其灌水器孔径比较小容易被堵塞,所以对水质的要求很高。定期冲洗式沉沙池是一种沉沙与冲洗交替运行连续供水的沉沙池,结构简单,运用可靠,已在莎车县帕克其乡1．9万亩开心果自压滴灌系统中成功运用。     

新疆卡拉贝利水库泥沙淤积一维数学模型研究

新疆南疆地区水库由于建库初期蓄水运行,库容快速淤损,虽然改变了运用方式,库区仍淤积严重。本文以水流运动方程及经过作者修正的泥沙运动方程为基础,同时引入与实测资料相符合的水流协沙力、动床阻力、泥沙级配等计算公式作为补充方程,构造出新疆卡拉贝利水库库区泥沙淤积一维数学模型。然后,采用清华大学一维悬移质不平衡输沙数学模型重新进行了模型分析验证计算。其结果表明,该模型能很好地模拟新疆南疆地区河道的输沙特性及河床变形规律。     

三峡上游建库对重庆河段泥沙淤积的影响

通过平面二维水沙数学模型,对三峡上游建库前后重庆河段的泥沙淤积进行了分析。结果表明,上游无库情况下,由于重庆河段在汛后蓄水期水位壅高,挟沙力下降,原有的汛末走沙规律将受到破坏,将造成水库运用初期的累积性淤积。随着水库运行时间的增长,部分浅滩河段将产生碍航问题。上游建库后,由于上游来水挟沙能力富余,在水库蓄水100年内,重庆河段长江干流呈现冲刷趋势,但支流金沙碛河段的淤积情况和上游无库时差别不大。     

潮流泥沙模型冲淤时间比尺研究

物理模型试验中,由于模型缩尺效应及采用的模型沙与天然沙不一致,导致河床水流时间比尺与河床冲淤时间比尺不一致。因此,在潮流泥沙模型试验中针对不同的研究问题,需要选取不同的冲淤时间比尺。研究表明:以冲刷为主的模型,与以淤积为主的模型时间比尺存在差异;潮汐河段和径流河段冲淤时间比尺的确定存在差别,当河床演变受径潮流共同作用,时间比尺确定的依据根据水流造床作用来判断;风暴潮冲淤时间比尺,主要考虑其水流泥沙输移特性,一般采用冲淤时间比尺等于水流运动时间比尺,而含沙量比尺需作相应的调整。     

河床变形计算方法的若干改进

根据泥沙交换原理 ,对河床变形计算方法进行了若干改进。改进的内容包括 :冲刷条件下悬移质扩散方程的修正 ;非均匀沙水流挟沙能力的确定 ;推移质有效输沙率的确定以及时间和空间计算步长的确定原则等。     

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.     

三峡工程蓄水前后监利站水沙变化分析

随着三峡水库的蓄水运用,清水下泄使坝下游河床受到不同程度的冲刷,江湖关系发生改变,引起水沙特性的改变.对收集到的三峡蓄水前后监利站实测水沙资料进行分析,结果表明:三峡蓄水运用后监利站年平均流量减小,年内汛期流量削减,枯季流量增大,其中主汛期6～9月份平均流量建库后较建库前减少了6％～15％,主汛后10月份和11月份流量...