《三門峽水庫水沙數(shù)學模型研究及運用》是有關三門峽水庫水沙數(shù)學模型、水庫運用方式、潼關高程演變規(guī)律以及庫區(qū)河道泥沙問題的最新研究成果,主要內(nèi)容包括三門峽水庫運用基本概況及水庫河床演變特性;三門峽水庫水沙數(shù)學模型研究及應用;潼關高程控制及三門峽水庫運用方式的研究;潼關高程升降對渭河下游河道沖淤影響的研究;潼關河段清淤關鍵技術的研究;射流水力沖刷試驗研究;北洛河改道入黃的效果分析;黃河小北干流放淤試驗數(shù)學模型的研究與應用。
《三門峽水庫水沙數(shù)學模型研究及運用》可供水利研究人員使用,也可供相關水利工作者參考。
三門峽水利樞紐是黃河干流上修建的第一座大型水利樞紐,控制流域面積68.8萬km2,占黃河流域總面積的91.5%;控制了黃河干流三個洪水來源區(qū)中的兩個和黃河來水量的89%。工程自1960年9月15日正式蓄水運用以來,由于水庫泥沙淤積問題突出,引發(fā)了樞紐工程的增建和改建。與此同時,水庫運用方式也逐步得到調(diào)整和改善,先后經(jīng)歷了蓄水攔沙、滯洪排沙、蓄清排渾三個時期。自水庫采用蓄清排渾調(diào)水調(diào)沙控制運用方式以來,水庫配合防洪、防凌、灌溉、供水、發(fā)電等綜合利用進行水沙調(diào)節(jié),不僅保持了335m以下約58億m3的庫容,而且潼關高程在一定變幅范圍內(nèi)基本上保持了穩(wěn)定,控制了淤積上延,對于黃河下游河道淤積并沒有產(chǎn)生不利影響。實際資料表明,工程改建達到了預期效果,充分發(fā)揮了水庫的綜合效益,這為我國在多泥沙河流上修建工程、控制水沙、除害興利摸索了一條途徑。
20世紀80年代末以來,隨著樞紐工程泄流設施和泄流能力的變化以及流域降雨量的逐漸減少、黃河干流新建水庫(如萬家寨、小浪底等水庫)的陸續(xù)投運、沿黃工農(nóng)業(yè)用水量的增加和全河水量調(diào)度的實施,三門峽水庫運用條件發(fā)生了很大變化。據(jù)對1919~1998年實測水沙資料分析,進入70年代以來水量、沙量都有較大幅度減少,尤其是進入90年代以來減少更大,水量較70年代減少近100億m3,目前在200億m3左右,沙量較30~60年代減少約50%,即8億t左右,這主要是降雨量偏少、工農(nóng)業(yè)耗水量不斷增加、龍羊峽水庫和劉家峽水庫的調(diào)節(jié)以及水利水保工程攔減一定的水沙等多種因素作用的結果。
前言
第一章 三門峽水庫基本情況及庫區(qū)演變特點
第一節(jié) 三門峽水利樞紐基本情況
第二節(jié) 水庫來水來沙特點
第三節(jié) 庫區(qū)沖淤分布及不同運用水位對庫區(qū)淤積的影響
第四節(jié) 潼關以下庫區(qū)汛期排沙規(guī)律分析
第五節(jié) 水庫不同運用期潼關高程演變特點
第六節(jié) 主要結論
第二章 三門峽水庫一維水沙模型研究及其率定與驗證
第一節(jié) 黃河水沙數(shù)學模型發(fā)展概況
第二節(jié) 三門峽水庫一維水沙數(shù)學模型
第三節(jié) 關鍵技術問題處理
第四節(jié) 三門峽水庫水沙模型的率定與驗證
第三章 三門峽水庫汛期發(fā)電試驗運用方式的研究
第一節(jié) 三門峽水庫汛期調(diào)度基本特點
第二節(jié) 三門峽水庫調(diào)度運用方案
第三節(jié) 不同運用方案計算成果分析
第四節(jié) 三門峽水庫運用指標的確定
第四章 黃河三門峽水庫運用方式及其影響的研究
第一節(jié) 問題提出與研究任務
第二節(jié) 三門峽水庫不同運用方案計算
第三節(jié) 主要結論與認識
第五章 利用數(shù)學模型研究不同控制潼關高程對渭河下游沖淤的影響
第一節(jié) 問題提出與研究任務
第二節(jié) 不同控制潼關高程對渭河下游沖淤影響的分析計算
第三節(jié) 主要結論與認識
第六章 北洛河改道入黃效果數(shù)學模型分析計算
第一節(jié) 問題提出與研究內(nèi)容
第二節(jié) 北洛河改道入黃對渭河下游減淤及潼關高程的影響
第三節(jié) 主要結論
第七章 黃河淤區(qū)數(shù)學模型的研究及其應用
第一節(jié) 問題提出與研究內(nèi)容
第二節(jié) 淤區(qū)水沙數(shù)學模型的驗證
第三節(jié) 淤區(qū)運用方式計算結果分析
第四節(jié) 淤區(qū)數(shù)學模型改進及率定
第五節(jié) 主要結論與建議
第八章 三門峽水庫潼關高程演變對渭河防洪的影響及其對策研究
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 潼關河床高程沖淤演變特點
第三節(jié) 潼關高程升降基本規(guī)律及發(fā)展趨勢
第四節(jié) 近期潼關高程居高不下原因分析
第五節(jié) 渭河下游近期來水來沙特點
第六節(jié) 渭河下游河道沖淤情況
第七節(jié) 近期渭河下游河道淤積對防洪的影響
第八節(jié) 潼關高程對渭河下游河道演變的影響
第九節(jié) 結論
第九章 黃河三門峽水庫潼關河段疏浚技術分析
第一節(jié) 潼關河段疏浚的措施和目標
第二節(jié) 疏浚河段
第三節(jié) 潼關河段清淤時機
第四節(jié) 潼關河段疏浚泥沙數(shù)量的預估
第五節(jié) 潼關河段清淤效果的初步分析
第六節(jié) 結論
第十章 射流水力沖淤模型設計
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 模型試驗的目的和任務
第三節(jié) 河道天然狀況
第四節(jié) 野外射流沖淤試驗設備概況
第五節(jié) 模型試驗的總體考慮
第六節(jié) 模型相似基本準則
第七節(jié) 模型比尺計算與選擇
第八節(jié) 原型量與模型量計算
第九節(jié) 試驗設備規(guī)模
第十節(jié) 射流水力沖淤模型試驗初步試驗結果
第十一節(jié) 結論
第十一章 潼關河段清淤效果的初步研究
第一節(jié) 1996年洪水基本概況
第二節(jié) 用實測資料分析潼關河段清淤對洪水沖刷的作用
第三節(jié) 用水沙數(shù)學模型計算潼關河段清淤對洪水沖刷的作用
第四節(jié) 主要結論與建議
參考文獻
第一章 三門峽水庫基本情況及庫區(qū)演變特點
第一節(jié) 三門峽水利樞紐基本情況
一、樞紐工程規(guī)劃設計
黃河以其含沙量高、難以治理而聞名于世。1955年第一屆全國人民代表大會通過了《黃河綜合利用規(guī)劃技術經(jīng)濟報告》,確定三門峽水利樞紐為第一批重點工程,計劃通過黃河中游水土保持和三門峽水庫大庫容攔洪作用,盡快解決黃河下游防洪、淤積問題。
三門峽水利樞紐是黃河干流上修建的第一座大型水利樞紐,控制流域面積68.8萬km2,占黃河流域總面積的91.5%;控制了黃河干流三個洪水來源區(qū)中的兩個,占黃河總來水量的89%。三門峽水利樞紐工程大壩和水電站委托蘇聯(lián)電站部水電設計院列寧格勒分院設計,其余項目由國內(nèi)承擔。原設計指標為:將1000年一遇洪峰削減至黃河下游堤防安全泄量6000m3/s,電站裝機116萬kW,設計正常高水位360m,總庫容647億m3,淹沒耕地325萬畝,移民87萬人。
工程設計按“分期修筑、分期移民、分期抬高水位運用”進行。第一期工程按正常高水位350m施工,運用水位340m,壩頂澆筑高程353m,相應庫容354億m3。