內容簡介
《三門峽水庫水沙數學模型研究及
封面目錄
前言第一章 三門峽水庫基本情況及庫區演變特點
第一節 三門峽水利樞紐基本情況
第二節 水庫來水來沙特點
第三節 庫區沖淤分布及不同運用水位對庫區淤積的影響
第四節 潼關以下庫區汛期排沙規律分析
第五節 水庫不同運用期潼關高程演變特點
第六節 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 黃河水沙數學模型發展概況
第二節 三門峽水庫一維水沙數學模型
第三節 關鍵技術問題處理
第四節 三門峽水庫水沙模型的率定與驗證
第三章 三門峽水庫汛期發電試驗運用方式的研究
第一節 三門峽水庫汛期調度基本特點
第二節 三門峽水庫調度運用方案
第三節 不同運用方案計算成果分析
第四節 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 問題提出與研究任務
第二節 三門峽水庫不同運用方案計算
第三節 主要結論與認識
第五章 利用數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 問題提出與研究任務
第二節 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 主要結論與認識
第六章 北洛河改道入黃效果數學模型分析計算
第一節 問題提出與研究內容
第二節 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 主要結論
第七章 黃河淤區數學模型的研究及其套用
第一節 問題提出與研究內容
第二節 淤區水沙數學模型的驗證
第三節 淤區運用方式計算結果分析
第四節 淤區數學模型改進及率定
第五節 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 概述
第二節 潼關河床高程沖淤演變特點
第三節 潼關高程升降基本規律及發展趨勢
第四節 近期潼關高程居高不下原因分析
第五節 渭河下游近期來水來沙特點
第六節 渭河下遊河道沖淤情況
第七節 近期渭河下遊河道淤積對防洪的影響
第八節 潼關高程對渭河下遊河道演變的影響
第九節 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 潼關河段疏浚的措施和目標
第二節 疏浚河段
第三節 潼關河段清淤時機
第四節 潼關河段疏浚泥沙數量的預估
第五節 潼關河段清淤效果的初步分析
第六節 結論
第十章 射流水力沖淤模型設計
第一節 引言
第二節 模型試驗的目的和任務
第三節 河道天然狀況
第四節 野外射流沖淤試驗設備概況
第五節 模型試驗的總體考慮
第六節 模型相似基本準則
第七節 模型比尺計算與選擇
第八節 原型量與模型量計算
第九節 試驗設備規模
第十節 射流水力沖淤模型試驗初步試驗結果
第十一節 結論
第十一章 潼關河段清淤效果的初步研究
第一節 1996年洪水基本概況
第二節 用實測資料分析潼關河段清淤對洪水沖刷的作用
第三節 用水沙數學模型計算潼關河段清淤對洪水沖刷的作用
第四節 主要結論與建議
前言
三門峽水利樞紐是黃河幹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％；控制了黃河幹流三個洪水來源區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，由於水庫泥沙淤積問題突出，引發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整和改善，先後經歷了蓄水攔沙、滯洪排沙、蓄清排渾三個時期。自水庫採用蓄清排渾調水調沙控制運用方式以來，水庫配合防洪、防凌、灌溉、供水、發電等綜合利用進行水沙調節，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範圍內基本上保持了穩定，控制了淤積上延，對於黃河下遊河道淤積並沒有產生不利影響。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、黃河幹流新建水庫（如萬家寨、小浪底等水庫）的陸續投運、沿黃工農業用水量的增加和全河水量調度的實施，三門峽水庫運用條件發生了很大變化。據對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、工農業耗水量不斷增加、龍羊峽水庫和劉家峽水庫的調節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。由於汛期和洪水期水量減少，河道水流輸沙能力大幅度下降，非汛期淤在主槽中的泥沙靠沿程沖刷和溯源沖刷已不能將潼關附近河段的淤積物全部沖刷出庫，無法使潼關以下庫區在年內達到沖淤平衡，出現累積性淤積。受淤積上延作用，潼關高程緩慢上升，並引發了許多新的問題。這不僅影響三門峽樞紐綜合效益的發揮，而且直接影響三門峽庫區的防洪安全。作者長期從事三門峽水庫庫區河床演變和水庫運用方式的研究工作，針對三門峽水庫運用方式的調整、潼關高程抬升對渭河下游防洪的影響以及降低或控制潼關高程措施等水庫泥沙問題，近十多年來系統開展了三門峽水庫水沙數學模型、水庫河床演變機理的研究。20世紀90年代初在清華大學水利系攻讀碩士研究生期間，在張仁教授的悉心指導下，研發了黃河中游一維水沙數學模型，在此
基礎上承擔和完成了“八五”國家重點科技攻關項目專題“攔減粗泥沙對黃河中下遊河道的影響”的子專題“黃河中游一維水沙數學模型研究與套用”的研究工作；為了應對黃河水沙條件的變化，在90年代還開展了三門峽水庫水電站汛期發電試驗研究工作，對三門峽水庫的運用指標進行調整，提出：在基本保持潼關以下庫區沖淤平衡和潼關高程穩定的前提下，主要應根據汛期入庫水沙特性，進行科學調度，避免高含沙量時期發電，在較低含沙量時實行適度提高水位發電與間歇性降低水位排沙相結合，利用近壩段槽庫容作沖洗式沉沙池調節發電，儘量發揮水庫的綜合作用。
精彩書摘
第一章 三門峽水庫基本情況及庫區演變特點第一節 三門峽水利樞紐基本情況一、樞紐工程規劃設計黃河以其含沙量高、難以治理而聞名於世。1955年第一屆全國人民代表大會通過了《黃河綜合利用規劃技術經濟報告》，確定三門峽水利樞紐為第一批重點工程，計畫通過黃河中游水土保持和三門峽水庫大庫容攔洪作用，儘快解決黃河下游防洪、淤積問題。三門峽水利樞紐是黃河幹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％；控制了黃河幹流三個洪水來源區中的兩個，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託蘇聯電站部水電設計院列寧格勒分院設計，其餘項目由國內承擔。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“分期修築、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，壩頂澆築高程353m，相應庫容354億m3。三門峽水庫遇1000年一遇設計洪水時，設計洪水位為335m，相應庫容96.4億m3，同時決定按335m高程線移民。初期運用後為確保陝西省西安市的安全和減少庫區淹沒
、淤積損失，不再進行樞紐工程大壩第二期工程。二、樞紐工程建設及增建、改建三門峽水利樞紐工程於1957年4月13日正式開工，1958年11月25日實現截流，1961年4月大壩全斷面修建至第一期壩頂設計高程353m，主體工程基本竣工。1960年9月，三門峽水庫開始進行蓄水攔沙運用，由於泥沙淤積嚴重，庫容損失過快，淤積上延，支流渭河行洪不暢，嚴重威脅到渭河下游防洪和西安市的安全，1962年3月決定將水庫運用方式改為滯洪排沙運用。1964年決定對樞紐工程進行第一次改建，也稱增建“兩洞四管”工程，即在大壩的左岸增建兩條隧洞並改建四條原建的發電引水鋼管為泄流排沙鋼管。1966年7月～1968年8月“兩洞四管”相繼投運。
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