《多泥沙河流水库泥沙淤积与控制》以河流泥沙基本理论为基础,较为全面的介绍了多沙河流水库泥沙淤积、水库排沙与库区河床形态调整特点与规律,是一本水库泥沙专著。主要内容包括:水库高滩深槽发展与形成、明流排沙和降水冲刷排沙效率、水库纵横剖面调整与控制、以及高含沙洪水对水库河床演变的作用。
《多泥沙河流水库泥沙淤积与控制》可供水利科研、生产、管理工作的科技人员,大专院校相关专业师生阅读参考。
水库修建是开发利用河流的重要手段,其调节径流使水资源利用率提高,也是清洁能源水电的保障。水库泥沙淤积是世界性问题,多泥沙河流水库泥沙淤积更为严重,水库淤积降低了水库兴利作用,控制水库泥沙淤积是水利行业中长期面临的、亟待解决的问题。三门峡水利枢纽是黄河干流上修建的第一座大型水利枢纽,1960年9月蓄水以来,由于水库泥沙淤积和潼关高程问题突出,先后经历了两次枢纽改建和三次运用方式调整。1973年11月水库采用蓄清排浑控制运用以来,基本达到泥沙冲淤平衡,保持了长期有效库容,取得了显著的防洪、防凌、灌溉、供水、发电、减淤等综合效益,也为其他工程修建(如三峡、小浪底等水库)提供了成功的经验。由于环境条件的不断变化,1986年后龙羊峡、刘家峡水库联合调度,加之水资源开发利用水平逐步提高,使三门峡水库的来水来沙条件发生了很大变化,三门峡库区出现累积性淤积,潼关高程持续上升,并引发了许多新问题。1999年10月小浪底水库投入运用,也使三门峡水库运用面临着新的变化,通过深入研究来水来沙变化对库区冲淤的影响,并兼顾上下游、整体与局部利益,2002年11月开始,三门峡水库采用非汛期控制最高蓄水位318m、汛期洪水敞泄运用,之后潼关高程基本稳定。
作者长期从事黄河干流水库库区河床演变和水库运用方式的研究工作,针对三门峡水库运用初期高滩深槽发展与形成特点、蓄清排浑运用后纵剖面调整规律、水库明流输沙特点和降水冲刷主槽形态、潼关高程演变规律、水库群高含沙洪水运移规律、刘家峡水库拦门沙与异重流排沙等水库泥沙问题,近十多年来系统开展了水库泥沙淤积与控制研究。1990年硕士研究生毕业来黄河水利科学研究院工作,1991-1994年跟焦恩泽前辈一起参加了黄河水利委员会科技项目“潼关高程变化规律研究”,之后1996-2005年,在李文学、姜乃迁两位博士的带领下,与张原锋、曲少军、梁国亭等完成了“九五”国家重点科技攻关课题黄河中下游河道防洪减淤关键技术研究专题“潼关河段清淤关键技术研究”、黄河水利委员会立项开展的“1998-2002年黄河潼关河段清淤工程”项目、水利部重点项目“潼关高程控制及三门峡水库运用方式研究”和“2003~2005年三门峡水库非汛期运用控制水位原型试验及效果分析”。在此基础上承担和完成了“十一五”国家重点科技攻关课题黄河中下游水沙调控关键技术研究专题“小浪底水库明流排沙和降水冲刷关键技术研究”、“十二五”国家重点科技攻关课题黄河中下游高含沙洪水调控关键技术研究专题“黄河中游水库群高含沙洪水运移规律及控制指标”、水利部公益性行业科研专项经费项目“基于龙刘水库的上游水库群调控方式优化研究”中刘家峡水库冲淤及排沙特性研究专题和陕西省江河库区管理局科研项目“陕西省渭河流域大中型水库联合调度(枯水期)研究”。同时,带领年轻人完成了黄河水利科学研究院基本科研业务经费资助项目“三门峡水库高滩深槽发展与形成特性研究”和“三门峡水库纵剖面变化特点研究”。这些项目针对三门峡、小浪底、刘家峡水库不同运用阶段泥沙淤积、水库排沙、洪水对库区河床形态的影响等,开展了深入研究,本书是这些成果的汇集与提炼。
本书内容总结了作者十几年来的研究成果,不仅丰富了水库泥沙、河床演变学的理论研究,而且为充分发挥水库群综合效益、控制水库泥沙淤积提供了生产实践经验和应用理论基础。
全书共分9章,各章编写人员分别为:第1章张翠萍,第2章张翠萍、张超、李艳霞,第3章伊晓燕、胡恬、张翠萍,第4章伊晓燕、张翠萍、许琳娟,第5章李艳霞、张翠萍、缪凤举、伊晓燕,第6章张翠萍、李艳霞、张中杰,第7章张翠萍、张超、胡恬,第8章张翠萍、李艳霞、张中杰、张超,第9章张翠萍、张中杰、张超、许琳娟。全书由张翠萍统稿。
除本书几位主要作者外,李文学、姜乃迁、曲少军、张原锋、张俊华、梁国亭、李勇、刘红宾、林秀芝、王平、张晓华、尚红霞、郑艳爽、申冠卿、侯素珍、田勇、张智、温红云、王勇、张瑞君、白东阳、陈真、刘梓栋、吴明磊、李书国、张艺等也参与了本书相关专题研究、编写或提供了无私的帮助,在此向他们表示真挚的感谢。
在研究工作中,得到治黄老前辈龙毓骞、钱意颖、赵文林、胡一三、焦恩泽、刘月兰教授的关心、帮助和指导,在此表示衷心的感谢。还要感谢我的家人给予我的理解、支持和帮助。
由于水平有限,韦中难免有欠妥和错漏之处,敬请读者批评指正。
前言
第1章 水库淤积概况
1.1 三门峡水库概况及潼关高程变化
1.2 小浪底水库概况
1.3 刘家峡水库概况
第2章 水库明流排沙输沙特点与降水冲刷主槽形态研究
2.1 水库壅水明流排沙特点
2.2 水库明流均匀流特点
2.3 水库降水冲刷分析
2.4 库区悬沙垂线分布及水库泄流建筑物分沙比
2.5 小结
第3章 蓄清排浑期水库纵剖面调整过程及特点
3.1 入库水沙特点及其变化
3.2 三门峡水库运用方式及冲淤特点
3.3 三门峡水库非汛期淤积纵剖面变化特点
3.4 三门峡水库汛期纵剖面变化及影响因素
3.5 小结
第4章 水库高滩深槽发展与形成规律研究
4.1 1964-1973年入库水沙特点及运用水位变化分析
4.2 纵剖面及典型横断面变化特点分析
4.3 库区槽库容变化特点分析
4.4 高滩深槽形成过程及影响因素分析
4.5 小结
第5章 潼关高程演变规律
5.1 潼关高程变化概况
5.2 水库蓄水拦沙期潼关高程变化
5.3 水库滞洪排沙期潼关高程变化分析
5.4 蓄清排浑运用期潼关高程变化规律及影响因素
5.5 小结
第6章 三门峡运用方式调整后2003年效应分析
6.1 三门峡运用方式调整的缘由与实施措施
6.2 入库水沙特征
6.3 水库运用与库区冲淤特性
6.4 水库非汛期蓄水运用回水影响范围和淤积末端分析
6.5 溯源冲刷和沿程冲刷的发展
6.6 三门峡水库降低库水位对库周引水和库周生态影响
6.7 小结
第7章 刘家峡水库冲淤及排沙特性研究
7.1 人出库水沙特点
7.2 水库运用特点
7.3 水库淤积形态发展
7.4 水库排沙特点分析
7.5 小结
第8章 水库群高含沙洪水运移规律
8.1 高含沙洪水组成特点
8.2 三门峡库区高含沙洪水冲淤特点
8.3 小浪底库区高含沙洪水冲淤特点
8.4 三门峡与小浪底水库高含沙洪水排沙关系分析及调控指标
8.5 小结
第9章 陕西省渭河流域大中型水库联合调度(枯水期)研究
9.1 概况
9.2 渭河干流和主要支流水量特点
9.3 大中型水库在枯水调度中的作用分析
9.4 渭河干支流河道枯水演进特点分析
9.5 枯水期生态水量水库调度方案研究
9.6 小结
参考文献