排沙范文10篇

时间:2023-03-28 00:19:15

排沙范文篇1

陕南山区河流来水来沙有别于北方多沙河流,其特点是,含沙量较低,推移质泥沙占的比例大,水资源丰富。数十年来,在陕南山区河流上修建了众多的中小型水库,这些水库为当地工农业生产带来巨大的促进作用,但随着水库蓄水运用时间的增长,水库淤积问题越来越明显,个别水库甚至面临淤满报废的危险。所以对水库排沙运用的要求越来越高。多年来我们在陕南商州市南秦水库和二龙山水库开展了长期的不同形式的水库排沙运用,积累了较丰富的经验,对陕南乃至全国山区中小型水库排沙运用具有重要的推广和参考意义。

2南秦水库排沙运用

南秦水库位于南秦河中下游,距商州市9km,主河长44km。水库总库容1019万m3,其中有效库容490万m3。库区原河床平均比降6.4‰,控制流域面积453km2。水库库区平均宽度仅140m,属于典型的山区河道型水库。水库于1974年5月建成,1977年开始蓄水运用。坝高29m,水库左坝肩设泄洪排沙隧洞,洞径2.5m,进口底坎高程98m(原河床高程95m),平洞流量14m3/s,最大泄量110m3/s。水库多年平均来水量1.62亿m3,平均流量5.14m3/s,常流量1m3/s。多年平均悬移质输沙量53.3万t,根据库区淤积物分析,推悬比为1∶1。汛期6~9月水量和沙量分别占全年的55.4%和92.9%,入库最大含沙量达200kg/m3。南秦水库运行到1979年,库区淤积泥沙121万m3,到1983年,淤积泥沙299万m3,1982年以前库水位较低,平均在110m左右,淤积形态为锥体,有效库容淤损52%,预计水库寿命将在2000年前告终。为了恢复有效库容,延长水库使用寿命,于1984年汛末进行了水库泄空排沙试验,冲走原淤积泥沙100万m3,使库容恢复到1980年水平。通过泄空冲刷,形成了一条延伸至库尾的主槽,近坝段冲刷主槽边岸直立,以大块坍塌的形式向两岸展宽。实践证明泄空排沙效果显著[1,2]。1992年水库淤积量又回升到367万m3。该时期库水位一般在114~116m之间,水库淤积具有三角洲和锥体双重淤积形态。1993年水库再度泄空冲刷,冲走淤积物118万m3,在距坝1.8km以内形成明显的主槽,主槽宽度达到100m左右,滩槽差在4~6m之间。通过1994年淤积测量,部分河段冲刷主槽已发展到两岸,淤积泥沙基本上已全部排出库外,但也有部分河段在岸边留有死滩,这是由于冲刷期来水量偏少,属于枯水年,主汛期平均来流量没有超过5m3/s,最大流量为70m3/s,且次数少历时短。实践证明排沙量与来水量成正比,来水量愈大排沙效益愈好。图1为不同时期库区淤积纵剖面,图2为横断面冲淤形态。水库冲刷时,出库泥沙中有大量的10~50mm的卵石,是库区中部和尾部的推移质淤积物。泄空冲刷使床沙粗化,冲刷后滩槽的床沙组成有非常大的差别,见表1。

南秦水库除采用泄空冲刷外,多年来坚持汛期异重流排沙,平均约排泄40%的入库悬移质泥沙。通过以上两种形式的排沙,南秦水库可以保持70%的库容长期使用。

表1南秦水库库区床沙组成百分数(粒径单位:mm)

BedLoadcompositionofNanqingReservoir

--------------------------------------------------------------------------------

断面

位置

d>75

75<d>50

50<d>20

20<d>10

10<d>5

5<d>2

2<d>1

d<1

--------------------------------------------------------------------------------

P1

滩面

100

冲槽

2.4

2.2

6.2

18.0

71.2

P3

滩面

2.0

98.0

冲槽

2.0

4.2

6.8

24.6

62.4

P5

滩面

4.0

96.0

冲槽

11.0

13.4

13.5

24.5

37.6

P6

滩面

0.4

9.6

90.0

冲槽

15.1

22.2

22.0

7.5

2.8

10.0

20.4

P7

滩面

1.0

2.5

12.0

84.5

冲槽

16.7

25.6

13.8

9.8

6.3

9.5

18.3

P8

滩面

0.5

1.25

1.25

10.0

87.0

冲槽

28.0

11.7

13.6

7.9

4.7

5.7

11.5

16.9

P9

滩面

14.2

11.2

10.3

6.6

5.9

15.1

36.7

冲槽

32.0

10.0

31.0

6.7

6.1

2.6

3.7

7.9

--------------------------------------------------------------------------------

3二龙山水库排沙运用[3,4]

二龙山水库位于丹江上游,距商州市约5km,水库总库容8100万m3,有效库容3800万m3,是一座以防洪、发电为主,兼有灌溉、养鱼等综合利用的中型水库,水库于1975年正式蓄水运用。库区原河床比降3.7‰,流域内有麻街河(丹江干流)和板桥河支流。麻街河长43km,设有麻街水文站,控制流域面积326km2。板桥河长48km,设有板桥水文站,控制流域面积493km2。水库总集水面积965km2。坝址原河床高程708m,大坝坝顶高程771.7m,溢流坝坝顶高程765m,最大泄量1390m3/s,发电引水隧洞直径4m,进口底坎高程740m,电站总装机3×1250kw。泄洪排沙底洞断面尺寸2m×2.8m,进口底坎高程723.75m,最大泄量133m3/s。水库回水长度11km。

水库运用以来,按1975~1990年水文资料统计,多年平均入库径流量2.13亿m3,平均流量6.75m3/s。多年平均悬移质输沙量71万t,推移质输沙估算量为15万t,推悬比约为1∶5,入库推移质以粗沙为主。6月下旬至8月份多暴雨,洪水陡涨陡落,是主要的产沙期。特别是每年开始一两场洪水含沙量较大。9~10月来水量大峰小,含沙量小。

二龙山水库入库洪水含沙量一般不超过100kg/m3,在回水末端容易产生分选淤积,形成三角洲淤积形态,一部分较细颗粒的泥沙以异重流形式流达坝前,形成浑水水库,为锥体淤积形态,所以,二龙山水库的淤积表现为三角洲和锥体混合淤积形态。由于运用库水位不同,三角洲的位置也随之相应变化,并且,高水位运用时形成的三角洲淤积体,在后期低水位运用时被冲刷下移,形成新的三角洲淤积体。

二龙山水库从建库到1986年4月,淤积泥沙754万m3,其中有效库容淤积348万m3,死库容淤积393万m3。为了减少有效库容的淤积,从1986年开始运用水位有所降低,汛期限制水位逐步由原来的762.5m降低到760m,到1990年10月,平均运用水位756.8m,淤积部位随之降低,并且753m高程以上普遍发生冲刷,形成30~50m的冲刷主槽,最大冲深达到3m多,冲刷的泥沙堆积在753m高程之下,该时期淤积的142万m3泥沙,主要淤在死库容内。这说明二龙山水库一旦泄空冲刷,冲刷效果将是非常理想的。

二龙山水库按照蓄清排浑运用方式,汛期利用异重流、浑水水库进行排沙,有效地减缓了水库的淤积。1991年汛期,西北水科所专家在二龙山水库进行排沙试验,7月26日晚发生当年第一诚大洪水,板桥站最大流量48.4m3/s,最大含沙量40.2kg/m3,两河入库总水量110.5万m3,总沙量1.04万t,平均含沙量9.4kg/m3,形成异重流。由于采用异重流报警器报警,水库及时排沙,历时3小时,测得出库最大含沙量127kg/m3,平均含沙量81.3kg/m3,为入库平均含沙量的8.65倍,排沙耗水量17.8万m3,排沙量1.45万t,排水比仅为16.1%,排沙比却高达139%。这说明二龙山水库利用异重流、浑水水库排沙,效果是非常显著的,可以减缓水库淤积,减少泄空冲刷次数,有利于水库效益的发挥。

4泄空冲刷时机

泄空时机原则上应选择在对兴利影响最小、排沙效果最大的时候。春汛泄空排沙效果较好,但影响后期用水。汛初泄空对兴利影响小,排沙效果也好,是泄空排沙的一个有利时机,但对卵石推移质为主的河流,遇大洪水会将大量卵石带入库内,形成抗冲层。汛期洪水峰高、量小、历时短,冲刷效果也不理想。汛期末洪水峰小、量大、历时长,有利于泄空冲刷,是排沙的一个有利时机,但有时会影响后期蓄水,要选择秋雨多的年份泄空冲刷。只要排沙时机选择的好,排沙历时就不需要太长。南秦水库1984年汛末4天冲刷了72万t泥沙,约为年平均淤积量的2.5倍。

5结语

南秦水库和二龙山水库同在陕南商州市境内,都是防洪、发电、灌溉、养鱼的综合利用水库。二龙山水库推移质来沙相对较少,排沙任务以悬移质为主,可充分利用异重流、浑水水库排沙,降低排沙的水量,减缓水库淤积,必要时进行泄空冲刷。南秦水库推移质来沙量大,推移质泥沙不能靠异重流排除,除异重流排除部分悬移质外,主要靠多年一次的泄空冲刷来恢复库容,使水库保持一定库容长期使用。这两座水库在陕南乃至我国南方山区河流中小型水库中具有很大的代表性,其成功经验具有很大的参考价值。

参考文献

[1]陈景梁,赵克玉。南秦水库排沙运用的研究。泥沙研究,1987,(1).

[2]陕西省水利水土保持厅。水库排沙清淤技术。水利电力出版社,1989年。

排沙范文篇2

对于高水头枢纽,设置排沙底孔或泄洪排沙洞是减少粗沙过机的有效措施。排沙底孔一般布置在电站进水口的下部,利用泄洪在电站进水口前形成冲刷漏斗。冲刷漏斗越大,越有利于拦截粗沙,减少粗沙过机。对于低水头河床式枢纽,排沙底孔布置在电站进水口下部比较困难,布置在电站进水口两侧,冲刷漏斗范围较小,难以达到理想的排沙效果;因此一般多修建排沙廊道,利用廊道内的螺旋流排泄泥沙。

我们在对电站进水口的排沙问题进行泥沙模型试验研究中认识到,要提高排沙底孔的输沙率,必须“束水攻沙”,由此提出了“格栅式排沙廊道+排沙底孔”的组合型式(简称格栅式排沙底孔),即在电站进水口前沿设置一道格栅式排沙廊道,排沙底孔与格栅式排沙廊道连通。当排沙底孔泄洪排沙时,排沙底孔的进水水流均匀分布于整个排沙廊道的上方。由于排沙廊道顶部格栅的作用,水流在排沙廊道内及其周边形成螺旋流或结构紊乱的涡流,大大增强了水流的挟沙能力,使淤积在排沙廊道及周边区域的泥沙迅速排空。为了验证格栅式排沙底孔的适应性,我们将这一型式应用于另一水电站工程,同样收到良好的排沙效果。

2泥沙模型试验成果介绍

2.1A工程模型试验成果

A水电工程位于云南省金沙江一级支流硕多岗河,是以单一发电为开发目标的引水式电站。工程所在河段属多沙河流,坝址多年平均悬移质输沙量63.70万t,推移质输沙量19.10万t,推移质重度γs=2.78t/m3,淤积干容重γs’=1.60t/m3,中值粒径d50=33.3mm,平均粒径dpj=52.9mm。

工程为混凝土重力闸坝(设有泄洪孔、排沙底孔、排污道),坝顶高程2471.40m,最大坝高34.4m。泄洪孔和排沙底孔尺寸为5.0m×3.50m(宽×高),进口底板高程均为2442.00m。电站进水口布置于坝前河道右侧岸边,发电引水流量28.2m3/s,进口底板高程2449.50m。在电站进水口前、排沙底孔进口上游设置一道与底孔等宽的冲沙槽,长度35m。设置冲沙槽的主要目的是拦截泥沙,尤其是推移质泥沙,当泥沙横向翻越导墙时淤积在冲沙槽内,使电站进水口与排沙底孔拉沙水流间形成一个隔断,起到截沙槽的作用。工程枢纽布置见图1。

图1A工程冲沙槽和排沙底孔布置图

原方案试验成果表明,在“冲沙槽+排沙底孔”的组合方案条件下,当排沙底孔泄洪排沙时,电站进水口区域的水流流速小,排沙能力弱,试验观测到冲刷漏斗发生坝0+00.0m~坝0-10.0m范围以内,进水口前沿的泥沙不能排出库外,不能达到“门前清”的冲刷效果。

通过对多个方案的对比试验,最终选定了“格栅式排沙廊道+排沙底孔”的组合方案(见图2)。该方案最突出的优点是:由于合理地调整了格栅宽度、格栅间距、排沙廊道底坡等参数,使排沙底孔泄洪排沙时,排沙底孔的进水水流均匀分布于整个排沙廊道的上方。在排沙廊道顶部格栅的作用下,水流在排沙廊道内及其周边形成螺旋流或结构紊乱的涡流,大大增强了水流的挟沙能力,使淤积在排沙廊道及周边区域的泥沙迅速排空,从而在电站进水口前沿、格栅式排沙廊道区域内形成一长条状的冲刷漏斗。泥沙排空后的区域形成一个隔断,起到了截沙槽的作用。

试验成果表明,在库水位2457m,排沙底孔下泄流量150m3/s时,排沙廊道周边的泥沙能在20分钟内排空(模型约4分钟),冲刷漏斗的长度方向在坝0+00.0m~坝0-35.0m之间。与原“冲沙槽+排沙底孔”方案相比,“格栅式排沙廊道+排沙底孔”方案的水流挟沙能力更强、冲刷漏斗的范围更大,达到了电站进水口“门前清”的理想效果。

图2A工程格栅式排沙底孔布置图

2.2B工程模型试验成果

B水电工程位于云南省金沙江一级支流牛栏江,是以发电为主要的水电工程。坝址河段多年平均悬移质输沙量1209万t,推移质输沙量190万t,坝址悬移质平均含沙量2.97㎏/m3。床沙干容重γs=2.56t/m3;Cs1断面、Cs2断面中值粒径d50分别为19.0mm、14.0mm,平均粒径dpj分别为19.7mm、16.7mm。

电站首部枢纽由泄洪表孔、排沙底孔、冲沙槽、非溢流坝段及进水口等建筑物组成。大坝坝轴线位于峡谷出口处。河床布置3孔泄洪表孔,孔口尺寸(宽×高)为8.0m×13.0m,堰顶高程1269.0m;河床左侧主河槽布置1孔排沙底孔,孔口尺寸(宽×高)为6.0m×10.0m,底板高程1257.00m,承担泄洪与溯源拉沙任务。

在A工程模型试验成果的基础上,我们在B工程上采用格栅式排沙底孔方案,通过模型试验调整格栅的尺寸及格栅间距、排沙廊道底坡、排沙廊道长度等参数(图3)。冲刷试验成果表明:控制上游库区水位1276m,在冲沙流量100m3/s、250m3/s和600m3/s时,开启格栅式排沙底孔,运行32分钟(模型约4分钟),在电站进水口前沿、排沙廊道内及周边区域的泥沙均能排空,冲刷漏斗范围在坝0+00.0m~坝0-30.0m之间,同样达到了电站进水口“门前清”的理想效果。

图3B工程格栅式排沙底孔方案

3格栅式排沙底孔体型

格栅式排沙底孔可分为两个部分:

(1)常规类型的排沙底孔;

(2)带有格栅顶板的排沙廊道。根据电站进水口与枢纽布置的不同,排沙廊道的轴线与排沙底孔的轴线可以成0°~90°夹角(图4、图5)。排沙廊道的靠进水口一侧的边墙应高于另一侧边墙,同时也应高于电站进水口底板,边墙高度可根据工程具体情况确定,边墙顶部也可以设计成“Γ”型,以利于拦截泥沙。

4格栅式排沙底孔泄流能力

受格栅式排沙廊道的影响,格栅式排沙底孔的泄流能力小于常规类型的排沙底孔。由于排沙廊道内水力条件复杂,流态紊乱,目前无法计算格栅式排沙底孔的泄流能力,只能通过模型试验测试。

以A工程为例:A工程的格栅式排沙廊道的尺寸为:b=5m,d=2m,e=1m,i=0.1667,L=35m。排沙底孔的体型为:平底,进口顶曲线为椭圆曲线,长半轴4.5m,短半轴1.5m,出口断面为5m×3.5m(宽×高)。

通过泄流能力试验,得到格栅式排沙底孔自由出流时的流量计算式为:

Q=61.7099H0.4951,式中:H=排沙底孔底板以上总水头-闸门开高。

流量系数计算式为:μ=0.7961/H0.0049。

因此,A工程在正常运行条件下,格栅式排沙底孔的流量系数取值为μ=0.783~0.790。

图4格栅式排沙底孔体型(轴线夹角为0°)

图5格栅式排沙底孔体型(轴线夹角为90°)

图中,b为排沙廊道宽度,d为格栅宽度,e为格栅间距,i为排沙廊道底坡,L为排沙廊道长度。以上5个参数应根据工程的具体情况确定,并通过泥沙模型试验验证。

5结语

电站进水口的取水排沙历来是水电工作者十分关注的问题。为了保证电站进水口不产生推移质淤沙,减少粗沙过机,本文进行了有益的探索。本文在2个电站进水口排沙底孔泥沙模型试验的基础上,提出了一种“格栅式排沙廊道+排沙底孔”的组合型式(简称格栅式排沙底孔)。即:在电站进水口前沿设置一道格栅式排沙廊道,排沙底孔与格栅式排沙廊道连通。当排沙底孔泄洪排沙时,排沙底孔的进水水流均匀分布于整个排沙廊道的上方,在排沙廊道顶部格栅的作用下,水流在排沙廊道内及其周边形成螺旋流或结构紊乱的涡流,大大增强了水流的挟沙能力,使淤积在排沙廊道及周边区域的泥沙迅速排空。在电站进水口前沿、格栅式排沙廊道区域内形成一长条状的冲刷漏斗。泥沙排空后的区域形成一个隔断,起到了截沙槽的作用,达到电站进水口“门前清”的效果,较好地解决了工程实际问题。格栅式排沙底孔对其他同类型工程具有一定的借鉴作用,也值得今后对其体型进行深入的研究。

6参考文献

1武汉水利电力学院,河流泥沙工程学(下册),第1版,北京:水利出版社,1982年

2清华大学水力学教研组,水力学(下册),第1版,北京:人民教育出版社,1981年

排沙范文篇3

黄河是一条举世瞩目的多沙河流,小浪底水库承接来自黄河三门峡及小浪底库区的全部来沙量,泥沙淤积将是水库运用面临的突出问题之一。加强对水库水文泥沙测验及泥沙调度运用,控制库区泥沙冲淤变化,关系到小浪底水库的使用寿命及社会与经济效益发挥,因此,小浪底水库的泥沙问题备受国内外水利专家的关注。

小浪底库区泥沙淤积测验常设断面174个,其中干流布设56个,左岸21条支流布设65个,右岸19条支流布设53个。根据设计要求,干流上的断面在高程275m以上左、右岸埋设端点桩、控制桩各1个,在高程250m以下各埋设地形桩1个;支流上部分较窄断面,左、右岸埋设端点桩、控制桩各1个,而地形桩则视具体情况酌情埋设,同时,为找桩定线的方便,在端点桩附近加埋了指示桩。

小浪底水库蓄水至275m时,形成东西长130km,南北宽300~3000m的狭长水域,断面法实测总库容为126.5亿m3,其中,支流库容占总库容的41.1%。通过近几年的泥沙淤积观测,结合枢纽近几年来的调度运用情况,这里对小浪底水库的泥沙问题进行了初步的分析与探讨。

2水库泥沙运用的设计原则

按小浪底水库泥沙运用的设计思想,小浪底水库泥沙运用应遵循的主要原则是:

(1)拦粗排细,且初期以拦沙运用为主。

(2)采用蓄清排浑运用方式,利用水库75.5亿m3的拦沙库容和10.5亿m3的调水调沙库容,在50年运用期内相当于约25年内下游河床不再抬升。

3蓄水四年来水库泥沙冲淤情况

通过对下闸蓄水4年来水库泥沙淤积观测资料的整编,我们得到:

(1)蓄水后第一年即2000年,水库入库沙量3.61亿t,出库沙量0.042亿t,排沙比仅为1.2%。

(2)蓄水后第二年即2001年,水库入库沙量2.94亿t,出库沙量0.29亿t,排沙比为9.9%。

(3)蓄水后第三年即2002年,水库入库沙量2.71亿t,出库沙量0.634亿t,排沙比为23.4%。

(4)蓄水后第四年即2003年,水库入库沙量7.10亿t,出库沙量1.07亿t,排沙比为15.1%。

在泥沙淤积形态方面,从2003年12月的观测结果看,回水末端的淤积三角洲其顶点位置大约在距坝74.5km处,较汛前的顶点上延了26.8km,其顶点高程为244.9m。洲面段在距坝74.5km~113.1km之间,前坡段延伸到距坝49.6km,形成了一个长达63.5km的淤积三角洲。洲面段和前坡段的比降分别为0.28‰和1.43‰。通过计算,该三角洲泥沙淤积量为3.23亿m3,占2003年水库干流淤积量的93.3%。

在淤积泥沙的颗粒组成上,测验范围内淤积泥沙的粒径普遍较细,d50一般在0.004~0.016m之间,属于粉沙类。2003年汛后观测结果显示,在距坝40.9km以下,淤积泥沙其d50在0.004~0.008mm之间,属极细的粉沙类。

4有关问题分析

4.1观测手段的变革

传统的水库泥沙淤积观测,特别是大型水库泥沙淤积观测一般均采用断面法进行,其根本原因在于观测仪器一个周期只能采集一个水深数据。如采用地形法观测,费时费力,且观测成本较高。2003年小浪底建管局引进了具有世界先进水平的条带测深仪,使库区淤积观测从传统的断面法观测转变为地形法观测,在提高测验精度、降低劳动强度的同时,又使库区水下地形实现了可视化演示,为实现水库数字化管理奠定了基础。该成果受到水利部有关领导的重视,并在长江提防工程水下部分复测中引进应用,效果良好。

条带测深仪的引进,一方面降低了库区泥沙淤积观测的成本,经对比测算,每年按2个测次计算,每年可节省测验费用在80万元左右。另一方面,条带测深仪的引进使大型水库水下采用地形法测量变为可能,这将带来水库泥沙淤积观测的一场变革,其意义及影响将是深远的。

4.2泥沙淤积层的确定

在清水状态下,水库库底泥沙淤积层的观测一般容易实现,但在异重流形成浑水水库后,利用声波测深仪一般会测出两个界面即清浑水界面与泥浆层界面,而库底泥沙淤积层面却无法测出。在这种情况下,泥沙淤积层的观测是困扰水库泥沙观测人员的一道难题。在有些时候,为了准确测出泥沙淤积层的深度,观测人员不得不冒险将重达150kg的铅鱼下放到库底,以便弄清泥沙淤积层的位置。

通过这几年对小浪底浑水水库的观测,笔者发现泥沙淤积层与泥浆层之间存在如下关系:

Hy=Hn-k

式中:Hy为库底泥沙淤积层高度;Hn为浑水层内泥浆层高度;k为经验系数。

根据小浪底水库来水来沙情况以及这几年的泥沙观测实际,在利用12Khz的测深仪进行汛期浑水水库观测时,经验系数k一般在0.65m~1.85m之间。因此,当浑水水库出现时,在利用12Khz的测深仪很容易测出泥浆层高度Hn的前提下,进行泥沙淤积层Hy的推算则变的容易的多。

4.3排沙洞运用问题

在小浪底工程设计中,排沙洞主要用于汛期排沙,在汛期属于经常开启的洞室。通过对这几年水库调度运用情况的分析,笔者发现排沙洞的运用受到一定的限制。2002年汛期异重流形成达到坝前后,为了使排沙洞投入拉沙运用,小浪底建管局经请示主管部门后才得以解决。从这几年排沙洞运用情况看,存在如下值得商榷的问题。

(1)从设计思路看,汛期特别是异重流到达坝前形成浑水水库后,排沙洞关闭,很容易使发电机组的过机含沙量增大,造成水轮机叶片磨蚀,于机组的使用寿命不利。有时,为了停机避沙还影响到发电效益的发挥。

(2)调度部门决策排沙洞是否启用主要是控制出库含沙量,以免下游河道淤积抬升。从浑水水库泥沙颗粒组成看,其d50一般在0.004~0.008mm之间,此类泥沙在一定水流强度的作用下很容易挟沙入海,一般不会造成下游河道的淤积,2003年后汛期的防洪运用就说明了这一点,同时,细纱拦在库内,这与设计“拦粗排细”的指导思想也存在一定的矛盾。

(3)长期的排沙洞关闭,容易使排沙洞进口段被泥沙淤堵封死。另外,当塔前泥沙淤积高程较高时,也不利于塔前泥沙冲刷漏斗的形成,同时将威胁进水塔闸门的启闭安全。

4.4淤积量比较

截止2003年12月,小浪底水库累计淤积泥沙13.91亿m3,平均每年淤积泥沙3.48亿m3。而设计当初预测,小浪底水库平均每年的泥沙淤积量为3.02亿m3。两者相比,小浪底水库这几年所拦泥沙特别是细纱明显偏多。何况这几年黄河来水来沙属偏枯年份,特别是2002年入库沙量仅2.71亿t,较多年小浪底实测平均输沙量少9.40亿t。

因此,从维护水库正常使用寿命出发,建议汛期多利用异重流进行排沙,将水库淤沙库容的使用寿命与下游河道的不抬高有机地结合起来,以便探索出一条水库调度运用方式双赢之路。

4.5淤积形态塑造

根据2003年汛后测验结果,小浪底水库纵向淤积形态在距坝49.6km以上呈三角洲淤积形态,这种形态属不利的三角洲淤积形态。如若处理不当,可能形成库中二级坝泥沙淤积型式,这将给未来的水库调度运用带来被动,因此,在小浪底水库以后的调度运用中进行改善或调整已迫在眉睫。

今年汛期,黄河水利委员会组织了第3次调水调沙试验,其最大的不同之处就在于在小浪底水库的回水末端进行人工泥沙扰动,此举也正是为了改善水库上游不利的三角洲淤积形态。

5结语

通过以上分析,初步认为:

(1)条带测深仪的引进使大型水库采用地形法进行水下泥沙淤积观测变为可能,这无疑给水库泥沙淤积测验的手段注入了新的活力。小浪底的实践表明:由条带测深系统给出的水下淤积形态直观逼真,且可动态演示,其在提高观测精度、降低观测成本的同时也为水库的数字化管理奠定了基础。

(2)由泥浆层推算泥沙淤积层只是一种尝试,但它可有效地解决浑水水库条件下泥沙淤积层观测难的问题。建议感兴趣的专家学者就此问题做进一步的探讨和分析。

(3)小浪底水库这几年的调度运用表明,排沙洞的调度一直是个敏感的话题。建议枢纽调度、管理及运用各方友好协商,在尊重科学的基础上,使排沙洞发挥其应有的作用。

排沙范文篇4

引水枢纽工程主要建筑物包括:上游导流堤、泄洪闸、人工弯道、进水闸、冲沙闸、曲线形悬臂式挡沙坎、消力池、引水渠道。在人工弯道进口处,修建导流堤,并向上延伸与河道两岸平缓的连接,以便束水导流,使水流平顺的进入引水弯道。设置泄洪闸用以泄洪排沙,减少泥沙进入人工弯道,保证引水弯道有良好的进水条件;在洪水季节,泄水排沙,平时可关闭壅水,保证下游工农业用水,在寒冷季节还可将冰凌、漂浮物排向下游。在人工弯道设计时,要充分利用天然稳定的河湾,加以整治,即可作为引水弯道;弯道设计流量要综合考虑进水闸的流量和含沙量较大季节河湾流量,使弯道内产生较强的横向环流作用,有利于排沙。进水闸与冲沙闸设置在引水弯道末端,按正面引水侧面排沙的原则布置,进水闸与冲沙闸两轴线的夹角以33度为宜,使冲沙闸各闸孔均匀排沙。进水闸底板高程要高出原河床,这样可以减少泥沙入渠,并可增大闸前泥沙淤积库容,有利于定期冲沙。进水闸前设置曲线形悬臂式挡沙坎,可增强横向环流的作用,还可将泥沙导向冲沙闸,挡沙坎悬臂板末端加宽并延伸到冲沙闸边孔,有利于引水防沙,引水面做成流线型,以免扰动水流。冲沙闸底板高程也要高于原河床,可增大闸下冲沙水头,有利于排沙。进水闸下游消能建筑物,多采用底流型降低护坦式的消能方式,消力池紧接闸室布置,在池中利用水跃进行消能,使水流在消力池中发生淹没水跃,池中布置排水孔,下设砂石反滤层,保证下游引水渠道的安全运行。下游引水渠道根据水力最佳断面及经济实用断面综合确定,常采用梯形断面渠道、混凝土板衬砌。

2引水枢纽主要设计内容

枢纽工程总体布置:根据基本资料确定工程的等级、级别、洪水标准,可参考《水闸设计规范》、《水闸》、《取水工程》等文献,并结合地形及方案比较,确定采用什么类型引水枢纽,这里以人工弯道式引水枢纽为例,根据经验公式确定弯道的底宽、半径、中心线长度等参数,根据工程各主要建筑物的作用和设计原理,合理布置建筑物的位置。枢纽工程水力设计:首先,根据水力最佳断面和经济实用断面确定下游引水渠道的断面尺寸,利用《水力学》中的迭代计算公式确定渠道正常水深;其次,根据《水闸设计规范》确定进水闸、冲沙闸、泄洪闸的闸孔总净宽及单孔净宽,利用试算法确定进水闸、冲沙闸、泄洪闸的设计洪水位及校核洪水位;最后,根据《水力学》进行各闸的消能防冲计算。

枢纽工程防渗计算:根据工程的要求,需对进水闸、冲沙闸、泄洪闸设计洪水位和校核洪水位都进行防渗计算,计算过程相似;根据《水工建筑物》拟定各闸室的地下轮廓,采用改进阻力系数法进行渗流计算。首先进行阻力系数的计算,确定渗透压力,绘制渗压水头分布图,最后计算闸底板水平段渗透坡降和渗流出口处坡降以及允许坡降并进行比较,均要满足闸基的抗渗稳定要求。闸室稳定分析:首先,确定各闸室荷载,包括:闸底板、闸墩自重、工作桥自重、闸门自重、检修桥自重、启闭力、水自重、水平水压力、扬压力;根据荷载和偏心受压公式分别验算各闸室完建期、设计洪水位期、校核洪水位期的闸室基底应力,结果均要满足规范要求;根据《水闸》公式,验算各闸室的抗滑稳定性,结果均要满足闸室的抗滑稳定要求。

排沙范文篇5

葛洲坝水利枢纽是以通航、发电为主要效益的大型水利工程,是三峡水利枢纽的反调节水库和航运梯级。长江年入库水量4500亿m3,年均输沙量达5.3亿t。为了减少电厂前沿的淤积和泥沙过机,在大江电厂机组进水口下部设置了14个排沙底孔。葛洲坝大江电厂排砂底孔1987年投入运行,根据洪水入库情况,各排砂底孔每年分别开启运行数10天。2001年,在大江电厂排砂底孔进口检修门槽潜水检查时,发现底槛钢板两侧混凝土都有冲蚀,底槛中部区有大小不等的冲坑,冲坑发生在底槛二期混凝土区,多数冲坑大骨料和钢筋出露(冲坑统计见表1)。为此,葛洲坝电厂委托国家电力公司华东勘测设计研究院进行了葛洲坝大江电厂排砂底孔进口检修门底槛冲坑处理设计。江苏省海洋工程总公司承包了底槛冲坑处理工程。

2冲坑形成原因分析

大江电厂排砂底孔位于机组进水口下端,进口底板高程29.2m,与机组进水口底板高程差约11.5m。排砂底孔进水喇叭口尺寸8.55m×7.1m(高×宽),渐变到流道尺寸为5m×5m,计算水头18.6m下的单孔排沙流量为200m3/s,平均流速3.3~4.7m3/s。流道断面向下游渐变为2.3m×5.5m,流道出口段平均流速可达15.8m3/s。电厂机组进水前沿的淤积和泥沙主要是沙质推移质和卵石推移质。排砂底孔通常在汛期入库流量大于25000m3/s期间开启冲沙,每年排沙1~2次。根据电厂运行和水下检查情况,排砂底孔进口检修门底槛冲坑形成的原因可能有以下几点:

(1)大江电厂排砂底孔进口检修门底槛冲坑的出现与机组发电、进水口旋流冲磨有关。2004年1月,20#左排砂底孔进口在相邻机组停机情况下,潜水检查和水下摄影显示:进口底板面无淤积,冲坑内充填有卵石推移质,裸露的底板混凝土面上卵石似回旋状,冲坑显然受到挟石水流的冲磨。

(2)排砂底孔开启冲沙,挟沙(卵石)水流通过进口底板磨损区,水流发生紊乱,推移质撞击磨损面,加速了冲坑的形成和发展。

(3)冲坑主要发生在进口底槛二期混凝土区,底槛钢板上下游两侧边缘与底板混凝土的接缝以及底槛二期混凝土区似是薄弱区,容易产生冲蚀磨损。

(4)大江电厂前沿是沙卵石汇集区,排砂底孔是汇集区沙卵石推移质的出库通道,受挟沙(卵石)水流磨损的机率多。葛洲坝上游30km处三峡水利枢纽的施工,大江截流前后大量弃渣入库葛洲坝,也加大了排砂底孔进口底槛冲坑的形成可能性。

(5)排砂底孔进口冲坑形成区的流速约4m/s,排砂底孔流道内流速可达5~15m/s,但是,经过十几年运行,历次抽查排砂底孔流道过流面,其混凝土冲磨痕迹轻微,流道混凝土过流面基本完好。排砂底孔流道内水流顺畅、流态稳定,历年累计开启运行仅数千小时;而排砂底孔进口底槛处水流紊乱,排砂底孔未开启时,进口底槛也受到机组发电水流的影响。例如,2001年3月,13#左、13#右排砂底孔进口检修门底槛冲坑经过PBM聚合物混凝土铺填冲坑的简易修补后,在2001、2002年汛期,该两孔并未开启冲沙,但是在2003年4月的水下检查时发现(该两孔水下检查前均开启冲淤20分钟),该两孔进口冲坑修补面已全部冲失。这些现象表明:排砂底孔进口混凝土过流面磨损和冲坑的形成与排砂底孔开启运行关系并不密切相关。

3冲坑简易处理

2001年2月,葛洲坝电厂在基本查清了大江电厂排砂底孔进口检修门底槛冲坑情况后,为了不影响当年的排砂底孔冲沙,由电厂潜水员施工,对其中坑深小于30cm的15个排砂底孔进口冲坑进行了简易修补,主要采用PBM聚合物砂浆和963水下环氧砂浆修补材料水下无筋回填冲坑。

3.1修补方式及材料

开启排砂底孔冲淤20分钟,排去进口淤积物。

潜水员探摸冲坑,估测面积和深度,确定铺填冲坑的修补量。

潜水员清理修补面(用钢刷及清水刷洗),水下接料,破料袋将修补材料注入冲坑,用戴手套的手拍打修补料,整平修补面;重复接料,注料,拍打,直至冲坑填满。

修补材料:PBM聚合物铸石砂浆及少量PBM聚合物混凝土共计14t,963水下环氧砂浆1t。

3.2修补效果

2002年初,简易无筋铺填修补的15个排砂底孔进口冲坑,其中大部分排砂底孔经历了2001年、2002年汛期开启运行的考验。结合其他坑深大于30cm的14个排砂底孔进口冲坑处理工程,江苏省海洋工程总公司分别在2002年2月~3月对8#右、19#左、21#左、21#右排砂底孔进口冲坑无筋回填的修补效果进行了检测,在2003年2月~4月对14#左及13#、15#、16#、17#、18#左右排砂底孔进口冲坑无筋回填修补效果进行了检测。检测情况见表2。

表2的检测结果表明:无筋回填修补的15个排砂底孔进口冲坑,经过汛期1~2次冲沙使用后,冲坑修补面5处已全部冲失,5处大部分冲失,5处基本上完好,此外,检查发现部分冲坑修补面边缘发生新的冲槽浅坑。这说明,无筋回填冲坑的简易修补起不到冲坑修复效果和保护底槛的目的。

4冲坑处理设计及专业公司施工

冲坑处理设计委托国家电力公司华东勘测设计研究院进行,江苏省海洋工程总公司承包了冲坑施工处理工程,对葛洲坝大江电厂8#左、19#右以及9#、10#、11#、12#、14#、20#的左右排砂底孔进口检修门底槛共14处冲坑进行修补处理。水下处理方案及工程实施情况如下:

(1)水下检查,分为排砂底孔进口底槛普查和冲坑测量。冲坑测量采用网格法,由潜水员在水下结合水下摄像,以30cm×30cm间隔对冲坑情况进行测量定位,确定冲坑位置及修补部位所需要的工程量。

(2)采用回弹仪对冲坑区底板进行原混凝土强度检测。

(3)确定基坑开挖边线和挖凿处理。采用液压切割、镐铲设备进行基坑边界10cm深的直立面切凿和坑内修凿。

(4)基坑布设锚筋、钢筋网片。冲坑范围内深度大于15cm区域,设置25螺纹钢锚筋,锚筋间距及孔深30cm,锚筋采用HK983锚固剂锚固,锚筋顶低于修补面3cm,钢筋网片与锚筋和原混凝土内埋筋焊接连成整体。

(5)高压水清洗基坑面,根据设计浇筑材料基坑分区、分仓,模板分片插设、相临搭接,分仓一般不多于3个。

(6)浇筑水下环氧混凝土或PBM聚合物混凝土。根据基坑分仓浇筑用量,配合比试配,配料和拌料、袋装料、传递到水下作业面,潜水员接料后破料袋将浇筑材料注入基坑、铺平抹光,直至与原底板混凝土面衔接平整,清除底槛钢板面残留的浇筑料。

冲坑修补期间,作业区布置水下灯阵,水下摄像监控,监理(管理单位)工序签证。

主要浇筑材料采用国家电力公司华东勘测设计研究院科研实验厂生产HK963水下环氧树脂和PBM聚合物,浇筑量28m3。

水下环氧混凝土由HK963水下环氧树脂,配以干净河沙、碎石制成。基本配方(重量比):HK963A400kg、HK963B100kg、中粗沙450kg、碎石450kg、增韧剂25kg,水下环氧混凝土设计抗压强度大于40MPa。

PBM聚合物混凝土由PBM-A、PBM-B聚酯树脂、促进剂和引发剂与骨料拌和制成。基本配方(重量比):PBM(A+B)17%、中粗沙40%、碎石33%、促进剂0.25%、引发剂0.25%,PBM聚合物混凝土抗压强度大于40MPa。葛洲坝电厂已使用PBM聚合物混凝土(砂浆)多年,实用表明PBM聚合物混凝土具有在常温下或水中快速固化、自流平,固化后抗压抗折强度高、粘结力强、抗冲耐磨性能好、特别适用于水下或潮湿状态下的混凝土修补等。

4冲坑处理效果

葛洲坝大江电厂排砂底孔进口检修门底槛冲坑处理工程由于需要大江电厂停机配合,前后经历了两个非汛期施工,2003年4月底竣工。为了做好葛洲坝大坝第二轮安全定期检查准备,葛洲坝电厂委托青岛太平洋海洋工程有限公司进行葛洲坝坝前进水口水下检查。其中,在2003年12月~2004年1月抽查了14#右、20#左排砂底孔进口检修门底槛及冲坑处理后使用效果。

江苏省海洋工程总公司按照冲坑处理设计及水下处理方案,在2003年2月对14#右排砂底孔进口检修门底槛冲坑进行了修补,在2002年2月对20#左排砂底孔进口检修门底槛冲坑由进行了修补。

14#右排砂底孔进口冲坑修补后,2004年7月开启运行了200小时。2003年12月水下检查:14#右排砂底孔进口检修门底槛完好,冲坑修补面未发现冲失现象。说明冲坑修补效果良好。

20#左排砂底孔进口冲坑修补后,2002年6月、2003年7月分别开启运行了130小时、200小时。2004年1月水下检查发现:修补面大部分冲失,坑底残留有部分2002年2月修补的锚筋头、钢筋片网和PBM聚合物混凝土;当时修补时完好的底槛钢板中段5m长扭曲变形,200mm宽、16mm厚的钢板磨蚀最窄处仅剩80mm,底槛钢板下的工字钢也已磨损和变形。

20#左排砂底孔进口检修门底槛冲坑修补面被冲失,在某种程度上反映了修补施工质量问题。据了解:冲坑修补施工时,由于停机配合和规定工期紧,基坑开挖边线切割直立面及修凿深度小于6cm;除了坑底深度大于15cm区域,冲坑周边(约占冲坑开挖线内面积五分之三)未采取设置锚筋和钢筋网片;浇筑水下环氧混凝土或PBM聚合物混凝土前,高压水清洗基面也不彻底。此外,管理单位对修补质量未做水下验收。

由于电厂机组发电、检查条件限制,除了14#右、20#左在一年后检查了修补效果外,8#左、14#左、19#右、20#右以及9#、10#、11#、12#、的左右排砂底孔进口检修门底槛冲坑修补面未能实施检查,其修补效果待查。

5结语

排沙范文篇6

芣兰岩河又称虹霓河、寺头河,是露水河的一级支流,全长54km,在山西境内长47km。河道在虹霓村至槐树坪村形成长约2.5km的峡谷地带,两岸岸坡陡立,河谷底宽20~70m,且两岸山坡多基岩裸露,因此,将虹乙水库枢纽工程选在该河段。该段河道呈深“U”型,两岸陡崖、陡坡基本对称分布,从下至上有3道垂直陡崖及陡崖间陡坡组成,3道陡崖分别高约40m,20m,30m,崖顶高程分别为715.00~720.00m,735.00~750.00m,780.00~810.00m,在虹霓村口处有一滚水坝,滚水坝后为一陡坎,水流在陡坎处形成瀑布跌落河谷,瀑布高约55m。上游河段(上坝址)虹霓村滚水坝下游约1700m处河谷狭窄对称,两岸陡峭、岩石出露,坝址区无断层通过,两岸卸荷裂隙有发育,岩体相对较完整,地形地质条件比较适合混凝土拱坝、重力坝,泄洪、排沙及取水建筑物可与大坝整体布置,泄洪、排沙效果有保证;水库正常蓄水位较高,有利于提高自流灌溉面积;大坝总体工程量较小,总体投资较省。但河谷狭窄,泄洪排沙、取水建筑物布置受到限制,在施工组织、质量控制等方面技术难度较大。下游河段(下坝址)距滚水坝约1880m处河谷相对上游较开阔,适宜坝型为混凝土重力坝,泄洪、排沙及取水建筑物可与大坝整体布置,泄洪、排沙效果有保证;泄洪排沙、取水建筑物布置相对便利。但大坝工程量大,总体投资较大。经综合比较,两坝址地质条件相近,工程规模相同,从主体工程投资来看,上坝址投资较少,确定上坝址为推荐坝址。

2工程地质条件

坝址区地层为单斜构造,各岩层呈整合接触,岩层倾角平缓,呈水平状。两坝肩下部均为近垂直的陡崖,上部为陡坡,两侧地形基本呈均匀对称状,出露地层均为中厚层状石英砂岩夹薄层粉砂质页岩,巨厚层状石英砂岩,岩层产状呈近水平状,略倾向左岸;两岸发育较多顺河床向的卸荷裂隙,近垂直状;左坝肩陡崖中不存在无倾向河道的缓倾角裂隙面,斜坡中钻孔揭露弱风化基岩层厚约11.8m,推测陡崖部位弱风化基岩层厚6~10m,自然岸坡和开挖切坡较稳定;右坝肩地质条件与左坝肩基本相同,但右岸岩层略倾向河道,岩层中软弱夹层可能存在软化现象,受扰动时岩块可能会沿卸荷裂隙及粉砂质页岩层面产生滑移,易产生失稳现象。坝基基岩主要为中厚层状石英砂岩,局部夹薄层粉砂质页岩,上部弱风化岩体中裂隙较发育,岩体完整性差,下部微风化岩体较完整。覆盖层厚约10.5m,为砂卵石层。坝基抗滑稳定主要受粉砂质页岩夹层层面控制,其各力学参数较低,坝基抗滑稳定较差,坝基可能会沿粉砂质夹层层面产生滑移。

3坝型比选

3.1枢纽布置方案

根据地形地貌、地层岩性、地质构造等条件,经综合分析,由于河谷较狭窄,且两岸陡立,坝外布置泄洪建筑物难度较大,成本过高,不具备修建堆石坝条件。坝址区附近有丰富的石料及砂砾石料,主要成分为灰岩、石英砂岩,其中灰岩约占90%,具有较好的砂石料场,且料场距坝址区仅约1.0km,能够满足混凝土坝砂石料需求。从泄洪建筑物布置条件来看,由于坝址河谷宽仅25m,局限于河谷地形条件,泄洪建筑物宜与枢纽工程结合布置,适宜布置混凝土溢流坝。为此,选择拱坝和混凝土重力坝两种方案重点对挡水建筑物、泄洪建筑物的工程布置和主要技术经济指标进行比较。

3.1.1拱坝方案

根据工程地质情况,两坝肩作为双曲拱坝坝肩时稳定性较差。因此,拱坝方案拟选用混凝土重力拱坝方案。大坝由非溢流坝段、溢流坝段、泄洪排沙孔、取水口等组成。采用6拱券5不等段设计,从上而下每段高度分别为10m,10m,10m,10m,11m。每层拱券弦长68.4m,60.2m,55.6m,49.4m,45.6m。拱坝中心线与河道中心一致,坝基高程668.00m,坝顶高程729.00m,最大坝高61m。下游拱券平面采用左右岸同半径的单圆心圆弧拱,中心角度96°,外半径41.1m,坝顶厚度5m,坝底厚度20m,厚高比0.33,属中厚拱坝。溢流坝段位于河床位置,分3孔布置,堰顶高程722.36m,溢流坝曲线采用WES型幂曲线,不设闸门。泄洪排沙孔位于溢流坝段,进口高程692.00m,2孔布置,孔口尺寸2.0m×2.0m。进口段设椭圆进口及渐变段,设弧形工作闸门,闸门半径3.625m。取水口进口高程710.00m,位于左侧非溢流坝段,采用坝式进水口,进水口孔口尺寸1.0m×1.0m。孔口前设拦污栅,拦污栅装在上游坝面的支撑结构上,检修闸门为1.2m×1.2m的钢平板闸门,位于坝体内。渐变段长度2m,侧面扩散角7°,在坝后采用直径500mm的钢管沿710.00m等高线顺延而下,与灌溉管道相连。大坝左岸公路现已通至芣兰岩村,故从左岸坝顶布置3.0km公路至芣兰岩村作为上坝公路。

3.1.2混凝土重力坝方案

坝顶长95m,坝顶高程729.30m,最大坝高60m,坝顶宽4m,由非溢流坝段、溢流坝段、底孔坝段等组成。左岸非溢流坝段长43m,泄洪排沙底孔及取水孔位于该坝段。泄洪排沙孔进口高程692.00m,单孔布置,中心线桩号0+040.4,孔口尺寸2m×2m;取水孔单孔布置,进口高程709.00m,中心线桩号0+036,坝内埋直径500mm的钢管,垂直坝轴线布置,出大坝处设直径500mm的阀门。溢流坝段长34m,堰顶高程722.36m,溢流净宽30m,堰型为幂曲线,采用挑流消能。

3.1.3枢纽布置方案比较

重力拱坝方案可充分利用当地丰富的天然建筑材料,综合拱坝突破地基础承载力方面限制和重力坝对坝肩处理相对容易的优势,同时有利于减少工程量,降低成本,且建筑物外形美观,结合当地旅游开发,有较高的环境效益和社会效益。但拱坝施工难度大,曲面混凝土浇筑对模板制安精度要求较高,同时建筑物分布集中,施工组织安排难度较大,施工措施费用较高。混凝土重力坝方案可充分利用当地丰富的天然建筑材料,坝肩处理难度不大,坝型单一,施工设备少,便于施工的总体安排。但混凝土重力坝对地基承载力要求较高,基础开挖量大,基础处理费用较高;且坝体本身体量较大,比重力拱坝混凝土量增加约1/3,增加了工程投资。

3.2坝型选择

地形地质条件:坝址处的地形条件对于重力拱坝明显优于混凝土重力坝。在坝肩处理难度和投资方面,重力拱坝较混凝土重力坝难度大、投资多。坝基基岩完整性差,抗滑稳定性较弱,在坝基处理上混凝土重力坝较重力拱坝处理难度及投资会有大幅增加。工程布置条件:两种坝型采用材料相同,均可充分利用当地建筑材料;枢纽工程建筑物布置条件略有不同,仅对施工难度稍有影响,对工程投资影响不大。工程投资:重力拱坝投资为2940万元,混凝土重力坝投资为4003万元。坝型选择:从以上分析可以看出,重力拱坝除在对坝肩地质条件的适应性和处理难度及投资方面略有劣势外,在其他方面均有较大优势,故推荐采用重力拱坝方案。

4结论

排沙范文篇7

北川河由于河床比降大,水流湍急,洪水因暴雨形成,陡涨陡落,峰量高,历时短,又多发生在夜晚,防不胜防。本次北川河治理防洪标准采用百年一遇,百年一遇洪峰流量430m3/s。查阅北川河多年的泥沙统计资料可知,北川河泥沙含量并不大,但是泥沙颗粒非常细,小于0.05mm细颗粒占65.7%,夏季水色黄浊,感官较差,影响景观效果。而这一季节正是人们渴望亲水的季节,水质制约着西宁市人居环境的改善,也不利于提升城市品位和旅游形象。因此,市委市政府提出了“清水入城”的总体要求。对于超细颗粒泥沙的沉淀处理方案也成为本项目的一个难点和挑战。

二、工程设计总体方案

1.泥沙沉淀方案

从项目基本情况可以看出,要实现“清水入城”的总体目标,核心是解决水色黄浊的问题,也就是超细颗粒的沉淀问题。北川河水量丰沛,多年平均流量17.4m3/s,汛期7—9月,月平均流量大于30m3/s,若对全部天然来水进行沉淀处理后再进入城区,难度非常大。因此,对泥沙的处理方案总体思路确定为“以排为主、按需处理”,在工程总体布局上,将河道分为内河和外河,内河是城区的生态景观核心,外河在城区外侧,肩负着防洪保安的作用,根据河道位置和功能的不同区别对待,仅对内河所需的生态水量进行沉沙处理,保证内河为清水,外河仍然以泄洪排沙为主。经计算,从水环境角度,内河所需生态水量为2.7m3/s。也就是说,只对这一部分水量进行泥沙处理,其余水量通过外河排走。根据工程实际情况,对常规泥沙处理方法、排沙漏斗、超磁工艺等泥沙处理方案进行了比较。(1)常规沉沙池方案常规沉沙池多用于灌溉、供水、引水发电等,为减少田间淤积或降低水轮机、水泵磨蚀而设,多用于处理0.05mm以上的泥沙。沉沙条渠可根据进出口建筑物控制,对泥沙沉降进行一定调节,使沉降效果较好,但长度大、占地大。经初步计算,本工程若采用传统沉沙条渠,处理2.7m3/s的流动水量,需要池长8.1km、水深2.5m、宽200m。针对西宁市区用地紧张的情况,常规沉沙条渠池是不适用的。(2)排沙漏斗清水分离装置排沙漏斗对粒径大于0.5mm的泥沙排除率接近100%,对粒径为0.5~0.05mm的泥沙可排除90%以上。排沙耗水量平均仅占总引水量的3%~5%,但是常规排沙漏斗对小于0.05mm的泥沙沉降率不理想。近年,周著教授等科技工作者在常规排沙漏斗的基础上,针对小于0.05mm以下粒径的泥沙,进一步研制出了排沙漏斗清水分离装置,可对超细颗粒的浑水进行沉淀、分离,达到很好的效果,但仅在农村饮水等少量工程中应用,还没有较大流量的实际工程经验。排沙漏斗清水分离装置的优点:占地小,无须外加动力,运行管理简单,排除泥沙直接冲走,不需清淤。缺点是需要较大的高差,对本工程而言,需要8m左右的高差。(3)超磁工艺处理高浊度水超磁工艺处理高浊度水的工作原理是:浑水经提升至混凝反应池,与一定浓度磁粉均匀混合,形成以磁粉为“核”的微磁絮团;混凝反应池出水流入超磁分离设备,在高强度磁场作用下,磁性微絮团吸附在磁盘上,磁盘在旋转过程中絮团被带出水面,通过位于水面之上的刮渣条将吸附的絮团从磁盘上刮离,实现微磁絮团与水体的分离,出水返回景观水体。由磁盘打捞出来的微磁絮团经磁回收系统实现磁粉和非磁性污泥的分离,磁粉循环使用,污泥进入污泥池,处理或外运。本处理方案的优点是占地小,处理效果好,且有保证。缺点是投资大,后期运行费较高。(4)沉沙方案及建议根据以上比较分析,沉沙条渠占地大,不适用于本工程,本工程可以采用湖泊形沉沙池,通过对沉沙池出口节制闸进行控制,采用静置沉沙的方式,以利于细颗粒悬移质的沉淀,当分水闸放水入沉沙池沉淀至水变清后,再向景观水系内河放水。根据工程实际情况推荐方案:主沉沙池选用静置沉沙方案,同时在岸边建设1个1m3/s的排沙漏斗浑水分离清水装置试验工程,进行悬移质泥沙处理实验,若实验效果较好,可在大沉沙池淤积满后不进行清淤,作为后期利用土地。

2.工程总体布局

从防洪角度来讲,汛期时应以“泄”为主,最好保持河道通畅,排泄泥沙,安全度汛,但是汛期水量大、不稳定,水质浑浊,景观效果差。如果主河道多级蓄水形成水面,汛期运行操作复杂,存在安全隐患,水质问题同样难以处理。项目组通过对泄洪、景观河道结合的方案,双层河道方案,河道分槽方案,分离河道方案进行了多方位比选,选择了分离河道方案,即泄洪与生态景观河道分离布置,分为内河和外河。外河在城区外侧,以泄洪功能为主;内河布置在主城区侧,以生态景观功能为主。

三、外河设计

西宁市地形呈现“四山夹三河”的“十”字形分布,市区位于河谷地带,市区的土地资源非常紧张。外河设计防洪标准为100年一遇,流量为430m3/s。为防洪安全,外河需要足够大的过流断面。但洪水是有一定几率的,北川河多年平均流量仅17.4m3/s。鉴于此,本次设计创造性提出“利用河底空间资源,考虑洪水几率,河底生态化”的治理方案。首次尝试在国内打造北方河流的“清溪川”模式。考虑不同流量状态的几率性和其呈现的效果及用地资源的紧张状况,设计外河底宽40m,河底设子槽,子槽宽16~25m,深1.2m,可保证夏季一般流量下不出子槽,使子槽两岸滩地成为人们的亲水活动场所。子槽采用格宾石笼防护,在满足较大的抗冲流速下兼具一定的生态性,利于水生植物生长。沿子槽间隔设置亲水台阶与景观平台,充分利用了河底空间资源;两岸采用台阶状分级处理,亲水节点位置降低单级台阶高程,有利于安全疏散。

四、内河设计

内河为生态景观河道,全长4.6km,无防洪任务。在内河设计中,以景观为主线,生态理念贯穿始终,营造了蜿蜒曲折、跌水、深潭、浅滩等多样化生境,采用了自然石、木桩、自然缓坡等透水、多孔隙的生态护岸形式。在岸边5m宽范围内,水深0.3~0.5m,保证人们的亲水安全。北川河纵坡较陡,由于河道纵比降较大,全段高差约25m,为保证景观效果,需要形成水面,设计共布置6级蓄水建筑物,采用溢流堰的形式,设计提出“一堰一景”的目标,结合城市历史、周边环境,打造了灵活多样的溢流堰形式,使其成为工程的新亮点。

五、滨水景观

滨水地带是城市景观的核心,更是城市文化的展示之地。以生态的视角打造北川河,通过大面积的风景林和生态修复,形成绿色廊道;以“水”为线索,以纯朴大气的高原生态湿地环境为基底,打造西宁周边最大的综合性湿地休闲文化旅游区;以青海和西宁文化为亮点,形成线性的文化展示廊道,最终实现“生态之河、绿色廊道、以水兴城、城河一体”的目标。沿河景观分区由北向南以历史时间为脉络,可分为5个景观区(园):①远古神话园。以远古文化及昆仑文化为线索,讲述远古时期5000年前马家窑文化及汉代以前的古羌文明,结合昆仑文化的神奇传说,共同演绎中华民族共有的精神家园和文明根基。以祭天圣地、西王圣母、盘古开天、古羌忆事、文明碎片等节点和雕塑一一展示。②感悟静思园。以高原生态湿地环境为基底,将现状水面扩大,并形成大小不一的多个岛屿、半岛,增加水体的流经长度和过水面积。在湿地西侧,以生态科普湿地展示景观为主,结合木栈道、生态亭廊、观鸟塔等建筑,还原自然的生态湿地环境。湿地东侧是以养生休闲为主要内容,以宗教带给人的感悟为主题,根据从各个宗教中提取出的共同要素———对宇宙的思索、对人生的思考等精神探索,构建整个园区的支线,将整个园区营造成一片静逸的“心灵圣地”。③河湟史诗园。分别设置了西平初现、铜印鉴古、河湟驿路、烽火连台、墙影昔现、古道交融、文成西行等节点,以历史的发展线索来展示西宁的历史变迁,结合特定时期出现的重大历史事件,展现河湟地区及北川的地域文化,展示西宁深厚的历史积淀及其对中华民族文化史的重大影响,给人以历史的厚重感和身为西宁人的自豪感。④民族文化园。以多族合鸣、水筑圣境、医显五源、草原盛会等节点展现各民族的辉煌历史文化、民族之间的团结友爱。⑤夏都魅力园。以大水面为中心,商业、绿地、广场等沿水边布局,结合上位规划,在水面的西侧滨水地带规划有三个多层商业建筑群,在建筑群的南北两侧形成两个大型节点,分别取意于昆仑金镶玉和银镶玉,即灵泉彩韵和会商聚宝。在大水面东侧,与西侧相呼应,形成一个以昆仑玉为主题的大型圆形景观空间。以现代的设计手法、景观元素来展现新时代的西宁魅力。

六、结语

排沙范文篇8

【关键词】网箱养鱼;水生态环境;芒里水库

引言

网箱养鱼是指在箱体中进行鱼类养殖,这种由合成纤维或金属网组装而成的形状较为规则的箱体,放置在水体中,箱内水体能够和箱外水体实现持续的交换,使得箱体内能够形成适合鱼类生长的环境,网箱养鱼的做法具有成本较低,收益较快,且经济效益高,管理简单等诸多优点。自20世纪80年代以来,我国便开始了网箱养鱼的产业模式,此后集约化的网箱养殖模式在中国发生了全新的变化。然而,随着网箱养鱼的规模和强度日益增强,绝大多数的水体部分或全部出现了水质恶化的情况,极大地影响了网箱养殖的收益,给渔民造成了难以承受的经济损失。因此,有人提出,网箱养鱼应控制在水体最大自净能力范围内进行,以降低网箱养鱼对水环境造成的破坏。该说法引起了国内外各界学者的持续重视。

1网箱养鱼对水环境造成污染的来源

(1)喂食残饵。一方面网箱养鱼呈现出高密度和集约化的形式,另一方面人工投送的鱼饵或冷冻鱼类等。因为这些诱饵的投送量过大造成在箱体内残余堆积,或喂食方法不合理,或者也可能是由于鱼类之间相互争夺导致箱体震动而使食物未能被摄入鱼体内,从而沉入箱底。残留的鱼饵富含蛋白质,脂肪,碳水化合物,矿物质和其他营养成分,这些成分溶解并释放在水体中,使得水中的营养物质的浓度急剧增高。如今,究竟应该投送多少鱼饵还没有明确的研究,因为残留的饵料和粪便难以得到收集和区分。在20世纪90年代,欧洲的一些渔民在网箱养殖鲑鱼的过程中,投送的鱼饵有90%被鱼类摄入,而摄入食物只有30%的食物用于自身的生长,其中65%作为新陈代谢产物排出,其余的10%成为粪便排出到水体中。在现在的养鱼生产过程中,直接沉入水体的鱼食大约占总投入量的13%~15%,而85%~87%的饲料被鱼类摄入体内消耗。

(2)鱼类的代谢产物。养殖鱼类使用的鱼饵的未能被消化部分,以及从消化道排出的细胞,粘液和细菌都以粪便的形式排出体外,进入到水体中。鱼的种类不同,其对食物的消化能力也不同,这也和鱼食的类型有关。温哥华认为杂食性鱼类的消化率大约为80%。食肉性鱼类的饵料中蛋白质含量相对较高,消化率一般会超过90%。然而,由于鱼饵中纤维含量非常大,植物食性鱼类的消化率通常不高于80%。一些外国学者认为,虾类摄入的饲料中大部分的氮被虾吸收,15%通过粪便排出。卓华龙等在研究了象山港网箱养殖中鲈鱼残留饵料和排泄物的情况后认为,象山港日饲料投入干重约为90t,残饵的产量26吨,网箱养殖的每日排泄量大约为7.5t。水中大量的残留物和粪便在水中沉积,会严重地对养殖区的水质造成污染。另一方面,鱼食中的蛋白质在消化后分解成氨基酸被吸收,一部分氨基酸用于合成鱼类自身生长所需蛋白质;一部分氨基酸用作氧化分解和能量供应的能量底物。同时,氨氮通过鳃排泄物和生殖孔产生和排出。相关研究数据表明养殖鲑鱼和鳟鱼的氮排泄物中总氨氮和尿素含量分别占70%~80%和15%~25%。

(3)沉积物。沉积物对水环境所造成的影响主要有:沉积物中的有机质能够分解消耗氧气,而厌氧代谢所产生的硫化氢和甲烷可以作为无氧代谢中间产物的积累,以及养分如氮磷等扩散到水体中。美国学者Kelly测量了大西洋鲑鱼网箱养殖区和对照区中沉积物所释放的磷和磷酸盐的总含量,数据证明网箱养殖区的沉积物中含量明显高于对照区的沉积物。还有一些学者对红海约旦北部海湾网箱养殖区水质和沉积物的研究证实,网箱养殖沉积物对底部总磷和有机质含量的提升起到了很大的作用,底水中亚硝酸盐和氨氮含量明显超过了地表水中的含量。杨玉英等人的研究结果表明,通过人工诱饵向虾塘输入的氮只有20%在虾体内转化为氮,其中大概64%~69%在虾池底部的淤泥中积累,仍然有8%~12%的以悬浮氮,溶解的有机氮和溶解的无机氮的形式存在。她认为,残余的饲料中溶解的营养盐和有机物质是影响养殖水环境,甚至造成虾塘自身污染的重要因素。

2网箱养鱼对水环境的影响

芒里水库位于云南省德宏州芒市遮放镇芒市河干流中下游峡谷,距州政府所在地芒市38km,距昆明707km,水库正常蓄水位为849m、死水位为839m,总库容4977万m3,调节库容2414万m3,为中型水库。芒里水电站工程自2004年开始筹建,主体土建工程于2006年10月开始施工,2009年10月投入商业运营。网箱养鱼虽然可以充分利用有限的水资源丰富市民的菜篮子,但过度放养,超负荷养殖不但不能提高经济效益,反而得不偿失;尤其是对多封闭、半封闭的水体极易形成污染,使得水体中营养物质含量升高,富营养化严重,下层水体缺氧,沉积环境中硫化物、有机质和还原物质含量升高,残留药物积蓄,有害微生物或厌微生物繁衍,养殖生态失衡,各类病害频繁发生,最终不仅直接导致鱼类死亡,还严重破坏库区水质。经调查,自2011年以来,芒里水库有2个养殖户在库区从事网箱渔业养殖,主要养殖罗非鱼和鲤鱼。网箱养殖区域约2500m,面积约1.08万平方米,共有27个网箱,年产量约4000t。相关监测数据表明,近年来,芒里水库除总氮指标外,其余指标均满足地表水Ⅲ类标准。目前,库区主要污染物质为总氮,其污染来源主要包括上游点面源污染、库周污染及库区节能环保内源污染,其中上游点面源污染通过3条入芒里水库河流汇入、库区周边污染主要为直接入库的面源污染,库内污染主要为网箱养鱼产生的污染,总氮年际变化曲线如图1所示。对芒里水库各污染源的污染负荷进行定量分析,其中通过排污口监测测定上游及库区点源污染负荷量、利用GWLF模型计算上游及周边面源污染负荷量、通过质量守恒法计算库区内网箱养鱼污染负荷量,结果表明,芒里水库总氮污染主要来源于网箱养鱼。

3芒里水库改变情况

由于网箱养鱼对水体的巨大影响,市民反映强烈,引起了沿河两岸群众和社会各界的广泛关注,当地政府采取强制措施,下文依法取缔芒里水库网箱养鱼,并要求于2015年10月15日前完成取缔工作。经过对网箱养鱼的治理,芒里水库总氮浓度年内变化具有明显特征,每年基本相同,大体为夏季浓度低、冬季浓度高。夏季由于藻类生长旺盛,大量藻类吸收水体中氮元素,导致水体中总氮浓度降低,而入秋后,随着藻类的死亡分解,藻密度降低,氮元素再次释放到水体中,使得水体总氮浓度回升,整体上看,每年5、6月达到总氮浓度最低值,而次年1、2月达到最高值。网箱养鱼全面清理完毕后芒里水库水质感官有所改善,水质呈好转趋势。由于芒里水库总氮浓度年内并不均衡,不宜将清理前后逐月总氮浓度直接比较。笔者将清理前后的2015-2018年同期总氮浓度情况进行对比,分析网箱清理前后水质变化情况。网箱清理后,避免了污染负荷的继续增加,芒里水库水质出现Ⅴ类和劣Ⅴ类的情况逐年减少,然而总氮年均值逐年下降幅度缓慢,可见网箱养鱼清理对芒里水库的水质改善的速度及幅度均有所提高,但是改善效果并不特别明显,原因在于水库截流后库区水体流速明显变缓加之长期网箱养鱼,喂食残饵和鱼类代谢物直接污染水体的同时大量沉积于库底形成营养浓度极高的底泥,持续污染水体。

4应对措施

4.1增殖放流修复生态芒里水库体量大,污染物总量较大,水体恢复需要一定过程,网箱清理后需辅以增殖放流等生态修复措施,进一步提升水质。

4.2合理利用生物防治办法可以在库区内合理地放置一些水生生物,以吸收水中过多的养分,采用生物防治手段,使水体环境不断改善。另一方面,还可以利用光合细菌对库区中水环境进行整治,效果也非常可观。

4.3水库疏浚在正常情况下,实施疏浚工程的主要目的有两个:①提高河道洪水流量,改善航行条件,增加水库容量;②消除内源性污染,改善河流和湖泊的水环境,为进一步修复污染水体创造条件。对于疏浚工程,为了提高排水能力或增加湖泊的蓄水能力,疏浚技术要求相对简单,易于实施。为了改善水环境的疏浚,相应的技术要求相对较高。如果不满足这一要求,疏浚效果将大大降低,甚至水质也会恶化。因此,有必要讨论疏浚计划的制定,以改善水环境。在制定疏浚方案以改善水环境时:首先,应清楚地了解受污染沉积物的沉积特征,分布规律和物理化学特性。其次,应根据更准确的测量数据确定合理的开挖深度。完成泥沙总量测量和总量测量,科学合理安排疏浚范围和规模,疏浚作业区划分,工程量,疏浚方法,机械配置,工作制度和施工期;选择沉积物储存地点和处理过程的选择,尤其是综合利用计划,必须有明确的技术计划。

4.4排沙和冲沙泥沙淤积会使水库的库容减小,水坝淤积影响工程寿命。排沙和冲沙都是通过开启水库的底部泄沙涵闸门、用水力来冲排。排沙措施包括排泄洪水中的泥沙和异重流排沙,冲沙包括降落水位冲沙和放空排沙。对尚未沉积的悬移质和推移质泥沙可以采用排沙方法;而对已沉积的泥沙,则可采用冲沙手段。排沙和冲沙带走淤积泥沙的同时也带走了营养浓度极高的底泥,可结合水库发电需要、来水过程和根据底泥移动情况有针对性的合理规划排沙和冲沙。

5结语

研究结果表明,网箱养鱼造成水环境污染的来源主要包括三个方面:①喂食残饵;②养殖生物的代谢产物;③养殖产生的沉积物。总体研究结果显示,芒里水库关键污染因子总氮主要来源于网箱养鱼,因此在彻底清除网箱养鱼之后可以因地制宜结合增殖放流、生物防治、水库疏浚、排沙冲沙等措施来进一步加速水体恢复,还芒里水库一个青山绿水的健康水生态环境。

参考文献

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[4]蒋增杰,王明祥,许德智,等.浅析鱼类网箱养殖对水环境的影响及解决办法[J].现代渔业信息,2016,18(7):3-5.

排沙范文篇9

“维持黄河健康生命”是一种新的治河理念,其初步理论框架为:“维持黄河健康生命”是黄河治理的终极目标,“堤防不决口,河道不断流,污染不超标,河床不抬高”是体现其终极目标的四个主要标志。河流生命的核心是水,命脉是流动。河流生命的形成、发展与演变是一个自然过程,有其自身的发展规律,并对外界行为有着巨大的反作用力和规范性。初步考虑,要实现“维持黄河健康生命”的目标,黄河治理应通过九条途径,即:减少入黄泥沙的措施建设;流域及相关地区水资源利用的有效管理;增加黄河水资源量的外流域调水方案研究;黄河水沙调控体系建设;制定黄河下游河道科学合理的治理方略;使下游河道主槽不萎缩的水量及其过程塑造;满足降低污径比使水质不超标的水量补充要求;治理黄河河口,以尽量减少其对下游河道的反馈影响;黄河三角洲生态系统的良性维持。

对于黄河下游的洪水泥沙管理来讲,维持黄河健康生命的内涵具体可描述为:利用中游水库群的水沙联合调度塑造协调的水沙关系,恢复、维持下游主槽过流能力;利用人工、自然的措施逐步缓解“二级悬河”严峻形势,调整滩槽洪水期分流比,减少“横河、斜河、滚河、顺堤行洪”几率,确保黄河安澜;将具有典型滞洪沉沙功能的黄河下游滩区纳入蓄滞洪区管理,滩区享受国家蓄滞洪区补偿政策,从政策面上构筑人、河、沙和谐的管理环境,以使洪水泥沙管理能够实施和延续。

一、黄河中、下游洪水控制现状

目前,黄河下游防洪的关键性控制工程小浪底水利枢纽工程已经建成,并于2001年投入运用。除了正在规划阶段的中游碛口、古贤和沁河河口村水库外,黄河中下游的防洪体系已基本建立,以万家寨、三门峡、小浪底、陆浑、故县五座水库为主形成了水库联合调度体系。1998年以来,国家又加大了对黄河下游治理的投入力度,开展了下游堤防加高加固,险点处理,险工加高改建和河道整治工程建设,形成了河道工程体系,以东平湖、北金堤、南北展等蓄滞洪区形成了蓄滞洪体系。水文、通讯、组织指挥、抢险救灾等防洪非工程措施也在近些年得到了发展和提高,整体上使黄河下游防洪形势明显改观。上述工程体系“上拦下排,两岸分滞”和非工程措施构成了当前黄河下游总的洪水控制现状。

具体表现为:一是小浪底水库和三门峡、故县、陆浑等水库联合调度,调蓄洪水,显著削减了黄河下游稀遇洪水,使花园口断面百年一遇洪峰流量由29200立方米每秒削减到15700立方米每秒,千年一遇洪峰流量由42100立方米每秒削减到22600立方米每秒,接近花园口设防流量22000立方米每秒。“上大洪水”逐步得到控制,“下大洪水”和“上下较大洪水”得到一定程度控制。二是利用小浪底水库拦沙和调水调沙库容可减轻下游河道淤积76亿吨相当于20年左右的淤积量。三是堤防已经满足2000年水平设计水位的高度要求,抗洪能力得到加强,同时高村以下河势也得到初步控制。

二、洪水泥沙管理的实现途径

黄河复杂难治的主要症结在于“水少、沙多,水沙关系不协调”,因此,只有抓住这一主要矛盾,正确认识和处理洪水与泥沙问题,才能真正实现由洪水控制向洪水泥沙管理的转变。

自古以来,黄河洪水威胁一直是中华民族的心腹之患。经过多年建设,现已初步形成“上拦下排,两岸分滞”的工程体系,基本具备了控制和处理洪水的“硬件”。同时,随着“数字黄河”工程建设的加快,“数字防汛”等一系列“软件”逐步配套,这些“硬件”和“软件”构成了较为完整的黄河防洪体系。依靠这一体系,可以针对不同量级的洪水实施有效控制和高效利用,也可以根据治黄需求,通过联合调度塑造洪水,防止河道萎缩,减少河道淤积,实现由过去单一控制洪水向洪水泥沙管理的转变。

1有效控制黄河大洪水、贯彻水沙联调指导思想

对于黄河大洪水和特大洪水,要致力于提高控制能力,依据水文预报、工程布局和可控能力,按照科学合理的洪水处理方案,通过干支流水库的联合调度和蓄滞洪区的适时启用,将洪水控制在两岸标准化堤防之间,确保大堤不决口,尽最大努力减少灾害损失。同时,黄河大洪水和特大洪水发生时,除三花间洪水外,一般都伴随较高含沙量,因而在控制的同时,贯彻水沙联调指导思想,尽可能做到水库、河道冲淤兼顾,依据阶段管理目标,塑造协调的水沙关系,但该类洪水泥沙的主要管理目标是黄河安澜。

2利用黄河中常洪水,实施水沙合理配置(调水调沙)

由于小浪底等水库在初步设计时对于黄河中常洪水一般不予控制,而中常洪水在洪量、洪峰流量、含沙量、沙量等特征值方面,又都处于中游水库群调控能力之内。因此,管理的途径是:合理承担适度风险,充分考虑黄河洪水的资源属性和造床功能。一是通过塑造协调的水沙关系,让洪水冲刷河槽,挟沙入海,恢复河槽的过流能力。二是将黄河洪水资源化,可对汛期洪水进行分期管理,科学拦蓄后汛期洪水或低含沙量洪水为翌年春灌和确保黄河不断流提供宝贵的水资源。三是实施小北干流放淤“淤粗排细”。在三门峡水库以上禹门口至潼关河段660平方公里的河道滩地上,利用弯道水力学、缓流分选泥沙水力学等原理,通过设置引洪放淤闸、弯道溢流堰、淤区格堤、退水闸等工程,靠水流自然力量,人为控制泥沙的颗粒级配,达到“淤粗排细”的目的。小北干流放淤分无坝放淤试验、无坝放淤和有坝放淤三个阶段实施?首先通过无坝放淤试验取得基本参数,在此基础上实施无坝放淤,远期在黄河北干流建设以放淤为主要目的的水利枢纽,通过水库的水沙调控进一步扩大放淤区域和提高放淤效率。四是利用小浪底水库等干流骨干水库“拦粗泄细”。小浪底水库是调控黄河下游水沙的关键工程。按照设计,在其126.5亿立方米的总库容中,拦沙库容为75.5亿立方米?可拦蓄泥沙100亿吨。要科学设计小浪底水库的运用方式,尽可能做到拦蓄粗沙,泄放细沙,以最大限度地提高水库的拦沙减淤效率,同时延长水库拦沙使用年限。将来在古贤等骨干水库建成后,也可通过“拦粗泄细”运用,显著减少进入下游河道的粗泥沙。

3塑造黄河洪水,调整泥沙

河道是洪水和泥沙的输移通道,当河道内长期没有洪水通过时,河道主河槽就会发生萎缩。事实上,20世纪50年代,黄河发生的最大洪水为22300立方米每秒,相应河槽平滩流量为8000立方米每秒;20世纪80年代,黄河发生最大洪水为15300立方米每秒,相应河槽平滩流量为6000立方米每秒;20世纪90年代,黄河发生最大洪水为7600立方米每秒,相应河槽平滩流量为3000立方米每秒;进入21世纪,黄河没有发生一次大于4000立方米每秒的编号洪峰,相应河槽平滩流量已衰减至2000立方米每秒以下。因此,要树立强烈的洪水造床及输沙意识,在河道里没有洪水且条件具备时,要通过中游水库群联合调度等措施塑造人工洪水及其过程,达到减少水库泥沙淤积、调整泥沙淤积形态、防止河道主河槽萎缩和携沙入海的多重目的。

需要强调指出的是,目前,控制黄河洪水的意识根深蒂固,但利用黄河洪水,特别是塑造黄河洪水的理念较为淡薄,甚至尚未建立,根据黄河的特点和存在问题,今后必须建立洪水利用和洪水塑造的概念,并认真加以研究利用塑造洪水的方法、途径及手段,通过不断探索与实践,使之逐步调整、完善,让黄河洪水为“维持黄河健康生命”服务。

三、洪水泥沙管理的实践

1.黄河首次调水调沙试验

首次调水调沙试验是针对小浪底水库初期运用的特点进行的,实施的是小浪底和三门峡两库水库联合调度方式,主要目标是寻求试验条件下的黄河下游泥沙不淤积的临界流量和临界时间。使下游河道?特别是艾山至利津河段不淤积或尽可能冲刷。同时检验河道整治成果、验证数学模型和实体模型、深化对黄河水沙规律的认识。试验以小浪底水库蓄水为主或小浪底至花园口区间?简称小花间来水为主水库相机调水调沙,控制指标为花园口临界流量2600立方米每秒的时间不少于10天,平均含沙量不大于20千克每立方米,相应艾山站流量2300立方米每秒左右,利津站流量2000立方米每秒左右。试验结束后控制花园口流量不大于800立方米每秒。

2002年7月4日上午9时,小浪底水库开始加大下泄流量,调水调沙试验进入调度实施阶段,直到小浪底出库流量恢复到800立方米每秒以下,水库调度历时11天。黄河下游河道净冲刷量为0.362亿吨,下游河槽全程发生明显冲刷,主槽沿程冲刷1.063亿吨,滩地淤积0.701亿吨,下游平滩流量均有一定程度的增加,以漫滩最为严重的夹河滩至孙口河段平滩流量增大幅度最大,平均增加约300~500立方米每秒。

2.黄河第二次调水调沙试验

黄河第二次调水调沙试验是结合防洪预泄进行的,实施的是小浪底、三门峡、陆浑、故县四库水沙联合调度,是典型的水沙多目标调度方式,主要目标是:水资源安全、干支流减灾、下游不发生大的漫滩损失、小浪底库区减淤、闸前防淤堵、为2004年水库在250米以上运用创造条件、实现下游河道发生冲刷或至少不发生大的淤积、进一步深化对黄河水沙规律的认识等。

在试验调控技术方面,有效利用小花间的清水与小浪底水库下泄的高含沙量水流在花园口进行水沙“对接”,即:“小花间无控区清水负载,小浪底调水配沙”。

第二次调水调沙试验历时12.4天。花园口站平均流量为2390立方米每秒?平均含沙量31.1千克每立方米,完全达到了预案规定的水沙调控指标;下游河道全河段基本上都发生了冲刷,总冲刷量0.456亿吨,达到了下游河道减淤的目的和小浪底水库尽量多排泥沙的预定目标。下游主要测验断面同流量水位降低,主槽过洪能力增加。

3.黄河第三次调水调沙试验

黄河第三次调水调沙试验是针对小浪底水库汛初蓄水较多?黄河中游又无中小洪水的特点进行的,实施的是黄河干流万家寨、三门峡、小浪底三库串联联合调度方式,主要目标是实现黄河下游主河槽全线冲刷,进一步恢复下游河道主槽的过流能力,调整黄河下游两处卡口段的河槽形态、增大过洪能力,调整小浪底库区的淤积形态,进一步探索研究黄河水库、河道水沙运动规律。

此次试验小浪底水库出库沙量0.0572亿吨,利津站输沙量0.6434亿吨,小浪底至利津河段冲刷0.6071亿吨,各河段均发生冲刷。小浪底库区淤积设计淤积平衡纵剖面以上淤积的3850万立方米泥沙尽数冲刷,库区淤积三角洲形态得到了合理调整。黄河下游卡口河段河槽形态调整,徐码头、雷口两处卡口河段主槽平均冲刷深度为0.25~0.47米,主槽过流能力进一步提高,达到2800~2900立方米每秒。7月8日13时50分,小浪底库区异重流排沙出库,浑水持续约80小时,首次人工异重流塑造获得圆满成功。对黄河水库、河道水沙运动规律的认识进一步深化,在水库群水沙调度、异重流运行状态、人工扰动泥沙的效果等方面取得了大量原始数据,为今后多方面研究运用黄河水沙运行规律提供了丰富的基础资料。

4.黄河小北干流放淤试验

黄河小北干流禹门口至潼关河段,河道长132.5公里,河宽3~18公里,滩地面积为682平方公里。滩区多为沙荒盐碱地,土地利用率不高,社会经济发展相对落后,是天然的沉滞沙场所。2004年放淤试验的地点选在连伯滩。

2004年7月,在经过大量查勘和论证之后,黄委在小北干流开始实施放淤试验,这是继调水调沙试验之后,运用自然规律进行黄河治理的又一项开拓性工作。试验的关键是人为控制泥沙的颗粒级配,实现“淤粗排细”的目标。为此编制了试验工程设计报告及调度预案,利用放淤闸、弯道溢流堰、淤区格堤、退水闸等工程和由次洪量、历时、含沙量、泥沙级配、洪峰流量等指标组成的调度指标体系,靠水力自然力量,达到分选泥沙的目的。从7月26日16时放淤闸首次开启至8月26日14时结束,成功实施了6轮试验,累计放淤历时297小时,共淤积粗泥沙437.8万吨,初步实现了“淤粗排细”的目标,通过水沙运行状况监测、分析,取得了大量的监测资料,初步掌握了粗泥沙的运动规律,为今后大规模实施放淤调度提供了经验和科学依据。对减缓小浪底库区泥沙淤积速度,延长小浪底水库使用寿命,并减缓黄河下游河道淤积具有重要的意义。

5.黄河2003年秋汛调度

2003年8月下旬至10月中旬,黄河流域中下游连续发生6次强降雨过程遭遇罕见的“华西秋雨”天气,形成多次洪峰,发生了自1981年以来历时最长、洪量最大的秋汛。整个调度过程中,在科学分析的基础上,针对洪水含沙量低、洪峰低、接近汛末等特点,黄河防总、黄委决定承担一定风险,实施了第一次真正意义上的“四库水沙联调”,多次成功削减黄河下游洪峰,大大减轻了下游防洪压力。避免了多次多股洪水汇合叠加后造成黄河花园口站可能形成的5000~6000立方米每秒的洪峰,将下游花园口站洪水始终控制在2400~2700立方米每秒之间,削峰率达40~50%,有效地减轻了下游滩区的洪水灾害,妥善处理了局部救灾和整体防洪的矛盾、降低潼关高程和三门峡运用方式的矛盾、水库安全和下游滩区安全的矛盾、防洪和水资源安全的矛盾,实现了拦洪、减灾、减淤、洪水资源化等多重目标。

据统计,2003年汛期利用小浪底、陆浑、故县、三门峡四座水库拦蓄洪水后,使下游滩区213.41万亩耕地免遭洪水淹没,使滩内76.85万人免遭洪水袭击,减免直接经济损失84.8亿元。

四、黄河下游滩区纳入蓄滞洪区管理问题探讨

黄河下游两岸堤防之间有广阔的滩区,居住有大量人口。根据2000年统计资料,滩区总面积4046.9万平方公里,它既是行滞洪、沉沙的场所,又是滩区群众的生产生活场所,目前有耕地375.50万亩,村庄2052个,人口180.94万人。

黄河滩区作为河流行洪、滞洪和沉沙的地域,在历年的防洪保安全中发挥了巨大作用,但由于滩区频繁漫滩,且受灾后无补偿渠道,致使滩区经济发展缓慢,生活落后。据不完全统计,建国以来在中下游河段基本无工程控制的条件下,滩区遭受不同程度的洪水漫滩20余次,累计受灾人口887.16万人次、受灾村庄13275个次、受淹耕地2560.29万亩次。滩区农民收入仅为本省农民人均收入的27~47%,部分地区已成为河南、山东省甚至全国的重点贫困地区。

由于黄河水少沙多、水沙不平衡的基本特点长期难以改变,黄委经过多次研究,为保障黄淮海平原安全,对黄河采取“稳定主槽,调水调沙,宽河固堤,政策补偿”的治河方略,在这个治黄方略下仍需对滩区采取淤滩刷槽的方针。小浪底水利枢纽的修建与中游三门峡、陆浑、故县水库联合运用后,虽然可使洪峰流量受到一定的控制,但黄河下游仍然会不可避免地出现漫滩,滩区群众的贫困现状仍难以改变。

黄河下游河道淤积,河势游荡多变,主槽过洪能力低,小水漫滩,“横河”、“斜河”、“滚河”、“顺堤行洪”等的严峻形势急需改变,利用小浪底水库调水调沙是改善这种状况的有效措施。按照规定,小浪底水库对于8000立方米每秒以下洪水不能拦蓄,但从滩区群众的生存发展要求来看,必须对4000~8000立方米每秒的洪水进行控制。洪水控泄造成的后果为:一方面小浪底水库将提前被淤废,经国家多年努力投巨资建成的黄河下游防洪关键性控制工程将大大缩短使用寿命,丧失其防御大洪水的作用。另一方面,长期小流量下泄,将导致河道持续萎缩,“二级悬河”迅速发展使黄河下游防洪形势进一步恶化,维持河流健康生命的目标也难以实现。

排沙范文篇10

“维持黄河健康生命”是一种新的治河理念,其初步理论框架为:“维持黄河健康生命”是黄河治理的终极目标,“堤防不决口,河道不断流,污染不超标,河床不抬高”是体现其终极目标的四个主要标志。河流生命的核心是水,命脉是流动。河流生命的形成、发展与演变是一个自然过程,有其自身的发展规律,并对外界行为有着巨大的反作用力和规范性。初步考虑,要实现“维持黄河健康生命”的目标,黄河治理应通过九条途径,即:减少入黄泥沙的措施建设;流域及相关地区水资源利用的有效管理;增加黄河水资源量的外流域调水方案研究;黄河水沙调控体系建设;制定黄河下游河道科学合理的治理方略;使下游河道主槽不萎缩的水量及其过程塑造;满足降低污径比使水质不超标的水量补充要求;治理黄河河口,以尽量减少其对下游河道的反馈影响;黄河三角洲生态系统的良性维持。

对于黄河下游的洪水泥沙管理来讲,维持黄河健康生命的内涵具体可描述为:利用中游水库群的水沙联合调度塑造协调的水沙关系,恢复、维持下游主槽过流能力;利用人工、自然的措施逐步缓解“二级悬河”严峻形势,调整滩槽洪水期分流比,减少“横河、斜河、滚河、顺堤行洪”几率,确保黄河安澜;将具有典型滞洪沉沙功能的黄河下游滩区纳入蓄滞洪区管理,滩区享受国家蓄滞洪区补偿政策,从政策面上构筑人、河、沙和谐的管理环境,以使洪水泥沙管理能够实施和延续。

一、黄河中、下游洪水控制现状

目前,黄河下游防洪的关键性控制工程小浪底水利枢纽工程已经建成,并于2001年投入运用。除了正在规划阶段的中游碛口、古贤和沁河河口村水库外,黄河中下游的防洪体系已基本建立,以万家寨、三门峡、小浪底、陆浑、故县五座水库为主形成了水库联合调度体系。1998年以来,国家又加大了对黄河下游治理的投入力度,开展了下游堤防加高加固,险点处理,险工加高改建和河道整治工程建设,形成了河道工程体系,以东平湖、北金堤、南北展等蓄滞洪区形成了蓄滞洪体系。水文、通讯、组织指挥、抢险救灾等防洪非工程措施也在近些年得到了发展和提高,整体上使黄河下游防洪形势明显改观。上述工程体系“上拦下排,两岸分滞”和非工程措施构成了当前黄河下游总的洪水控制现状。

具体表现为:一是小浪底水库和三门峡、故县、陆浑等水库联合调度,调蓄洪水,显著削减了黄河下游稀遇洪水,使花园口断面百年一遇洪峰流量由29200立方米每秒削减到15700立方米每秒,千年一遇洪峰流量由42100立方米每秒削减到22600立方米每秒,接近花园口设防流量22000立方米每秒。“上大洪水”逐步得到控制,“下大洪水”和“上下较大洪水”得到一定程度控制。二是利用小浪底水库拦沙和调水调沙库容可减轻下游河道淤积76亿吨相当于20年左右的淤积量。三是堤防已经满足2000年水平设计水位的高度要求,抗洪能力得到加强,同时高村以下河势也得到初步控制。

二、洪水泥沙管理的实现途径

黄河复杂难治的主要症结在于“水少、沙多,水沙关系不协调”,因此,只有抓住这一主要矛盾,正确认识和处理洪水与泥沙问题,才能真正实现由洪水控制向洪水泥沙管理的转变。

自古以来,黄河洪水威胁一直是中华民族的心腹之患。经过多年建设,现已初步形成“上拦下排,两岸分滞”的工程体系,基本具备了控制和处理洪水的“硬件”。同时,随着“数字黄河”工程建设的加快,“数字防汛”等一系列“软件”逐步配套,这些“硬件”和“软件”构成了较为完整的黄河防洪体系。依靠这一体系,可以针对不同量级的洪水实施有效控制和高效利用,也可以根据治黄需求,通过联合调度塑造洪水,防止河道萎缩,减少河道淤积,实现由过去单一控制洪水向洪水泥沙管理的转变。

1有效控制黄河大洪水、贯彻水沙联调指导思想

对于黄河大洪水和特大洪水,要致力于提高控制能力,依据水文预报、工程布局和可控能力,按照科学合理的洪水处理方案,通过干支流水库的联合调度和蓄滞洪区的适时启用,将洪水控制在两岸标准化堤防之间,确保大堤不决口,尽最大努力减少灾害损失。同时,黄河大洪水和特大洪水发生时,除三花间洪水外,一般都伴随较高含沙量,因而在控制的同时,贯彻水沙联调指导思想,尽可能做到水库、河道冲淤兼顾,依据阶段管理目标,塑造协调的水沙关系,但该类洪水泥沙的主要管理目标是黄河安澜。

2利用黄河中常洪水,实施水沙合理配置(调水调沙)

由于小浪底等水库在初步设计时对于黄河中常洪水一般不予控制,而中常洪水在洪量、洪峰流量、含沙量、沙量等特征值方面,又都处于中游水库群调控能力之内。因此,管理的途径是:合理承担适度风险,充分考虑黄河洪水的资源属性和造床功能。一是通过塑造协调的水沙关系,让洪水冲刷河槽,挟沙入海,恢复河槽的过流能力。二是将黄河洪水资源化,可对汛期洪水进行分期管理,科学拦蓄后汛期洪水或低含沙量洪水为翌年春灌和确保黄河不断流提供宝贵的水资源。三是实施小北干流放淤“淤粗排细”。在三门峡水库以上禹门口至潼关河段660平方公里的河道滩地上,利用弯道水力学、缓流分选泥沙水力学等原理,通过设置引洪放淤闸、弯道溢流堰、淤区格堤、退水闸等工程,靠水流自然力量,人为控制泥沙的颗粒级配,达到“淤粗排细”的目的。小北干流放淤分无坝放淤试验、无坝放淤和有坝放淤三个阶段实施?首先通过无坝放淤试验取得基本参数,在此基础上实施无坝放淤,远期在黄河北干流建设以放淤为主要目的的水利枢纽,通过水库的水沙调控进一步扩大放淤区域和提高放淤效率。四是利用小浪底水库等干流骨干水库“拦粗泄细”。小浪底水库是调控黄河下游水沙的关键工程。按照设计,在其126.5亿立方米的总库容中,拦沙库容为75.5亿立方米?可拦蓄泥沙100亿吨。要科学设计小浪底水库的运用方式,尽可能做到拦蓄粗沙,泄放细沙,以最大限度地提高水库的拦沙减淤效率,同时延长水库拦沙使用年限。将来在古贤等骨干水库建成后,也可通过“拦粗泄细”运用,显著减少进入下游河道的粗泥沙。

3塑造黄河洪水,调整泥沙

河道是洪水和泥沙的输移通道,当河道内长期没有洪水通过时,河道主河槽就会发生萎缩。事实上,20世纪50年代,黄河发生的最大洪水为22300立方米每秒,相应河槽平滩流量为8000立方米每秒;20世纪80年代,黄河发生最大洪水为15300立方米每秒,相应河槽平滩流量为6000立方米每秒;20世纪90年代,黄河发生最大洪水为7600立方米每秒,相应河槽平滩流量为3000立方米每秒;进入21世纪,黄河没有发生一次大于4000立方米每秒的编号洪峰,相应河槽平滩流量已衰减至2000立方米每秒以下。因此,要树立强烈的洪水造床及输沙意识,在河道里没有洪水且条件具备时,要通过中游水库群联合调度等措施塑造人工洪水及其过程,达到减少水库泥沙淤积、调整泥沙淤积形态、防止河道主河槽萎缩和携沙入海的多重目的。

需要强调指出的是,目前,控制黄河洪水的意识根深蒂固,但利用黄河洪水,特别是塑造黄河洪水的理念较为淡薄,甚至尚未建立,根据黄河的特点和存在问题,今后必须建立洪水利用和洪水塑造的概念,并认真加以研究利用塑造洪水的方法、途径及手段,通过不断探索与实践,使之逐步调整、完善,让黄河洪水为“维持黄河健康生命”服务。

三、洪水泥沙管理的实践

1.黄河首次调水调沙试验

首次调水调沙试验是针对小浪底水库初期运用的特点进行的,实施的是小浪底和三门峡两库水库联合调度方式,主要目标是寻求试验条件下的黄河下游泥沙不淤积的临界流量和临界时间。使下游河道?特别是艾山至利津河段不淤积或尽可能冲刷。同时检验河道整治成果、验证数学模型和实体模型、深化对黄河水沙规律的认识。试验以小浪底水库蓄水为主或小浪底至花园口区间?简称小花间来水为主水库相机调水调沙,控制指标为花园口临界流量2600立方米每秒的时间不少于10天,平均含沙量不大于20千克每立方米,相应艾山站流量2300立方米每秒左右,利津站流量2000立方米每秒左右。试验结束后控制花园口流量不大于800立方米每秒。

2002年7月4日上午9时,小浪底水库开始加大下泄流量,调水调沙试验进入调度实施阶段,直到小浪底出库流量恢复到800立方米每秒以下,水库调度历时11天。黄河下游河道净冲刷量为0.362亿吨,下游河槽全程发生明显冲刷,主槽沿程冲刷1.063亿吨,滩地淤积0.701亿吨,下游平滩流量均有一定程度的增加,以漫滩最为严重的夹河滩至孙口河段平滩流量增大幅度最大,平均增加约300~500立方米每秒。

2.黄河第二次调水调沙试验

黄河第二次调水调沙试验是结合防洪预泄进行的,实施的是小浪底、三门峡、陆浑、故县四库水沙联合调度,是典型的水沙多目标调度方式,主要目标是:水资源安全、干支流减灾、下游不发生大的漫滩损失、小浪底库区减淤、闸前防淤堵、为2004年水库在250米以上运用创造条件、实现下游河道发生冲刷或至少不发生大的淤积、进一步深化对黄河水沙规律的认识等。

在试验调控技术方面,有效利用小花间的清水与小浪底水库下泄的高含沙量水流在花园口进行水沙“对接”,即:“小花间无控区清水负载,小浪底调水配沙”。

第二次调水调沙试验历时12.4天。花园口站平均流量为2390立方米每秒?平均含沙量31.1千克每立方米,完全达到了预案规定的水沙调控指标;下游河道全河段基本上都发生了冲刷,总冲刷量0.456亿吨,达到了下游河道减淤的目的和小浪底水库尽量多排泥沙的预定目标。下游主要测验断面同流量水位降低,主槽过洪能力增加。

3.黄河第三次调水调沙试验

黄河第三次调水调沙试验是针对小浪底水库汛初蓄水较多?黄河中游又无中小洪水的特点进行的,实施的是黄河干流万家寨、三门峡、小浪底三库串联联合调度方式,主要目标是实现黄河下游主河槽全线冲刷,进一步恢复下游河道主槽的过流能力,调整黄河下游两处卡口段的河槽形态、增大过洪能力,调整小浪底库区的淤积形态,进一步探索研究黄河水库、河道水沙运动规律。

此次试验小浪底水库出库沙量0.0572亿吨,利津站输沙量0.6434亿吨,小浪底至利津河段冲刷0.6071亿吨,各河段均发生冲刷。小浪底库区淤积设计淤积平衡纵剖面以上淤积的3850万立方米泥沙尽数冲刷,库区淤积三角洲形态得到了合理调整。黄河下游卡口河段河槽形态调整,徐码头、雷口两处卡口河段主槽平均冲刷深度为0.25~0.47米,主槽过流能力进一步提高,达到2800~2900立方米每秒。7月8日13时50分,小浪底库区异重流排沙出库,浑水持续约80小时,首次人工异重流塑造获得圆满成功。对黄河水库、河道水沙运动规律的认识进一步深化,在水库群水沙调度、异重流运行状态、人工扰动泥沙的效果等方面取得了大量原始数据,为今后多方面研究运用黄河水沙运行规律提供了丰富的基础资料。

4.黄河小北干流放淤试验

黄河小北干流禹门口至潼关河段,河道长132.5公里,河宽3~18公里,滩地面积为682平方公里。滩区多为沙荒盐碱地,土地利用率不高,社会经济发展相对落后,是天然的沉滞沙场所。2004年放淤试验的地点选在连伯滩。

2004年7月,在经过大量查勘和论证之后,黄委在小北干流开始实施放淤试验,这是继调水调沙试验之后,运用自然规律进行黄河治理的又一项开拓性工作。试验的关键是人为控制泥沙的颗粒级配,实现“淤粗排细”的目标。为此编制了试验工程设计报告及调度预案,利用放淤闸、弯道溢流堰、淤区格堤、退水闸等工程和由次洪量、历时、含沙量、泥沙级配、洪峰流量等指标组成的调度指标体系,靠水力自然力量,达到分选泥沙的目的。从7月26日16时放淤闸首次开启至8月26日14时结束,成功实施了6轮试验,累计放淤历时297小时,共淤积粗泥沙437.8万吨,初步实现了“淤粗排细”的目标,通过水沙运行状况监测、分析,取得了大量的监测资料,初步掌握了粗泥沙的运动规律,为今后大规模实施放淤调度提供了经验和科学依据。对减缓小浪底库区泥沙淤积速度,延长小浪底水库使用寿命,并减缓黄河下游河道淤积具有重要的意义。

5.黄河2003年秋汛调度

2003年8月下旬至10月中旬,黄河流域中下游连续发生6次强降雨过程遭遇罕见的“华西秋雨”天气,形成多次洪峰,发生了自1981年以来历时最长、洪量最大的秋汛。整个调度过程中,在科学分析的基础上,针对洪水含沙量低、洪峰低、接近汛末等特点,黄河防总、黄委决定承担一定风险,实施了第一次真正意义上的“四库水沙联调”,多次成功削减黄河下游洪峰,大大减轻了下游防洪压力。避免了多次多股洪水汇合叠加后造成黄河花园口站可能形成的5000~6000立方米每秒的洪峰,将下游花园口站洪水始终控制在2400~2700立方米每秒之间,削峰率达40~50%,有效地减轻了下游滩区的洪水灾害,妥善处理了局部救灾和整体防洪的矛盾、降低潼关高程和三门峡运用方式的矛盾、水库安全和下游滩区安全的矛盾、防洪和水资源安全的矛盾,实现了拦洪、减灾、减淤、洪水资源化等多重目标。

据统计,2003年汛期利用小浪底、陆浑、故县、三门峡四座水库拦蓄洪水后,使下游滩区213.41万亩耕地免遭洪水淹没,使滩内76.85万人免遭洪水袭击,减免直接经济损失84.8亿元。

四、黄河下游滩区纳入蓄滞洪区管理问题探讨

黄河下游两岸堤防之间有广阔的滩区,居住有大量人口。根据2000年统计资料,滩区总面积4046.9万平方公里,它既是行滞洪、沉沙的场所,又是滩区群众的生产生活场所,目前有耕地375.50万亩,村庄2052个,人口180.94万人。

黄河滩区作为河流行洪、滞洪和沉沙的地域,在历年的防洪保安全中发挥了巨大作用,但由于滩区频繁漫滩,且受灾后无补偿渠道,致使滩区经济发展缓慢,生活落后。据不完全统计,建国以来在中下游河段基本无工程控制的条件下,滩区遭受不同程度的洪水漫滩20余次,累计受灾人口887.16万人次、受灾村庄13275个次、受淹耕地2560.29万亩次。滩区农民收入仅为本省农民人均收入的27~47%,部分地区已成为河南、山东省甚至全国的重点贫困地区。

由于黄河水少沙多、水沙不平衡的基本特点长期难以改变,黄委经过多次研究,为保障黄淮海平原安全,对黄河采取“稳定主槽,调水调沙,宽河固堤,政策补偿”的治河方略,在这个治黄方略下仍需对滩区采取淤滩刷槽的方针。小浪底水利枢纽的修建与中游三门峡、陆浑、故县水库联合运用后,虽然可使洪峰流量受到一定的控制,但黄河下游仍然会不可避免地出现漫滩,滩区群众的贫困现状仍难以改变。

黄河下游河道淤积,河势游荡多变,主槽过洪能力低,小水漫滩,“横河”、“斜河”、“滚河”、“顺堤行洪”等的严峻形势急需改变,利用小浪底水库调水调沙是改善这种状况的有效措施。按照规定,小浪底水库对于8000立方米每秒以下洪水不能拦蓄,但从滩区群众的生存发展要求来看,必须对4000~8000立方米每秒的洪水进行控制。洪水控泄造成的后果为:一方面小浪底水库将提前被淤废,经国家多年努力投巨资建成的黄河下游防洪关键性控制工程将大大缩短使用寿命,丧失其防御大洪水的作用。另一方面,长期小流量下泄,将导致河道持续萎缩,“二级悬河”迅速发展使黄河下游防洪形势进一步恶化,维持河流健康生命的目标也难以实现。