小浪底水庫運用后三門峽水庫運用方式中一些問題的初

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1、小浪底水庫運用后三門峽水庫運用方式中一些問題的初摘要：小浪底水庫投入運用后三門峽水庫的運用方式將作調(diào)整，本文運用黃河水庫一維水動力學(xué)泥沙數(shù)學(xué)模型通過典型條件下的方案對比計算與分析，從減少庫區(qū)淤積及增加電站出力兩方面綜合考慮，認為水庫非汛期運用的第4方案較好;從排沙效果來看,汛期水庫降低水位開始排沙的入庫流量應(yīng)選擇大于1500m3/s為宜。關(guān)鍵詞：泥沙數(shù)學(xué)模型水庫運用方式方案北村水位1引言　　小浪底水庫投入運用后，三門峽水庫所承擔(dān)的防洪、防凌和調(diào)沙減淤任務(wù)將會有所變更，在新情況下，三門峽水庫如何調(diào)度運用需要進行研究。在發(fā)生

2、特殊的洪水或凌汛年份，三門峽與小浪底水庫聯(lián)合運用共同承擔(dān)，這在小浪底水庫設(shè)計中已有具體安排，故不再進行研究，本文主要就一般年份里三門峽水庫運用的有關(guān)問題作初步研究。采用一維水動力學(xué)泥沙數(shù)學(xué)模型進行方案計算，并結(jié)合實測資料，對各方案庫區(qū)的沖淤變化作綜合分析。2水庫一維泥沙數(shù)學(xué)模型2.1基本方程水流連續(xù)方程Qi+1=Qi+Ql(1)水流能量方程Zi+αiV2i/2g=Zi+1+αi+1V2i+1/2g+halstyle="TEXT-ALIGN:right"align=right>(2)非均勻懸沙擴散方程(3)泥沙連續(xù)方程(4

3、)式中i、678910111213US>j分別為過水?dāng)嗝嫘蛱柤皯疑沉浇M序號；Ql、halstyle="TEXT-ALIGN:left"align=leftstyle1>2.2異重流輸沙計算　　當(dāng)異重流在底坡較陡的庫底運行時，異重流的潛入條件可以采用下式判別γ0/γm-γ0·V20/gh0=0.6(5)式中V0、h0分別為異重流潛入斷面的平均流速和水深；γm、γ0分別為異重流和清水的容重?！　‘?dāng)庫底坡度很緩時，根據(jù)韓其為等人的研究[２]，異重流的潛入條件應(yīng)為h=max[h0,hn](6)式中h0為按式(5)計算的潛入點水

4、深；hn為異重流均勻運動時的水深。　　產(chǎn)生異重流后，從潛入斷面開始要逐斷面計算異重流的水力參數(shù)。在異重流運動過程中，因沿程流量減少不多，故在一個計算時段內(nèi)可以作為恒定流來處理。異重流的阻力系數(shù)取平均值λt=0.025。異重流水深計算選用異重流均勻運動水深計算公式進行，即hn=（λt/8gJ0·γ0/Δγ·Qe/Be）X)]1/3(7)式中J0為分河段底坡；Qe為異重流流量；Be為異重流寬度。678910111213宋體">　　異重流挾沙力、含沙量以及沖淤量等的計算均與明流相同，只是此時的水力參數(shù)應(yīng)采用異重流的。2.3求解

5、過程　　數(shù)學(xué)模型中一些基本問題的處理，如沖積河流的阻力變化關(guān)系、懸移質(zhì)水流挾沙力、床沙級配計算以及沖淤量沿橫斷面的分布等已在文獻[1]中論述過，一維水流、泥沙控制方程組的離散和數(shù)值求解方法也詳見文獻[1]。值得指出的是，對于每一計算時段，當(dāng)斷面發(fā)生沖刷時，為了避免床沙級配計算中可能出現(xiàn)負值，特限制任一粒徑組泥沙的沖刷量應(yīng)小于活動層內(nèi)床沙所能提供的量；當(dāng)斷面淤積時，規(guī)定每一時段的淤積總量應(yīng)小于活動層面積，否則，通過縮短時段來滿足。若相鄰時段水流泥沙條件發(fā)生較大變化，如壩前水位驟降等，模型可以通過自動縮短計算時段來實現(xiàn)水沙條

6、件的較平穩(wěn)過渡，從而使溯源沖刷的模擬水平有了較大的提高。3模型驗證　　為了使所建模型適用于預(yù)測黃河中游大型水庫庫區(qū)泥沙沖淤過程和趨勢，本文選用三門峽水庫潼關(guān)以下庫區(qū)1960～1988年共28年的實測水沙系列進行驗證計算。三門峽水庫三個不同運用期庫區(qū)及分河段沖淤總量的驗證結(jié)果見表1，其中實測值為斷面法測量結(jié)果。可以看出，各時段各河段計算的沖淤總量與實測值相差最大為0.9億m3，一般為0.5億m3，二者符合良好。累積沖淤過程以及每年汛期、非汛期的沖淤量也與實測結(jié)果符合較好，縱向沖淤分配在定性和定量方面與實際也較為接近。表1三

7、門峽水庫三個不同運用期庫區(qū)沖淤總量驗證(單位：億m3)parisonofcalculatederosionanddepositioneasuredinSanmenxiareservoir河段潼關(guān)～史家灘潼關(guān)～太安太安～史家灘時段實測計算實測計算實測計算1961.6～1965.1028.0827.817.918.4420.1819.361965.10～1974.6-3.48-3.52-0.50-0.21-2.98-3.311974.6～1988.10-0.83-0.54-0.87-0.480.03-0.064三門峽水庫非汛

8、期運用方式研究三門峽水庫在非汛期一般不再承擔(dān)或很少承擔(dān)防凌任務(wù)，為了保證三門峽水庫在5、6月份來水較小時能維持1～2臺機組發(fā)電，需要配合小浪底水庫進行春灌蓄水。為此，經(jīng)考慮擬定如下運用原則：春灌蓄水位盡量降低，蓄水時間盡量縮短，使非汛期淤積的泥沙主要分布在大禹渡以下，以利于汛期近壩段溯源沖刷時排出庫外，淤積末端限于以