水库淤积形成及其影响和应对措施
水库淤积形成及其影响和应对措施Reservoir formation and its influence and Countermeasures
在天然河流上建筑水库后，将会给该区域一系列的影响。库区水位的举高，使过水断面扩展，水力坡降变缓，水流速度减小。这些将致使水流挟沙才能的降低，然后改动原河道的泥沙运动规则，致使很多泥沙在库区逐步沉积淤积。也就是说，建筑水库成为河流泥沙淤积的主要原因。
In the natural river after building reservoir, will give the area a series of. Reservoir water level up, make the cross section, hydraulic gradient is slow, flow velocity decreases. These will lead to reduced flow, sediment movement rules and then change the original river, causing a lot of sediment deposition in the reservoir sedimentation gradually. That is to say, building reservoir become the main cause of river sediment.
在我国华北的黄河和海河水系，水流含沙量很大，库区的淤积也就相对较高。例如黄河三门峡水库，多年均匀含沙量达37.8 kg\/m?，在1960-1970年，水库总淤积泥沙达55.5亿t，使库区的库容丢失高达43%。
In North China 's the Yellow River and Haihe River, sediment concentration, reservoir sedimentation is relatively high. For
example, the Yellow River Sanmenxia reservoir, years of uniform sediment concentration up to 37.8 kg\/m?, in 1960-1970, total reservoir silting mud Sardar 5550000000 T, the reservoir capacity loss of up to 43%.
水库泥沙淤积的对水库运用和上下流河流发生的不良影响是多方面的。淤积使水库的调理库容削减，降低水库的调理才能以及综合利用效益。坝前淤积，很多泥沙随水流进入库区，就会加大对过水建筑物和水轮机的磨损，降低设备安全和建筑物的使用寿命。并且，当河流的淤积向水库推动时，也会向上游延伸，即所谓的“骄傲自满”表象。这会添加库区的吞没面积，不只带来很多丢失，甚至有能够形成社会动摇。此外，水库向下流泄放清水，使得下流的水流挟沙力增大，然后致使下流河段的冲刷，导致水位降低，河道变形。
The reservoir sedimentation of the reservoir and downstream river adverse influence in many aspects. The reservoir sedimentation conditioning capacity cuts, reduce reservoir conditioning ability and comprehensive utilization benefit. Sedimentation in front of the dam, a lot of silt into the reservoir with the water, will increase the wear of water turbine building and the service life of equipment, reduce the security and the building. And, when the reservoir sedimentation River to promote, will be extended to the upstream, the so-called " be big with pride " representation.
This will add the reservoir area not only engulfed, bring a lot of loss, even to form social stability. In addition, the downward flow of water, making obscene sediment-carrying capacity increases, then the dirty river erosion, lowering the water level, river deformation.
根据黄耀华，黄煜龄对天然河道长河段一维非安稳流的数模研讨可知，泥沙运动的规则类似于水体，不只遵守接连条件，并且也遵守运动方程的需求．三峡大学彭辉教授联系他们的主意，并根据非均匀质不平衡输沙原理树立水库泥沙淤积的一维数学模型，核算中，按全沙形式和区分时段、河段，逐时段、逐河段进行。
According to Huang Yaohua, the number of die research Huang Yuling on natural long reaches of rivers, the one dimensional non steady flow, sediment movement rules are similar to water, not only to comply with the successive conditions, and also comply with the equations of motion. Professor Peng Hui of China Three Gorges University to contact their idea, and according to the heterogeneity of non-equilibrium sediment transport theory to establish a one-dimensional mathematical model, sediment reservoir siltation calculation, according to the whole sand forms and between sessions, river, river, a time.
一维水流泥沙冲淤方程组应满意以下方程式中，H为水位；Q为流量；，r为水能坡降；口为流速；A为过水面积；g为重力加速度；
S为水中含沙量；γ为泥沙干重度；a为冲淤面积；K为系数；α为系数；m 为指数；B为河宽；t为时刻；S*为水流挟沙力；ω为泥沙静水沉速；P为悬沙级配；CL为核算河段总长；X为断面等距离，一般来说L=[CL\/X]=8。
Flow and sediment siltation should be satisfied with the one-dimensional equations following equation, H level; Q, R flow; water gradient; export velocity; A water area; g for the acceleration of gravity; S of sediment concentration in water; gamma for sediment dry density; a for scouring and silting area; K coefficient;αcoefficient; m index; B for river width; t moment; S* sediment-carrying capacity; W is the sediment settling velocity of suspended sediment grading; P; CL X as chief accounting section; section distance, generally L=[CL\/X]=8.
将上述方程进行理想化处置，做出如下假定：将整个时段区分红若干小时段，假定每个时段除冲淤面积外其他要素均不改动；将河段区分红若干小河段，假定每个小河段内流量不变；疏忽项的影响，不思考流速改变，假定淤积泥沙在水库中均匀平铺。则经过上述方程即可求得水库的淤积量与时刻的函数联系。因而，当求得的水库淤积量抵达或许挨近水库的死库容时，就要进行采纳清淤办法。
The above equations are ideal disposal, make the following assumptions: the time zone into several small time, assuming
that each time except the scouring and silting area outside the other factors are not changed; the river area into several small sections, each section of river flow rate unchanged; negligence of items, do not think about the flow rate changes, if sediment even in the reservoir of tile. Through the above equation can be obtained when the sedimentation and reservoir function. Thus, when the reservoir sedimentation in reservoir may come near the dead storage, will be adopted by clearing the silt.
C-2 水库调洪演算的数值解程序
Ｃ－２ 水库调洪演算的数值解程序 作者 张校正（新疆水利厅 ） 一、程序功能 已知水库的水位--水面面积关系，洪水量过程线，对于每一种调洪方案（包括泄流条件、调洪方式、泄水建筑物参数）由调洪起始水位依次计算，直至洪水过程结束，计算机输出各时段末之水位、泄洪洞流量、溢洪道流量、水库出库总流量等。并用彩色曲线绘制洪水过程线、泄洪过程线和水库水位变化线。 二、算法简介 1，水库水量平衡分方程的数值解： 水库水量平衡微分方程： q Q dt dZ f -= 式中: f=f(z) 水库水面面积，是水位z 的函数； Z=Z(t) 水位，是时间t 的函数； Q=Q(t) 入库流量，是时间t 的函数； Q=q(z) 出库流量，是水位z 的函数。 将上式移项，并定义调洪函数 )()()(),(z f Z q t Q Z t F -= 则得 ?????==00)(),(Z t Z Z t F dt dZ 这是一个一阶常微分方程的初值问题。应用定步长的龙格－库塔方法求解。其公式为：)22(6143211K K K K Z Z n n ++++=- 式中： )() ()(),(111111------?=?=n n n n n Z f Z q t Q T Z t F T K )21()2()2()2,2(11111112K Z f K Z q T t Q T K Z T t F T K n n n n n ++-+?=++?=----- )2()2()2()2,2(212112113K Z f K Z q T t Q T K Z T t F T K n n n n n ++-+?=++?=----- )()()(),(3131314K Z f K Z q t Q T K Z t F T K n n n n n ++-?=+?=--- T 为洪水流量时段间隔；
水库泥沙冲淤分析计算
水库泥沙冲淤分析计算 抽水蓄能电站初步设计阶段 水库泥沙冲淤分析计算大纲范本 水利水电勘测设计标准化信息网 1996年10月 抽水蓄能电站初步设计阶段 水库泥沙冲淤分析计算大纲 主编单位: 主编单位总工程师: 参编单位: 主要编写人员: 软件开发单位: 软件编写人员: 勘测设计研究院 1
年月 目次 1. 引言 (4) 2. 设计依据文件和规范 (4) 3. 基本资料 (4) 4. 水库泥沙冲淤计算 (6) 5. 专题研究 (9) 6. 应提供的设计成果 (9) 附件A (10) 附件B (11) 附件C (14) 1 前言 项目概况 抽水蓄能电站位于省县乡境内，总装机 MW。抽水蓄能电站由上水库、水道系统、厂房及下水库组成。水库泥沙冲淤分析计算 2 设计依据文件和规范 2.1 有关本工程(或专业)的文件 (1) 可行性研究报告; (2) 可行性研究报告审批文件; (3) 初步设计任务书和项目卷册任务书，以及其它专业对本专业的要求; (4) 泥沙专题报告。 2.2 设计规范 (1) DL 5021-93 水利水电工程初步设计报告编制规程； (2) SDJ 11-77 水利水电工程水利动能设计规范(试行); (3) SDJ 214-83 水利水电工程水文计算规范(试行); (4) SL 104-95 水利工程水利计算规范; (5) 水库水文泥沙观测试行办法。 2.3 主要参考资料 (1) 水利水电工程泥沙设计规范(报批稿)[echidi1][1]； (2) 《泥沙手册》(中国水利学会泥沙专业委员会主编)； 2
(3) 《水库泥沙》(陕西省水利科学研究所河渠研究室、清华大学水利工程系泥沙研究室合编)； (4) 《河流泥沙工程学》(武汉水利电力学院)。 3 基本资料 3.1 水库概况 (1) 水库地形图，施测时间； (2) 库区纵、横断面表，需要时给出横断面特征线； (3) 水库水位容积、面积曲线图及表(包括总库容与干支流库容)。 表 1 水库水位容积、面积表 抽水蓄能电站装机容量 MW(共台)，一般每日发电 h( 点至点)；每日抽水 h( 点至点)。水泵最大扬程抽水流量 m3/s，最小扬程抽水流量 m3/s；水轮机额定水头发电流量 m3/s。 3.4.1 水库水位、库容特征值，见表2。 表 2 库水位、库容特征值 (1) 各设计频率洪水的坝前水位 表 3 各设计频率洪水的坝前水位 3
水库泥沙论文
摘要：由于我国有许多河流是含沙量高、输沙量大的多泥沙河流, 水库泥沙淤积问题异常严重，所以水库泥沙淤积的研究具有重要的现实意义。前人对水库泥沙淤积问题做了大量研究探讨，本文对我国水库泥沙淤积研究的状况和成果进行了全面的综述。容包括：水库泥沙淤积的形态、入库水沙条件变化引起的问题、水库变动回水区泥沙问题研究等方面，并举例国著名的小浪底水利枢纽工程作为案例分析。 关键词：水库；泥沙；淤积问题；处理方法；小浪底工程 一．引言 水库泥沙淤积主要是河水挟带的泥沙在水库回水末端至拦河建筑物之间库区的堆积。拦河筑坝后抬高了水位, 形成了在建筑物前近似水平、而在上游末端与天然河流原水面线相切的水面曲线。水流进入库区后, 由于水深沿流程增加, 水面坡度和流速沿流程减小, 因而水流挟沙能力沿流程降低, 出现泥沙淤积。水库淤积是水库设计和管理中的一个难题。在河道上兴建水库会改变河流的水流条件和泥沙运动状态, 使泥沙在水库库区淤积, 从而降低水 库的使用效益, 甚至导致水库失效报废。所以, 对水库泥沙淤积问题的研究就显得尤为重要。 二．水库泥沙淤积的形态 水库泥沙淤积形态可分为纵剖面形态和横断面形态。 2.1 纵剖面形态 纵剖面形态包括三角洲、锥体和带状淤积三种形态。在库水位变化幅度不大, 淤积处于自由发展情况下, 水库淤积一般呈三角洲形态；在回水曲线较短, 入库水流在通过库段时紊动强度较大, 或含沙量较高, 含沙水流在达到拦河建筑物前泥沙来不及完全沉积情况下, 水库淤积将形成锥体形态。 2.2 横断面形态 横断面形态在多沙河流与少沙河流的水库中有所不同。多沙河流上的水库普遍有淤积一大片, 冲刷一条带的特点。淤积一大片指泥沙在横断面上基本呈均匀分布, 库区横断面上不存在明显的滩槽。冲刷一条带指水库在有足够大的泄流能力, 并采取经常泄空的运用方式时, 库底被冲出一条深槽, 形成有滩有槽的复式横断面。 在水库淤积形态方面, 我国对三角洲形态的淤积研究较早。这方面的成果有对官厅水库的三角洲的淤积形态及计算的初步研究, 三角洲的计算方法, 及根据非均匀悬移质不平衡 输沙的规律首次从理论上详细论证了水库三角洲淤积的趋向性、形成特点、三角洲和前坡淤积比降、洲面线与水面线方程以及前坡长度等, 并得到了官厅水库资料的验证。此外水槽试验亦证实了沙质推移质在壅水区也是以三角洲形式向前推进的。除三角洲淤积形态外, 还有对锥体淤积形态, 从理论上给出淤积剖面近似于直线, 坝前淤积厚度与总淤积体积的近似 线性关系, 带状淤积的条件, 对滞洪期锥体淤积水库的冲淤变化特征分析研究、三角洲、锥体及带状等三种淤积形态的判别方法研究等成果。
浅谈水库泥沙淤积计算方法在工程中的应用
浅谈水库泥沙淤积计算方法在工程中的应用 摘要：某水电站为旬河梯级开发中的一级，该工程为小型水电站工程，水库回 水与上游水电站尾水衔接，二级公路沿库区右岸通过。计算水库泥沙淤积和回水 高度，确定库区淹没范围，是主要设计内容，因此泥沙淤积计算是该电站设计的 重点之一。本次对水库淤积的纵、横剖面形态进行了计算，并采用美国陆军兵团 水面线计算软件HEC-RAS推算了水库回水曲线。 关键词：泥沙淤积平衡比降水电站应用 一、工程概况 本工程水库正常蓄水位331.00m，总库容436.9万m3，电站装机容量 9000kW，多年平均发电量2293万kWh。大坝坝顶总长度124.50m，坝顶高程335.10m，最大坝高30.60m。溢流坝段长64.50m，布置在主河床，堰高16.50m；左岸挡水坝长11.00m，坝高16.60m；右岸厂房坝段长49.00m，布置在主河床右侧，其中机组段长29.00cm，安装间段长12.00m。水库采取“蓄清排浑”的运行方式，即当汛期入库流量大于分界流量182m3/s，小于造床流量729 m3/s时，水库 降低至排沙水位329.00m运行，多余水量通过泄水闸门控制泄流。水电站库区为 山区型河道，多为“U”型，两岸大部分为岩质岸坡，库区河段天然平均比降 J0=1.8‰。河谷宽窄相间，库面平均宽度88m，回水长度4.1km。水库悬移质多 年平均输沙量111万t，推移质按悬移质的20%估算，为22.2万t，共计输沙量133.2万t。 二、水库泥沙冲淤分析及计算 1. 水库泥沙淤积形态判别 水库泥沙淤积形态判别采用《泥沙计算手册》中清华大学水利系及西北水利 科学研究院公式： α= V / WS / J0 式中：α—判别系数；V—水库正常蓄水位331.0m以下的库容（万m3），V= 265；WS—多年平均输沙量（万m3），WS =133.2；J0—水库库区原河床平均比降（?），J0=18.0。 计算得α=0.11<2.2，库区纵向淤积形态为锥体淤积。水库库容很小，水库在很短时间即可 达到淤积平衡状态，泥沙淤积厚度自上而下沿程递减至坝前，淤积面比降近乎一个比降，一 次洪水的淤积就可能达到坝前。 2.水库淤积形态计算 2.1纵向形态计算 天然河道比降是水沙过程和和床之间的长期作用的结果，而建库后的平衡比降只是在造 床水沙条件改变之后，同是两者相互作用的产物，因此本工程采用倍比法计算水库平衡比降。考虑本工程取水枢纽布置形式为闸坝式，侵蚀基准面抬高值较小，确定水库淤积平衡比降为 原河道比降的0.8倍。原河道河床比降为i0=1.8‰，淤积平衡比降为i=1.44‰。根据水库统计 资料，水库滩地淤积纵剖面比降与原河槽比降的关系为1:10，即滩地淤积纵剖面比降i滩 =0.18‰。 2.2.横向淤积形态计算 从造床流量相当于平滩(河漫滩)流量这个概念出发，按照《泥沙设计手册》中钱意颖公式 计算确定造床流量。 式中：—汛期平均流量，取 =84.5 m3/s（取主汛期7~9月）。 计算得Q造=729 m3/s。根据水文资料分析，水库坝址处2年一遇洪峰流量为870 m3/s， 多年平均洪峰流量为1250 m3/s。根据上述计算及经验，造床流量采用钱意颖公式计算结果。
水库淤积
水库淤积 一、水库是如何淤积的? 二、水库淤积带来的问题 三、水库淤积速度 四、水库淤积的防治措施 五、水库内淤积泥沙的处理方法 六、实例分析及教训 水库淤积是水库设计和管理中的一个难题。在河道上兴建水库会改变河流的水流条件和泥沙运动状态，使泥沙在水库库区内淤积，从而降低水库的使用效益，甚至导致水库失效报废。因此，人类在修建水库时不能不认真考虑泥沙淤积和水库寿命问题。根据1986年的资料，世界上水库的总造价计为六千亿美元，单个水库的平均寿命约为二十二年。到该年为止，全世界各种类型水库的总库容约为四万九千亿立方米，相当于河流年径流总量的百分之十三，其中库容超过五十亿立方米的水库的总库容约为四万零五百亿立方米。这些水库的总库容因泥沙淤积每年约减少百分之一，即五百亿立方米，换言之，泥沙淤积所造成的损失平均每年相当于六十亿美元。就我国情况而言，北方河流含沙量一般较高，淤积严重，如青铜峡水库运行17年，水库淤积了总库容的87% ，而旧城水库运行了11年，水库已经全部淤满；南方河流含沙较少，淤积情况轻微，如新安江水库运行16年，水库淤积仅占总库容的0.1 % 。水库淤积不仅会影响水库的综合效益，而且还会造成其他严重后果。 在本文中，我们将先从理论上分析水库淤积的原因、后果和防治措施，然后以中国的黄河三门峡水库淤积资料，说明水库淤积可能带来的严重问题。 一、水库是如何淤积的? 水库淤积与许多因素有关，其中最主要的原因是，水库蓄水后，库区和回水段的水深及过水断面积都增大了，水面坡度减小，导致库水的流速减缓，输沙能力降低，其挟带的泥沙就部份或全部地在水库库底沉积下来。虽然，人们可以采取适当措施减缓淤积的速度，但是，水库淤积通常是很难根治的。 河流中的泥沙运移和淤积是地球表面泥沙运动的一个组成部份。地球表面的泥沙运动可分为侵蚀、搬运和沉积三个过程，其动力有水、风、冰和重力等，泥沙运动和地球的内应力作用一起塑造着地球的外貌。当谈到泥沙运动时，侵蚀是指岩石或土壤被剥离(或溶蚀)、并被移走的过程，侵蚀所产生的土壤或岩石颗粒即称为泥沙；如果按照搬运方式来划分，泥沙有两种，悬浮在水流中运动的是悬移质泥沙，而沿河底滚动、滑动或跃移的为推移质泥沙；当泥沙由运动状态变为静止状态时称为泥沙的沉积，泥沙在水库中沉积就形成了水库淤积。 泥沙在水库中淤积的过程是，当水流进入库尾时，粗沙首先沉积下来，逐渐形成三角洲；同时异重流挟带着细沙向坝前推进，并沿途不断扩散，这样细沙将沉积在整个水库范围内，其中大部份沉积在坝前；坝前主河道内的淤积物称为底积层，原河漫滩上的称河漫滩淤积。由于水库回水的影响，在水库库尾以上的河道内还会发生泥沙淤积，称为回水区淤积。 水库按其功能可分为蓄水库和滞洪水库，前者是将水拦蓄下来用于水利目的，后者只用于防洪，即拦截洪水、延缓洪水下泄量、防止下游出现洪涝灾害。河水在滞洪水库中停留时间较短，而在蓄水库中则可能停留相当长的时间。水库内悬移质泥沙的沉沙率与滞水时间呈正相关，所以，滞洪水库能排走大部份悬移质泥沙，而蓄水库则无法避免泥沙沉积，如果不采取排沙措施，大部份通常淤积在库尾的悬移质就沉积下来了。 水库淤积的最明显徵兆是在库尾露出水面的三角洲，它由粗沙组成、呈发瓣形，上面生长杂草灌木。三角洲的发展速度与河流流量、泥沙颗粒级配、河道纵坡和水库水位变幅等有关，美国的米德湖三角洲的发展速度在1939－1948年约为每年三百米。 水库的淤积将减少水库的有效库容，水库的库容损失取决于淤积量和淤积泥沙的容重，而淤积泥沙的容重与泥沙粒径、淤积时间等有关。泥沙的颗粒径愈大，则容重愈大；淤积时间愈长，泥沙被压缩得愈紧密，则其容重也愈大；泥沙粒径愈小，容重受淤积时间的影响就愈大。所以水库库容损失率通常是逐渐降低的。 水库的有效库容减少就会缩短水库的寿命，水库的寿命(又称使用年限)是指水库从开始运用到因泥沙淤积而失效的时间，通常是按水库的死库容除以年泥沙淤积量来计算，这种方法是假设淤积的泥沙先在库底最低的地方沉积，把水库的死库容先填满。但这样的计算方法不尽合理，因为淤积的泥沙不是移动到库底最低的地方沉积，因此不会在库底造成一个水平的淤积面；泥沙是从进入库区开始就沿途沉积，所以会在水库库底形成一定的坡度，通常，沉积形成的三角洲的表面坡度是原河道坡度的三分之一至二分之一。 因此，尽管许多水库的死库容尚未淤满，其库尾地段的有效库容就因淤积而大大减少。例如，巴基斯坦的Tarbela水库到1980年才使用了六年，淤积在死库容区的泥沙只占死库容的百分之二十二，但淤积泥沙的百分之四十四是沉积在有效库容内，导致水
第三章调洪计算
第三章调洪计算 3.1调洪计算目的 水库调洪计算的目的是在已拟定泄洪建筑物及已确定防洪限制水位（或其他的起调水位）的条件下，用给出的入库洪水过程、泄洪建筑物的泄洪能力曲线及库容曲线等基本资料，按规定的防洪调度规则，推求水库的泄流过程、水库水位过程及相应的最高调洪水位和最大下泄流量。 3.2调洪演算的原理 水库调洪计算的基本公式是水量平衡方程式： t t t t t t V V t q q t Q Q -=?+-?++++112112 1)()( (3-1) 式中t ?—计算时段长度，s ； 1,+t t Q Q —t 时段初、末的入库流量，m 3/s ； 1,+t t q q —t 时段初、末的出库流量，m 3/s ； 1,+t t V V —t 时段初、末水库蓄水量，m 3。 水库泄流方程 ： q =f （V ） (3-2) 用已知（设计或预报）的入库洪水过程线Q ～t ，由起调水位开始，逐时段连续求解(3-1)和(3-2)组成的方程组，从而求得水库出流过程q ～t ，这就是调洪演算的基本原理。
这里采用单辅助线半图解法，联解(2-1)和(2-2)两个方程，将(3-1)改写为： （V t/△t+q t/2 )+Q-q t= (V t+1/△t)+(q t+1/2 ) (3-3)式中Q—计算时段平均入流量，Q＝(Q t + Q t+1)/2；其他同(3-1) 也就是说，可以事先绘制q~(V/△t)+(q/2 )的关系曲线，即调洪演算工作曲线，因式3-3)的左端各项为已知数，故式(3-3)右端项也可求出，然后根据(V t+1/△t)+(q t+1/2 )的值，通过工作曲线q~(V/△t)+(q/2 )可查出q t+1的值。因第一时段的V2、q2就是第二时段的V1、q1，于是可重复以上步骤连续进行计算，直到求出结果。 3.3调洪计算结果整理 3.3.1调洪演算基本资料 水库特征水位：正常蓄水位1856m，汛期限制水位1854m，死水位1852m 积石峡入库洪水过程线见下表： 表2-1积石峡入库洪水过程线
水库调洪计算试算法
水库调洪演算试算法 一、水库调洪计算的任务 入库洪水流经水库时，水库容积对洪水的拦蓄、滞留作用，以及泄水建筑物对出库流量的制约或控制作用，将使出库洪水过程产生变形。与入库洪水过程相比，出库洪水的洪峰流量显著减小，洪水过程历时大大延长。这种入库洪水流经水库产生的上述洪水变形，称为水库洪水调节。水库调洪计算的目的是在已拟定泄洪建筑物及已确定防洪限制水位（或其他的起调水位）的条件下，用给出的入库洪水过程、泄洪建筑物的泄洪能力曲线及库容曲线等基本资料，按规定的防洪调度规则，推求水库的泄流过程、水库水位过程及相应的最高调洪水位和最大下泄流量。 若水库不承担下游防洪任务，那么水库调洪计算的任务是研究和选择能确保水工建筑物安全的调洪方式，并配合泄洪建筑物的形式、尺寸和高程的选择，最终确定水库的设计洪水位、校核洪水位、调洪库容及二种情况下相应的最大泄流量。若水库担负下游防洪任务，首先应根据下游防洪保护对象的防洪标准、下游河道安全泄量、坝址至防洪点控制断面之间的区间入流情况，配合泄洪建筑物形式和规模，合理拟定水库的泄流方式，确定水库的防洪库容及其相应的防洪高水位；其次，根据下游防洪对泄洪方式的要求，进一步拟定为保证水工建筑物安全的泄洪方式，经调洪计算，确定水库的设计洪水位与校核洪水位及相应的调洪库容。 二、水库调洪计算基本公式 洪水进入水库后形成的洪水波运动，其水力学性质属于明渠渐变不恒定流。常用的调洪计算方法，往往忽略库区回水水面比降对蓄水容积的影响，只按水平面的近似情况考虑水库的蓄水容积（即静库容）。水库调洪计算的基本公式是水量平衡方程式：
t t t t t t V V t q q t Q Q -=?+-?++++1121121)()( （3-1） 式中： t ?——计算时段长度（s ）； 1,+t t Q Q ——t 时段初、末的入库流量（m 3/s ）； 1,+t t q q ——t 时段初、末的出库流量（m 3 /s ）； 1,+t t V V ——t 时段初、末水库蓄水量（m 3 ）。 当已知水库入库洪水过程线时，1,+t t Q Q 均为已知；t t q V ,则是计算时段t 开始的初始条件。于是，式中仅11,++t t q V 为未知数。必须配合水库泄流方程q =f （V ）与上式联立求解11,++t t q V 的值。当水库同时为兴利用水而泄放流量时，水库泄流量应计入这部分兴利泄流量。假设暂不计及自水库取水的兴利部门泄向下游的流量，若泄洪建筑物为无闸门表面溢洪道，则下泄流量q 的计算公式为: 1 11 2gh mBh q ε= （3-2） 式中： ε 侧收缩系数； m 流量系数； B 溢洪道宽； h 1 堰上水头。 若为孔口出流，则泄流公式为： 2 2 2gh q μω= （3-3） 式中： μ 孔口出流系数； ω 孔口出流面积； h 2 孔口中心水头。 由式（3-2）或（3-3）所反映泄流量q 与泄洪建筑物水头h 的函数关系可转换为泄流量q 与库水位Z 的关系曲线q ＝f （Z ）。借助于水库容积特性V ＝f （Z ）,
水库淤积形成及其影响和应对措施
水库淤积形成及其影响和应对措施Reservoir formation and its influence and Countermeasures 在天然河流上建筑水库后，将会给该区域一系列的影响。库区水位的举高，使过水断面扩展，水力坡降变缓，水流速度减小。这些将致使水流挟沙才能的降低，然后改动原河道的泥沙运动规则，致使很多泥沙在库区逐步沉积淤积。也就是说，建筑水库成为河流泥沙淤积的主要原因。 In the natural river after building reservoir, will give the area a series of. Reservoir water level up, make the cross section, hydraulic gradient is slow, flow velocity decreases. These will lead to reduced flow, sediment movement rules and then change the original river, causing a lot of sediment deposition in the reservoir sedimentation gradually. That is to say, building reservoir become the main cause of river sediment. 在我国华北的黄河和海河水系，水流含沙量很大，库区的淤积也就相对较高。例如黄河三门峡水库，多年均匀含沙量达37.8 kg\/m?，在1960-1970年，水库总淤积泥沙达55.5亿t，使库区的库容丢失高达43%。 In North China 's the Yellow River and Haihe River, sediment concentration, reservoir sedimentation is relatively high. For
谈谈对水库泥沙的认识及国内外研究现状
谈谈对水库泥沙的认识及国内外研究现状 水库泥沙淤积主要是河水挟带的泥沙在水库回水末端至拦河建筑物之间库区的堆积。拦河筑坝后抬高了水位, 形成了在建筑物前近似水平、而在上游末端与天然河流原水面线相切的水面曲线。水流进入库区后, 由于水深沿流程增加, 水面坡度和流速沿流程减小, 因而水流挟沙能力沿流程降低, 出现泥沙淤积。水库淤积是水库设计和管理中的一个难题。在河道上兴建水库会改变河流的水流条件和泥沙运动状态, 使泥沙在水库库区内淤积, 从而降低水库的使用效益, 甚至导致水库失效报废, 所以, 对水库泥沙淤积问题的研究就显得尤为重要。一、水库淤积观测和资料分析 水库淤积的观测和资料收集是水库淤积研究的基础。我国最早开展的系统性泥沙淤积观测是对20 世纪50 年代建成的永定河官厅水库、60 年代初建成的黄河三门峡水库和汉江丹江口水库的泥沙观测，从中积累了大量的资料。从60年代开始，水利部科技司针对黄河流域和北方多沙河流的水库淤积，选择了官厅、三门峡等12 座大型水库作为重点淤积观测的水库，并建立了“黄河泥沙研究协调小组”，组织了攻关研究和成果交流。后来又将其扩展到包括南方水库在内的20 个大型水库。以这20个水库为骨干，我国已有一支数量较大的水库淤积观测队伍，收集了大量第一手资料。不论从收集资料的数量、内容、深度和可靠性看，在世界上都是首屈一指的。 二、水库变动回水区泥沙问题研究 三峡水利枢纽运用各时期水库变动回水区的范围，从坝址上游约440km 的丰都，至嘉陵江入汇口以上的油溪，长约270km。变动回水区河道流经丘陵和山区，平均比降约0.2‰～0.3‰。河道由宽谷和峡谷相间，河床由基岩和卵石组成。通过长江科学院等单位采用原型观测资料分析、泥沙数学模型计算与河工模型试验相结合的方法进行研究，结果认为：建库后变动回水区各河段均有不同程度的累积性淤积；局部河段发生河势调整，淤滩留槽，河道向单一、规顺、微弯形态发展；航道、港区较建库前有较大改善，少数港区和局部航道可能在丰沙年后的水位消落期出现航道尺度和港区水深、水域不足的情况，可采取优化水库调度，结合港区改建和整治、疏浚措施加以解
水库泥沙淤积综述
水库泥沙淤积研究综述 (邓山2008150122 三峡大学) 摘要: 由于我国有许多河流是含沙量高、输沙量大的多泥沙河流, 水库泥沙淤积问题异常严重。所以对水库泥沙淤积的研究具有重要的现实意义。前人对水库泥沙淤积问题做了大量研究探讨，本文对我国水库泥沙淤积研究的状况和成果进行了全面的综述。内容包括、水库泥沙淤积的形态、入库水沙条件变化引起的问题、水库变动回水区泥沙问题研究三个方面。 关键词：水库；泥沙；淤积；回水区 1 引言 水库泥沙淤积主要是河水挟带的泥沙在水库回水末端至拦河建筑物之间库区的堆积。拦河筑坝后抬高了水位, 形成了在建筑物前近似水平、而在上游末端与天然河流原水面线相切的水面曲线。水流进入库区后, 由于水深沿流程增加, 水面坡度和流速沿流程减小, 因而水流挟沙能力沿流程降低, 出现泥沙淤积。水库淤积是水库设计和管理中的一个难题。在河道上兴建水库会改变河流的水流条件和泥沙运动状态, 使泥沙在水库库区内淤积, 从而降低水库的使用效益, 甚至导致水库失效报废, 所以, 对水库泥沙淤积问题的研究就显得尤为重要。 2 水库淤积观测和资料分析 水库淤积的观测和资料收集是水库淤积研究的基础。我国最早开展的系统性泥沙淤积观测是对20 世纪50 年代建成的永定河官厅水库、60 年代初建成的黄河三门峡水库和汉江丹江口水库的泥沙观测, 从中积累了大量的资料。从60 年代开始, 水利部科技司针对黄河流域和北方多沙河流的水库淤积, 选择了官厅、三门峡等12 座大型水库作为重点淤积观测的水库, 并建立了“黄河泥沙研究协调小组”, 组织了攻关研究和成果交流。后来又将其扩展到包括南方水库在内的20 个大型水库, 其成果见表1 。以这20个水库为骨干, 我国已有一支数量较大的水库淤积观测队伍, 收集了大量第一手资料。不论从收集资料的数量、内容、深度和可靠性看, 在世界上都是首屈一指的。
水库库区淤积测量技术的应用研究
水库库区淤积测量技术的应用研究 发表时间：2018-09-10T15:30:10.470Z 来源：《基层建设》2018年第22期作者：黄永斌 [导读] 摘要：水库库区的淤积测量是研究水库水文要素变化规律的基础，是保证水库安全运行的重要工作。 身份证号码：44088119870128XXXX 摘要：水库库区的淤积测量是研究水库水文要素变化规律的基础，是保证水库安全运行的重要工作。基于此，为了给水库正确调度提供依据，确保水库建设效益的充分发挥，本文以差分GPS技术为研究对象，研究分析其在水库淤积测量中的应用及效果。 关键词：淤积测量；GPS定位技术；观测时段；控制网点 水库工程的建设具有防洪、发电、灌溉、供水、航运等多方面的社会与经济效益，同时能够改善当地的生态环境。随着我国经济的发展，兴建了大量的水库，为改善民生、发展经济做出了巨大的贡献。但是随着水库使用年限的增加，水库淤积会逐渐的增加，影响水库的库容，降低水库的功能的发挥，这就需要对水库淤积进行测量。目前，部分水库对水库淤积情况不了解，淤积量、淤积分布规律没有系统准确的资料，影响了水库效益的发挥。而测量手段的选择对数据精度、时效性影响巨大。 1.概述 1.1差分GPS定位技术 包括GPS定位系统的卫星传输误差、接收仪器误差、观测失误误差和测站误差等在内的许多误差深层次原因都是由同一区域内用户的公共性所引起，诸如此类的公共性固定误差，都可以通过差分补偿技术进行测量及定位。在差分GPS定位技术下，首先建立差分基准台，并将其接收机安装在预先设定的精确坐标点上，以便接收连续不断的精确GPS信号，所获取的数据还要与同类基准站已经获取的数据进行横向比较以确定误差大小，并进行精准修正，将修正值采用数据连接方式传输给区域用户，用户借此修正定位解并改善自身定位精度[1]。 1.2超声数字测深技术 位于水面位置的换能器发出声波，声波经由河流到达水底并反射回来，换能器接收到声波信号后进行记录统计，假设从换能器发出声波到其再次接收到声波之间的时间为T，这样就可以计算出水深，公式为： 式中 H———水深，m； C———声波在水中传播的速率，m/s。 测船在水上匀速航行过程中，事先布设在船上的测深仪会监测到一条连续不断的水深线，通过观察研究和比对水深线的变化便可提取到水下有关的地形地貌数据，并将信息转换成数字量输出与资源共享。 当移动站移动至水库库区某一既定位置，便可通过GPS定位技术将其所处位置的平面坐标、高程、水深等数据测量出来，并以此确定出水库库底反射点位置的三维坐标，这种方法与常用方法相比，测量精确度更高、测深速度更快、工作量大大减少、定位更加准确可靠。 1.3库区测量系统组成 图1 该水库库区测量系统流程图 某水库库区差分GPS淤积测量中，平面定位选用的是SＲ510ＲTDGPS接收机，并选用SDH—13超声数字测深仪作为数据采集的主要手段，并辅之以全站仪、测距仪及数码摄影摄像机对两岸及水下地形地貌进行测量。通过导航软件对库区淤积情况进行实时定位，并与测深仪测深数据进行同步传输与记录，利用库区基础控制网进行全过程解算与数据转换（该水库库区测量系统如图1所示）。 2.工程概况 该市水库数目众多，包括8个小（1）水库和68个小（2）水库，为给小（1）、小（2）型水库的安全性复核提供详尽的地形资料，受该市水利建筑设计院委托要求，需完成相应的水库库区淤积测量任务。 3.测量步骤 3.1建立GPS控制网 每个水库建立一个GPS控制网。以《各水库起算点情况统计表》中的控制点作为起算点，以三角形为基本形式采用边连接方式组成GPS 控制网。每个水库不少于3个待定点。编号分别为Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3，待定点全部设置永久性标志。GPS控制网的观测采用4台南方北极星9600型GPS测量系统，静态基线精度为±5mm（+1ppm）、高程精度为±10mm（+2ppm）。GPS控制网采用静态载波相位相对定位模式进行卫星信号的接收，卫星截止高度角为15°，采样间隔为10″，同步观测有效卫星数大于5颗，观测时段长度大于90min，精度因子GDOP值小于 4[2]。仪器高在观测开始前和结束后，分别用小钢尺量取，两次较差不超过3mm，取其平均值。外业观测结束后，使用南方GPS数据处理软件，进行平差计算，GPS控制网平面约束平差必须满足表1要求。GPS接收机的天线必须与测深仪换能器一同安装在垂直的位置，且两台设备之间平面与垂直距离应为同一数值，这样便可以将荷载、航速、水流及风力等引发测量船测量误差的所有不利因素控制在可控范围内，
淤积库容计算
6.5 水库淤积估算和死水位的主要影响因素 1．水库淤积 河水中挟带的泥沙在水库内沉积，称泥沙淤积。挟沙水流进入库内后，随着过水断面逐渐扩大，流速和挟沙能力沿程递减，泥沙由粗到细地沿程沉积于库底。这一情况说明，水库的建造，带来河流泥沙的淤积。 我国华北的黄河和海河水系，水流含沙量大，如黄河三门峡水库，多年平均含沙量达37.8 kg/m3，因此自1960年至1970年间，水库共淤积泥沙55.5亿t，使库水位335 m 以下的库容损失43%。 又如海河流域永定河上的官厅水库，多年平均含沙量高达44.2 kg/m3，水库运用6年后，泥沙淤积导致库容损失达15.2%。 即使含沙量较小的长江水系，干支流上修建的水库也有泥沙淤积问题。 泥沙淤积对水库的运用会产生多方面的不利影响： ①淤积使水库调节库容减少，降低水库调节水量的能力和综合利用的效益。 ②坝前淤积，使电站进水口水流含沙浓度增大，泥沙粒径变粗，引起对过水建筑物和水轮机的磨损，影响建筑物和设备的安全和寿命。 ③库尾淤积体向库区推进的同时，也向上游延伸，即所谓“翘尾巴”，因而抬高库尾水位，扩大库区的淹没和浸没损失。 ④水库下游则由于泄放清水，水流夹沙能力增大，引起对下游河床的冲刷，水位降低，甚至河槽变形。 在水库设计时，重要的是要估计可能的淤积速度，以便判断水库的寿命和是否值得兴建。水库淤积的分布和形态取决于入库水量、含沙量、泥沙组成、库区形态、水库调度和泄流建筑物性能等因素的影响。对很多水库而言，水库全部淤满，或达到进库和出库沙量基本相等的所谓“平衡库容”的情况，可能需要很长的时间。但是，水库工作年限或寿命的衡量是着眼于水库淤积是否已相当程度上影响到水库正常（设计）功能的发挥。由于水库淤积并非全在死库容的范围内，而是沿库分布，特别是入库处。如淤积快且严重，不仅会影响有效库容，对航运也有危害。因此，严格说来所谓水库“寿命”应指水库正常工作的年限，又称水库使用年限。 为防止、减轻水库淤积，要做好流域面上的水土保持工作，也可在来沙较多的支流修建拦沙坝库。此外，采用“蓄清排浑”的运用方式，常能获得良好效果。 2．水库死水位的主要影响因素 水库死水位是水库正常运行的最低水位。死水位以下的死库容是不能用来进行径流调节的。死库容的作用，主要是淤积部分泥沙和抬高库水位。在规划设计水库时，需要先确定水库的死水位，再进行调节计算，以求得兴利库容和正常蓄水位。水库死水位的确定，主要应考虑以下几个方面。 （1）满足自流灌溉的要求 自流灌溉要求水库水位不低于灌区地面高程加上引水水头损失值。死水位越高，自流灌溉的面积越大；在抽水灌溉时，也可使抽水的扬程减少。
水库泥沙淤积分析计算及防治措施
水库泥沙淤积分析计算及防治措施摘要：泥沙淤积是水库存在的一个普遍性的问题, 水库的淤积不仅会影响水库的综合效益和使用寿命，同时还会引起河道冲刷下降,威胁沿河两岸工农业生产的安全, 给水库的管理造成一定的困扰因此, 对水库进行泥沙淤积计算是十分必要的。本文就水库中泥沙淤积起因,对水库的影响,以及减少泥沙淤积的措施方面做出了 分析探讨。 关键词：水库泥沙淤积计算 abstract: the reservoir sediment deposition is the existence of a universal problem, the deposition of reservoir will not only affect the reservoir comprehensive efficiency and service life, and at the same time can also cause a channel scour drop, along the river threat the safety of the industrial and agricultural production, to reservoir management cause certain problems therefore, the reservoir sediment deposition on calculation is very necessary. this article in the reservoir sediment deposition in the cause of the influence of the reservoir, and reduce sediment deposition measures have made analysis and discussion. keywords: reservoir sediment deposition calculation 中图分类号：tv697.2+2 文献标识码：a文章编号： 我国的水库建设在国民经济中占有重要的地位，这些水库在我
水库调洪计算
水库调洪计算 reservoir routing 在规划设计阶段，水库调洪计算的目的是为了找出当一定防洪标准的[设计洪水]入库后能满足防洪要求的防洪库容、泄洪建筑物型式和尺寸。在水库建成后，调洪计算的目的是寻求合理的、较优的水库汛期控制运用方式。 水库调洪作用 有蓄洪与滞洪两种。蓄洪一般指水库设有专用的防洪库容或通过预泄，预留部分库容，用来拦蓄洪水，削减洪峰流量，满足下游防洪要求。滞洪指仅仅利用大坝抬高水位，增大库区调蓄能力，当入库洪水流量超过水库泄流设备下泄能力时，将部分洪水暂时拦蓄在水库内，削减洪峰，待洪峰过后，所拦蓄的洪水，再逐渐泄入河道。对防洪与兴利相结合的综合利用水库来说，当入库洪水为中小洪水时，一般以蓄洪为主，以便为兴利之用；而在大洪水年份，则兼有蓄洪滞洪的作用。入库洪水经水库调蓄后，其泄流量的变化情况与水库的容积特性，泄洪建筑物形式，尺寸以及下游防洪标准，水库运行方式等有关。 水库调洪方式 基本有三种：①自由泄流（敞开泄流）。指水库不承担下游防洪任务，水库调洪只需解决水库遭遇设计标准及校核标准洪水，在水库水位超过防洪限制水位时为确保大坝安全时的泄洪。当水库承担下游防洪任务而入库洪水超过下游防洪标准设计洪水时的泄流，也是自由泄流。②固定泄流。即采用闸门控制措施，使水库下泄流量按固定值泄放（一级或多级固定），各级控制下泄流量值视入库洪水和控制点的防洪能力而定。对于调洪能力较小的水库，可按入库流量来判别属于何级下泄值,对调洪能力大的水库洪量起主要作用,宜采用库水位涨率与入库流量相结合方法判定宜选泄量数值。③泄洪方式为补偿调节方式。理想的补偿调节方式是根据区间洪水预报逐时段确定水库相应下泄流量，使其与区间洪水流量组合结果不超过下游控制点的安全允许泄流量。考虑错峰要求的水库泄流即属于此种方式。但这种方式只适合于水库泄流至下游防洪控制点的传播时间小于区间洪水的预见期和预报精度较高的情况。如果某些水库泄流传播到下游防洪控制点的时间较长，而
水库调洪计算试算法
水库调洪计算试算法 水库调洪演算试算法一、水库调洪计算的任务 入库洪水流经水库时，水库容积对洪水的拦蓄、滞留作用，以及泄水建筑物对出库流量的制约或控制作用，将使出库洪水过程产生变形。与入库洪水过程相比，出库洪水的洪峰流量显著减小，洪水过程历时大大延长。这种入库洪水流经水库产生的上述洪水变形，称为水库洪水调节。水库调洪计算的目的是在已拟定泄洪建筑物及已确定防洪限制水位(或其他的起调水位)的条件下，用给出的入库洪水过程、泄洪建筑物的泄洪能力曲线及库容曲线等基本资料，按规定的防洪调度规则，推求水库的泄流过程、水库水位过程及相应的最高调洪水位和最大下泄流量。 若水库不承担下游防洪任务，那么水库调洪计算的任务是研究和选择能确保水工建筑物安全的调洪方式，并配合泄洪建筑物的形式、尺寸和高程的选择，最终确定水库的设计洪水位、校核洪水位、调洪库容及二种情况下相应的最大泄流量。若水库担负下游防洪任务，首先应根据下游防洪保护对象的防洪标准、下游河道安全泄量、坝址至防洪点控制断面之间的区间入流情况，配合泄洪建筑物形式和规模，合理拟定水库的泄流方式，确定水库的防洪库容及其相应的防洪高水位;其次，根据下游防洪对泄洪方式的要求，进一步拟定为保证水工建筑物安全的泄洪方式，经调洪计算，确定水库的设计洪水位与校核洪水位及相应的调洪库容。 二、水库调洪计算基本公式 洪水进入水库后形成的洪水波运动，其水力学性质属于明渠渐变不恒定流。常用的调洪计算方法，往往忽略库区回水水面比降对蓄水容积的影响，只按水平面的近似情况考虑水库的蓄水容积(即静库容)。水库调洪计算的基本公式是水量平衡方程式: 11(Q，Q),t,(q，q),t,V,V (3-1) tt，1tt，1t，1t22