小浪底水库的泥沙问题

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小浪底调水调沙原理

小浪底调水调沙原理小浪底是位于黄河上游的一个重要水利工程，它不仅起到了水利调节的作用，还在黄河上游的泥沙调控中发挥着重要作用。

小浪底的调水调沙原理是怎样的呢？接下来我们就来详细了解一下。

首先，小浪底调水调沙的原理是基于黄河上游水沙特点的分析。

黄河上游水沙特点主要表现为年内水沙变化大、年际水沙变化大、时空分布不均等特点。

这就要求小浪底在调水调沙时要根据不同的水沙特点进行相应的调控。

其次，小浪底调水调沙的原理是基于水沙运动规律的研究。

水沙运动规律是指水流对河道床面的冲刷、沉积作用，以及泥沙在河道中的输移、淤积、冲刷等规律。

小浪底通过科学地研究水沙运动规律，可以更好地进行水沙调控，保障黄河上游地区的水资源利用和泥沙调控。

再次，小浪底调水调沙的原理是基于水利工程的实际情况进行的。

小浪底是一座大型水利工程，它的调水调沙原理需要结合实际工程情况进行研究和实践。

只有在实际工程中不断总结经验，不断改进调水调沙的方法，才能更好地发挥小浪底的作用。

最后，小浪底调水调沙的原理是基于科学技术的支撑进行的。

随着科学技术的不断发展，小浪底调水调沙的原理也在不断地进行改进和创新。

利用先进的科学技术手段，可以更好地进行水沙调控，保障黄河上游地区的生态环境和社会经济发展。

综上所述，小浪底调水调沙的原理是多方面因素综合作用的结果，它需要根据水沙特点进行调控，遵循水沙运动规律，结合实际工程情况，借助科学技术手段，不断进行改进和创新，才能更好地发挥其在水利调节和泥沙调控中的作用。

希望通过我们的努力，可以更好地保护黄河上游的生态环境，促进当地社会经济的可持续发展。

小浪底排沙原理

小浪底排沙原理小浪底排沙工程是一项重要的水利工程，其排砂原理对于河流的治理和保护具有重要的意义。

小浪底排沙原理是指利用水力学原理，通过设计合理的工程结构和施工工艺，实现对河道中的泥沙进行有效排除，从而保持河道的通畅和水质的清洁。

下面将详细介绍小浪底排沙原理的相关内容。

首先，小浪底排沙工程的设计需要充分考虑河道的水流特性和泥沙的输移规律。

在河道中，水流会携带大量的泥沙，如果泥沙过多，就会导致河道淤积，影响水流通畅，甚至引发洪灾。

因此，设计小浪底排沙工程时，需要根据当地的水文地质条件，确定合理的泥沙拦截和排除方案，以确保排沙效果和工程的稳定性。

其次，小浪底排沙工程通常采用的泥沙排除方式主要有机械排砂和水力冲沙两种方法。

机械排砂是通过设置拦砂坝和沉砂池等设施，利用机械设备将河道中的泥沙进行拦截和清除；水力冲沙则是利用水流的冲击力，通过设置合理的水流引导设施，将泥沙冲刷至河道外侧，实现排沙的效果。

这两种方法各有优劣，需要根据具体情况综合考虑，选择合适的泥沙排除方式。

另外，小浪底排沙工程的施工工艺也至关重要。

在进行排沙工程施工时，需要严格按照设计要求进行，确保工程质量和效果。

同时，还需要充分考虑工程对周边环境的影响，采取相应的环境保护措施，避免对生态环境造成不良影响。

最后，小浪底排沙工程的效果评估和监测也是不可忽视的一环。

在工程竣工后，需要对排沙效果进行定期监测和评估，及时发现问题并采取相应的处理措施，确保工程的长效运行和效果的持续性。

总的来说，小浪底排沙原理是一项涉及水文地质、水力学、土木工程等多学科知识的综合性工程，其设计、施工和运行都需要科学严谨的态度和专业技术支持。

只有充分理解和运用小浪底排沙原理，才能更好地实现河道的治理和保护，确保水资源的可持续利用和生态环境的健康发展。

黄河小浪底调水调沙问题

黄河小浪底调水调沙问题一、问题的提出2004年6月至7月黄河进行了第三次调水调沙实验，特别是首次由小浪底、三门峡和万家寨三大水库联合调度，采用接力式防洪预泄放水，形成人造洪峰进行调沙实验获得成功，整个试验期为20多天，小浪底从6月19日开始预泄放水，直到7月13日结束并恢复正常供水。

小浪底水利工程按设计拦沙量为亿m3，在这之前，小浪底共积泥沙达亿t。

这次调水调沙试验一个重要目的就是由小浪底上游的三门峡和万家寨水库泄洪，在小浪底形成人造洪峰，冲刷小浪底库区沉积的泥沙，在小浪底水库开闸泄洪以后，从6月27日开始三门峡水库和万家寨水库陆续开闸放水，人造洪峰于6月29日先后到达小浪底，7月3日达到最大流量2700m3/s，使小浪底水库的排沙量也不断增加。

表1是由小浪底观测站从6月29日到7月10日检测到的试验数据。

现在，根据试验数据建立数学模型研究下面的问题：（1）给出估计任意时刻的排沙量及总排沙量的方法；（2）确定排沙量与水流量的关系。

二、模型的建立与求解问题一的模型1、观测时间（时刻）的确定以6月29日0时开始计时，各观测时刻（离开始计时的时间）分别为：24214123600,,,),( =-=i i t i ，其中，计时单位s 。

2、排沙量的确定记第),,,(2421 =i i 次观测时水流量为i v ，含沙量为i c ，则第i 次观测时的排沙量i i i v c y =。

其数据如下表2。

表2 i t 时刻对应的排沙量排沙量单位：102kg3、模型建立在上述已经知道24对数据的基础上，建立任意时刻的排沙量的函数，可以通过插值或拟合的方法来实现。

考虑到实际中的排沙量应该是时间的连续函数，顾采用三次样条函数进行插值。

在求出三次样条函数)(t y y =的基础上，通过积分可以得到总的排沙量为：⎰=241t t dt t y z )(。

4、程序wv=[1800 1900 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2650 2700 2720 2650 ... 2600 2500 2300 2200 2000 1850 1820 1800 1750 1500 1000 900]; sth=[32 60 75 85 90 98 100 102 108 112 115 116 118 120 118 105 ... 80 60 50 30 26 20 8 5];i=1:24;t=(12*i-4)*3600;y=wv.*sth;t1=t(1);t2=t(end);pp=csape(t,y'); %或采用三次B样条插值：pp=spapi(4,t,y');两种结果一样xsh= %求得插值多项式的系数矩阵，每一行是一个区间上的多项式系数TL=quadl(@(tt)ppval(pp,tt),t1,t2)5、结果：xsh =[+000 +004+000 +005+005+005+005+005+005+005+005+005+005+005+005+005+005+000 +005+000 +005+005 +004 +004 +004 +004 +003]TL =+011即：当),(11t t x ∈时，其插值多项式为：4-6-12105.76 )(1.446)(103.145-)(10-2.648⨯+-⨯+-⨯⨯-⨯⨯=12131t t t t t t y ；当),(32t t x ∈时，其插值多项式为：5-6-12101.14 )(1.160)(103.488-)(10-1.152⨯+-⨯+-⨯⨯-⨯⨯=22232t t t t t t y ；……当),(2423t t x ∈时，其插值多项式为：3-6-1108.0 )(395.)(105.114)(104.986⨯+-⨯--⨯⨯+-⨯⨯=232233230t t t t t t y ；总排沙量为11108441⨯=.TL kg 。

2017小浪底调水调沙原理

2017小浪底调水调沙原理篇一：黄河小浪底调水调沙黄河小浪底调水调沙问题2004年6月至7月黄河进行了第三次调水调沙试验，特别是首次由小浪底、三门峡和万家寨三大水库联合调度，采用接力式防洪预泄放水，形成人造洪峰进行调沙试验获得成功．整个试验期为20多天，小浪底从6月19日开始预泄放水，直到7月13日恢复正常供水结束．小浪底水利工程按设计拦沙量为亿立方米，在这之前，小浪底共积泥沙达亿吨．这次调水调试验一个重要目的就是由小浪底上游的三门峡和万家寨水库泄洪，在小浪底形成人造洪峰，冲刷小浪底库区沉积的泥沙．在小浪底水库开闸泄洪以后，从6月27日开始三门峡水库和万家寨水库陆续开闸放水，人造洪峰于29日先后到达小浪底，7月3日达到最大流量2700立方米/每秒，使小浪底水库的排沙量也不断地增加．下面是由小浪底观测站从6月29日到7月10日检测到的试验数据：表1: 试验观测数据单位：水流为立方米 / 秒，含沙量为公斤/ 立方米(1) 给出估算任意时刻的排沙量及总排沙量的方法； (2) 确定排沙量与水流量的变化关系。

篇二：黄河小浪底调水调沙工程数学实验实验报告实验报告题目：黄河小浪底调水调沙工程姓名：胡迪学号：201014622 专业：信息与计算科学黄河小浪底调水调沙问题2004年6月至7月黄河进行了第三次调水调沙试验，特别是首次由小浪底、三门峡和万家寨三大水库联合调度，采用接力式防洪预泄放水，形成人造洪峰进行调沙试验获得成功。

整个试验期为20多天，小浪底从6月19日开始预泄放水，至到7月13日恢复正常供水结束。

小浪底水利工程按设计拦沙量为亿m3,在这之前，小浪底共积泥沙达亿t。

这次调水调沙试验一个重要的目的就是由小浪底上游的三门峡和万家寨水库泄洪，在小浪底形成人造洪峰，冲刷小浪底库区沉积的泥沙，在小浪底水库开闸泄洪以后，从6月27日开始三门峡水库和万家寨水库陆续开闸放水，人造洪峰于29日先后到达小浪底，7月3日达到最大流量2700 ，使小浪底水库的排沙量也不断地增加。

小浪底水库调水调沙原理

小浪底水库调水调沙原理
嘿，朋友们！今天咱们就来好好唠唠小浪底水库调水调沙的原理。

你知道吗，这就好像是一场大自然的魔法秀！
想象一下，小浪底水库就像是一个巨大的水魔法盒子。

调水呢，就像是有一双神奇的手在操控着水流的走向。

比如说，当其他地方缺水了，小浪底就把水输送过去，这是不是很神奇啊？就像家里妈妈给我们分食物一样，按需分配呀！
那调沙又是咋回事呢？这就好比是给河流来一次大清扫！河水带着泥沙一路流淌，时间长了，泥沙要是堆积太多，那可不妙。

于是呢，小浪底就发挥作用啦！它通过巧妙的运作，把泥沙“赶”出去。

你看，这像不像我们定期打扫房间，把垃圾清理出去呀？
“哎呀，那这到底是怎么做到的呀？”有人可能会这么问。

别急呀，这当中涉及到好多复杂又精妙的设计和操作呢！水库有它专门的出水口和设施，能够精确地控制水流和泥沙的排放。

这可不是随便就能做到的，得靠无数专家和工作人员的智慧和努力呢！
“哇，那这也太厉害了吧！”可不是嘛！小浪底水库的调水调沙对于我们的生活影响可大啦！它能让河流更健康，能保障我们用水的安全，还能保护周边的生态环境呢。

这么重要又神奇的事情，我们能不了解一下吗？能不惊叹一下吗？
总的来说，小浪底水库调水调沙原理真的超级有趣，也超级重要！它就像一个默默守护我们的超级英雄，在我们看不到的地方发挥着巨大的作用！我们真应该好好感谢它呀！。

小浪底水库泥沙淤积观测与分析

三门峡水库最大年出库沙量２．６ｔ１７２５亿（９７年）最大出库含，
沙量９ｌｋ／１７ｌｓｍ（９７年）三门峡一小浪底区间入库泥沙主要，是汛期暴雨径流形成的泥沙，Ｏ４约．７亿ｔ仅占三门峡年输沙，
量的Ｏ４。．％
距坝６．５ｍ处，为２９３ｍ底点在距坝７．５ｋ０１ｋ高程２．，Ｏ２ｍ处，
（浪底水利枢纽建设管理局，小河南郑州４００）５００
摘
要：通过布设１４个断面，７采用地形法对小浪底水库泥沙淤积形态进行了观测，析表明：分自大坝截流至２００５年汛
前，区淤积量为１ｍ，向淤积呈明显的三角洲形态，向表现为平淤，库４亿纵横对异重流的形成是有利的。在低水位期与
（）１干流纵向淤积情况。截至２００５年汛前库区干流淤积
１．４ｍ，２６亿占库区淤积总量的９．％。１９０３９９年下闸蓄水至
２００５年汛前，坝前１４ｍ处河底淤积高程抬升３．在距．５ｋ３８ｍ，坝２．５ｋ７２ｍ处泥沙淤积最厚，４．坝前至５．５ｋ达３４ｍ，６８ｍ处泥沙淤积均在３０ｍ以上。该段泥沙淤积量为９４．６亿ｍ，占干流泥沙淤积量的７．％。目前，向坡度为０７％。４８纵．２ｏ与下闸蓄水
文献标识码：Ａ
文章编号：００１７（０７０ — ０３— ２１０ — ３９２０）１０２０
１水库运用方式与库区水沙特性

黄河小浪底调沙调水分析

Φ
3
( x ) = − 2492
. 9 + 3 . 1784
* x − ( 1 . 317
* e − 3 ) *
x
2
+ ( 1 . 842
* e − 7 ) *
x
3
• 利用已知数据对其作三次多项式拟合，编写MATLAB命令如下：
• • • • • • • • • • • x=[1800 1900 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2650 2700 2720]; y=[32 60 75 85 90 98 100 102 108 112 115]; A=polyfit(x,y,3) A= 1.842*e-7 -1.317*e-3 3.1784 -2.492.9 >> z=polyval(A,x); >> plot(x,y,'*',x,y,'r',x,z,'b') 可得：a0=-2.492.9 a1=3.1784 a2=-1.317*e-3 a3=1.842*e-7 于是可得拟合多项式为：
• 假设1：水流量和排沙量都是连续的，不考虑上游泄洪所带来的含沙量和外界带来的含沙量。 • 假设2、时间是连续变化的，所取时间点依次为1,2,3， …,24,单位时间为12h
模型建立与求解
• 对于问题一，因为排沙量与时间的散点图基本符合正态曲线，如图一所示。所以，排沙量的对数与时间的函数关系就应该符合二次函数关系（曲线见图二），因而排沙量取对数后，再与时间t进行二次回归. • 假设排沙量与时间函数关系为y=e^(at^2+bt+c),两边取对数后为 Lny=at^2+bt+c先由表二做出排沙量的自然对数lny与时间t的散点图见图一，并利用SAS软件进行拟合，得到排沙量的自然对数与时间的回 SAS 归方程为： • Lny=-0.0209t^2+0.4298t+10.6321 • 由回归拟合参数表可知回归方程是显著的，因为相关系数人 R^2=0.9629,误差均方S^2=0.0543，说明回归曲线拟合效果很好。 • 所以排沙量与时间之间的函数关系式为y=e^(=0.0209t^2+0.4298t+10.6321)

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小浪底水库的泥沙问题
摘要:通过分析小浪底水库泥沙观测手段及观测成果,结合水库这几年的调度运用情况,文中就水库泥沙淤积的观测方法、泥沙淤积层的确定、排沙洞运用、淤积量比较以及泥沙淤积形态共5个方面的问题进行了分析和探讨关键词:泥沙泥沙淤积层泥浆层小浪底水库
1 前言
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亿m3,其中,支流库容占总库容的%。

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,利用水库亿m3的拦沙库容和亿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20XX年,水库入库沙量亿t,出库沙量亿t,排沙比仅为%。

(2)蓄水后第二年即20XX年,水库入库沙量亿t,出库沙量亿t,排沙比为%。

(3)蓄水后第三年即20XX年,水库入库沙量亿t,出库沙量亿t,排沙比为%。

(4)蓄水后第四年即20XX年,水库入库沙量亿t,出库沙量亿t,排沙比为%。

在泥沙淤积形态方面,从20XX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处,较汛前的顶点上延了 km,其顶点高程为。

洲面段在距坝 ~之间,前坡段延伸到距坝,形成了一个长达的淤积三角洲。

洲面段和前坡段的比降分别为‰和‰。

通过计算,该三角洲泥沙淤积量为亿m3,占20XX年水库干流淤积量的%。

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~之间,属于粉沙类。

20XX年汛后观测结果显示,在距坝以下,淤积泥沙其d50在~之间,属极细的粉沙类。

4有关问题分析
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。

20XX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。

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 ~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。

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。

20XX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~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,20XX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。

淤积量比较
截止20XX年12月,小浪底水库累计淤积泥沙亿m3,平均每年淤积泥沙亿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20XX年入库沙量仅亿t,较多年小浪底实测平均输沙量少亿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。

淤积形态塑造
根据20XX年汛后测验结果,小浪底水库纵向淤积形态在距坝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。

(4)泥沙淤积量是衡量水库有效使用寿命的关键指标。

结合小浪底水库实测泥沙淤积量和设计预测泥沙淤积量分析,未来小浪底水库应在汛期多利用异重流进行排沙,以便缓解目前水库泥沙淤积偏快的被动局面。

(5)水库泥沙的淤积形态直接关系到水库的调度运用及效益的发挥。

小浪底水库20XX年汛期形成的不利的三角洲淤积形态,有关人员已达成共识。

今年黄河调水调沙试验的突出特征即人工泥沙扰动便是在改善或调整这种不利的淤积形态方面迈出了第一步。