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三峡库区泥沙絮凝沉降试验研究 被引量：1
1
作者 王乐 陈庆霞 +4 位作者 王大宇 关见朝 张磊 黄海 张尚弘 《水力发电学报》 北大核心 2025年第6期12-21,共10页
三峡库区原型沙测试表明,约80%淤积泥沙粒径小于20μm,然而,大量的黏性细沙在库区沉降时是否会形成絮团尚不清楚。为此,本研究设计了一种同轴旋转双筒絮凝沉降装置,近似模拟库区水沙状况,以非接触方式观测了泥沙絮凝沉降过程,运用图像... 三峡库区原型沙测试表明,约80%淤积泥沙粒径小于20μm,然而,大量的黏性细沙在库区沉降时是否会形成絮团尚不清楚。为此,本研究设计了一种同轴旋转双筒絮凝沉降装置,近似模拟库区水沙状况,以非接触方式观测了泥沙絮凝沉降过程,运用图像技术识别沉降颗粒的大小与沉速。结果显示,试验观测到的颗粒沉速与同粒径纯泥沙颗粒的沉速差异显著,且部分沉降颗粒的直径远大于初始输入沙的最大粒径,表明库区泥沙颗粒会形成絮团;基于此,构建了泥沙絮凝体沉降时的雷诺数与阻力系数的关系,运用分形理论求得了絮凝体密度,建立了絮凝体有效密度与粒径的关系,提出了絮凝体沉速的计算方法,且计算与实测沉速符合较好。 展开更多
关键词 三峡库区 泥沙 絮凝体 密度 沉速
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三峡水库微塑料与悬沙的聚集特性及作用机制
2
作者 刘洁 张智超 +2 位作者 李霞 朱丽帆 蒋晖 《湖泊科学》 EI CAS 北大核心 2025年第1期149-158,共10页
本文依据三峡库区悬沙矿物组成和泥沙级配为依据配置沙样,选择长江上游典型微塑料PMMA和PS,在自制大型水箱中开展水流剪切作用下微塑料和泥沙异质聚集实验,分析微泥絮团的形态特征和聚集机制。结果表明在水流紊动剪切作用下,相比泥沙同... 本文依据三峡库区悬沙矿物组成和泥沙级配为依据配置沙样,选择长江上游典型微塑料PMMA和PS,在自制大型水箱中开展水流剪切作用下微塑料和泥沙异质聚集实验,分析微泥絮团的形态特征和聚集机制。结果表明在水流紊动剪切作用下,相比泥沙同质聚集的絮团粒径,微泥异质聚集的絮团粒径更大,且每毫升样品中微泥絮团上的微塑料吸附数量随水流剪切率增大而迅速增加。扫描电镜和能谱分析结果表明,在水动力条件下泥沙与PMMA、PS微球发生异质聚集,聚集过程中存在电子转移和化学态的转变,并产生不饱和键(C C)。由于PMMA官能团的结合能变化比PS大,此过程失电子更多、表面电荷更大,更容易与泥沙发生聚集。 展开更多
关键词 微塑料 悬沙 微泥絮团形貌 聚集机制 三峡水库
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2024年黄河上中游重点水库联合排沙效果及河道影响分析
3
作者 任智慧 任伟 +2 位作者 王婷 马怀宝 贾梦豪 《人民黄河》 北大核心 2025年第10期45-51,共7页
2024年9月,黄河水利委员会对龙羊峡、刘家峡、万家寨等黄河上中游重点水库进行联合排沙运用,历时16 d,取得了较好的排沙减淤效果。沙坡头、青铜峡、海勃湾、万家寨和龙口5座水库合计排沙15 261万t,库区合计冲刷6 692万t,联合排沙比为178... 2024年9月,黄河水利委员会对龙羊峡、刘家峡、万家寨等黄河上中游重点水库进行联合排沙运用,历时16 d,取得了较好的排沙减淤效果。沙坡头、青铜峡、海勃湾、万家寨和龙口5座水库合计排沙15 261万t,库区合计冲刷6 692万t,联合排沙比为178.1%;青铜峡、海勃湾水库坝前段冲刷剧烈,为今后库区减淤提供了有利的边界条件;万家寨水库实现了年度泥沙冲淤平衡,有效延缓了库区淤积。这表明,利用上游水库蓄水实施联合排沙运用,不仅效果明显,而且为平枯水年份水库减淤提供了新的调度模式。 展开更多
关键词 联合排沙 水库调度 冲淤 黄河上中游
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小浪底水库悬沙对溶解性有机质的吸附特征研究
4
作者 武俐 刘森 +2 位作者 杨佳之 来梦媛 常苗 《泥沙研究》 北大核心 2025年第2期37-43,共7页
悬沙吸附溶解性有机质(DOM)的过程会影响水生生态系统的氮循环。为探究小浪底水库水体和悬沙DOM组分及影响悬沙吸附DOM的主要因素,利用紫外-可见光谱技术研究水体和悬沙DOM特征,采用主成分分析和冗余分析DOM组分与来源、DOM与环境因子... 悬沙吸附溶解性有机质(DOM)的过程会影响水生生态系统的氮循环。为探究小浪底水库水体和悬沙DOM组分及影响悬沙吸附DOM的主要因素,利用紫外-可见光谱技术研究水体和悬沙DOM特征,采用主成分分析和冗余分析DOM组分与来源、DOM与环境因子的关系,通过悬沙吸附DOM模拟试验,研究两种粒径在不同含沙量和DOM浓度变化条件下的吸附作用。结果表明,水体DOM的芳香性高于悬沙,DOM组分均以胡敏酸为主;电导率和浊度分别是影响水体和悬沙DOM芳香性的主要环境因子;准二级动力学模型能较好地描述不同含沙量和DOM浓度条件下悬沙对DOM的吸附过程,悬沙对DOM的平衡吸附量随含沙量增加而减小、随DOM浓度的增加而增加,尤其以细沙更为明显。研究结果为阐明DOM在水沙间的迁移过程提供了科学依据。 展开更多
关键词 悬沙 小浪底水库 溶解性有机质 冗余分析 环境因子
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金沙江下游梯级水库深泓纵剖面响应泥沙沉积的调整模式
5
作者 王随继 《地理学报》 北大核心 2025年第5期1282-1295,共14页
梯级水库大坝的强分割性和拦沙量的时空变化如何影响库区的河貌调整,是值得探究的科学问题。本文以揭示梯级水库深泓纵剖面的调整机制为目标,以金沙江下游向家坝和溪洛渡水库为研究对象,基于建坝前后库区河段深泓高程的多期次观测资料,... 梯级水库大坝的强分割性和拦沙量的时空变化如何影响库区的河貌调整,是值得探究的科学问题。本文以揭示梯级水库深泓纵剖面的调整机制为目标,以金沙江下游向家坝和溪洛渡水库为研究对象,基于建坝前后库区河段深泓高程的多期次观测资料,利用统计学、地貌学和沉积学的相关方法,分析了深泓纵剖面的实测曲线、趋势性曲线和理论拟合曲线的变化特征。揭示了梯级水库纵剖面的两类调整模式:下凹曲线型和上凸曲线型。前者以河床微弱冲淤→建坝后库区上游段的快速加积→全库区的缓慢加积为特征,这是较早建成且相对位于下游的水库(如向家坝水库)的共性;后者的纵剖面调整以河床微弱冲淤的直线或下凹曲线型→建坝后强烈淤积的上凸曲线型为特征,是较晚建成且相对位于上游的水库(如溪洛渡水库)的特性。梯级水库纵剖面的调整受到库区泥沙淤积量和沉积速率时空变化的控制,水动力梯度和调控模式交替变化影响着沉积速率的空间分异性。研究结果有助于理解类似地区梯级水库纵剖面的调整机制,在预估无观测资料的梯级水库纵剖面调整趋势方面具有指导作用。 展开更多
关键词 梯级水库 纵剖面 调整模式 输沙量 沉积速率 金沙江下游
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散点、域面MNO分析与半高法--以物理问题特高拱坝变形为例
6
作者 李瓒 王民浩 《西北水电》 2025年第1期1-13,共13页
散点研究中,通常用数学回归方式求取吻合程度较高,R 2越接近1越好的方程作为最终方程。通过进行散点分析,建立点、面、线关系;在MNO原则控制下,用因素面积分析线性域M、非线性域N(二者和为实域)和调控域O(空域),求取基本标准函数(R 2=1)... 散点研究中,通常用数学回归方式求取吻合程度较高,R 2越接近1越好的方程作为最终方程。通过进行散点分析,建立点、面、线关系;在MNO原则控制下,用因素面积分析线性域M、非线性域N(二者和为实域)和调控域O(空域),求取基本标准函数(R 2=1),具体用半高分析获取最终标准函数,并对小湾特高拱坝变形进行了标准函数求解,画出了国内首条特高拱坝变形曲线。 展开更多
关键词 MNO原则 点面问题 半高法 标准曲线 小湾特高拱坝变形
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基于时间序列模型的黄河水沙监测
7
作者 杨巍 《微型计算机》 2025年第7期148-150,共3页
本文主要研究黄河小浪底水库下游某水文站黄河水的含沙量与时间、水位、水流量的关系,分析该水文站水沙通量的突变性、季节性和周期性等特性,研究水沙通量的变化规律,预测分析该水文站未来两年水沙通量的变化趋势,对“调水调沙”的实际... 本文主要研究黄河小浪底水库下游某水文站黄河水的含沙量与时间、水位、水流量的关系,分析该水文站水沙通量的突变性、季节性和周期性等特性,研究水沙通量的变化规律,预测分析该水文站未来两年水沙通量的变化趋势,对“调水调沙”的实际效果进行评估和预测。 展开更多
关键词 水沙调控 时间序列 季节性 预测 正态化转换
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三门峡水库汛期壅水排沙影响因素分析 被引量：2
8
作者 裴柯雄 史红玲 +2 位作者 陈建国 王党伟 沈铭晖 《泥沙研究》 北大核心 2025年第1期61-67,共7页
为了揭示壅水条件下水库排沙比的影响因素及其响应关系,统计三门峡水库2011—2021年汛期入库流量在3000 m^(3)/s以下且坝前水位相对稳定的壅水时期排沙比变化,发现将入库流量划分为500~1000 m^(3)/s、1000~1500 m^(3)/s、1500~2000 m^(3... 为了揭示壅水条件下水库排沙比的影响因素及其响应关系,统计三门峡水库2011—2021年汛期入库流量在3000 m^(3)/s以下且坝前水位相对稳定的壅水时期排沙比变化,发现将入库流量划分为500~1000 m^(3)/s、1000~1500 m^(3)/s、1500~2000 m^(3)/s和2000~3000 m^(3)/s四个流量级的水库排沙比与坝前水位具有较好的负相关关系,只有最小入库流量级的排沙比与入库含沙量存在一定相关性。结合隐含了坝前水位变化影响的滞留时间这一变量,提出了出入库流量系数与滞留时间比值的过流因子为影响排沙比的主要变量,建立了不同入库流量级的壅水排沙比与过流因子及入库含沙量的计算关系式,计算精度良好,可用于估算三门峡水库汛期壅水排沙比。 展开更多
关键词 三门峡水库 排沙比 不同流量级 坝前水位 过流因子
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贵阳抽水蓄能电站水库淤积对过机泥沙的影响研究 被引量：2
9
作者 王凯旋 何鑫 +3 位作者 陈倩柔 余明辉 李大成 李思宇 《泥沙研究》 北大核心 2025年第1期75-80,共6页
抽水蓄能电站是我国重要的能源基础设施,上下库水流泥沙不断交换、相互影响,导致库容损失和电站水轮机磨损。以贵阳抽水蓄能电站为例,基于考虑上下库水流泥沙交换的一维水沙数学模型,研究电站过机含沙量变化规律与下水库泥沙淤积时空分... 抽水蓄能电站是我国重要的能源基础设施,上下库水流泥沙不断交换、相互影响,导致库容损失和电站水轮机磨损。以贵阳抽水蓄能电站为例,基于考虑上下库水流泥沙交换的一维水沙数学模型,研究电站过机含沙量变化规律与下水库泥沙淤积时空分布的相关关系,并讨论了进出水口附近清淤对过机泥沙的影响。电站下水库淤积分布为带状-三角洲淤积,过机含沙量随下库淤积发展而增加,且与水库来沙量呈良好的正相关关系。进出水口附近实施清淤措施后,泥沙在该区域回淤,下水库淤积量增加,过机含沙量明显减小。 展开更多
关键词 水库泥沙 抽水蓄能电站 下水库淤积 过机含沙量 清淤措施
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官厅水库入库水沙特性分析 被引量：1
10
作者 范皓翔 刘成 徐梦珍 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期426-437,共12页
为研究官厅水库入库水沙变化的长期趋势和极端情景下的响应特征,本文以官厅水库及其上游流域为研究对象,基于石匣里和响水堡水文站1952—2023年水文数据,采用线性回归分析、双累积曲线法及Morlet小波分析法,对官厅水库上游水沙变化的特... 为研究官厅水库入库水沙变化的长期趋势和极端情景下的响应特征,本文以官厅水库及其上游流域为研究对象,基于石匣里和响水堡水文站1952—2023年水文数据,采用线性回归分析、双累积曲线法及Morlet小波分析法,对官厅水库上游水沙变化的特征及其驱动因素进行研究,重点关注了21世纪以来永定河流域实施流域水沙综合治理和生态修复以及极端天气频发背景下水沙变化特征。结果表明,官厅水库上游径流量和输沙量均呈显著下降趋势,年际和年内分配差异显著,近年来径流量有增加趋势,极端降雨导致流域径流变异性增强而输沙趋于平稳,水库拦沙作用与产沙过程复杂性共同造成水沙响应不同步现象;双累积曲线分析显示,21世纪以来水沙量出现明显突变点,这主要受到流域水沙综合治理和生态修复措施的影响;通过小波分析揭示了两水文站径流量的主周期为56 a和27 a,输沙量的主周期为56 a和38 a;水沙变化的主要驱动因素包括上游水库建设、水土保持措施、人类活动以及气候变化,其中21世纪后人类活动的影响更为显著。 展开更多
关键词 官厅水库 水沙变化 突变分析 周期分析 人类活动 极端天气
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黄河流域中小型水库淤积物清淤相变与管道输沙研究进展 被引量：1
11
作者 来志强 陈林 +3 位作者 赵连军 周钰航 胡彩虹 郝宇驰 《中国水利》 2025年第10期20-28,共9页
黄河流域约有3100座中小型水库,62%的水库位于黄土高原,淤积较为严重。泥沙淤积已经成为影响黄河流域中小型水库功能正常发挥的制约因素。黄河流域中小型水库淤积物组成复杂多元,包含泥沙、树枝水草等柔性物质及有机质等。为减少淤积,... 黄河流域约有3100座中小型水库,62%的水库位于黄土高原,淤积较为严重。泥沙淤积已经成为影响黄河流域中小型水库功能正常发挥的制约因素。黄河流域中小型水库淤积物组成复杂多元,包含泥沙、树枝水草等柔性物质及有机质等。为减少淤积,常采用人工方式进行清淤,一般包括清淤流化相变和管道输送两个关键环节。针对黄河流域中小型水库淤积物清淤相变与管道输送能耗机制,学者们长期以来开展了大量研究并取得相关成果,但支撑新形势下黄河流域中小型水库高效环保清淤的研究仍显不足。梳理了黄河流域中小型水库淤积物组成、淤积物流化相变机理、管道输沙机制、人工清淤效率提升工艺等国内外研究进展,提出了中小型水库淤积物特性及淤损机制、射流绞刀等多维扰动作用下淤积物流化相变机理、扰动造浆与管道吸排匹配关系、多元淤积物管道输移与能耗机制、智能化高效清淤技术是未来研究重点,以期为新形势新要求下黄河流域中小型水库淤积治理提供科技支撑。 展开更多
关键词 中小型水库 人工清淤 多元淤积物 流化相变 管道输送 黄河流域
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基于集成学习的海勃湾水库出库泥沙预测研究
12
作者 郭秀吉 孙龙飞 +2 位作者 王远见 任智慧 李新杰 《水电能源科学》 北大核心 2025年第4期98-101,79,共5页
针对水库排沙影响因素众多、非线性关系复杂、难以精准预测等问题,以海勃湾水库为研究对象,采用2014~2020年进出库水沙系列数据,构建了基于集成树框架的RF、XGBoost出库含沙量预测模型,并与传统KNN、DT算法进行了拟合性能对比。结果表明... 针对水库排沙影响因素众多、非线性关系复杂、难以精准预测等问题,以海勃湾水库为研究对象,采用2014~2020年进出库水沙系列数据,构建了基于集成树框架的RF、XGBoost出库含沙量预测模型,并与传统KNN、DT算法进行了拟合性能对比。结果表明,入库流量Q_(in)、入库含沙量S_(in)、进出库水位差ΔZ、坝前水位差ΔH是影响海勃湾水库排沙的主要因素;不同机器学习算法应用于水库排沙预测均是有效的,相比于KNN、DT算法,集成树模型拥有更好的拟合性能;基于Boosting算法的XGBoost模型各项预测指标最佳,在应对样本随机性和非一致性方面展现出良好的拟合稳定性及泛化能力。 展开更多
关键词 集成学习 海勃湾水库 出库含沙量 预测模型
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基于有效悬浮功理论下小浪底库区异重流运动特征
13
作者 李彬 万占伟 +3 位作者 高兴 李树森 白玉川 鲁俊 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第9期1218-1232,共15页
水库异重流对提高水库运用效益、高效排沙以及延长水库生命周期具有重要意义,是多沙河流水库调水调沙的重要内容.为探究水库异重流运动特征,建立了异重流控制方程,结合有效悬浮功理论与异重流自相似理论,以小浪底水库为对象分析水库异... 水库异重流对提高水库运用效益、高效排沙以及延长水库生命周期具有重要意义,是多沙河流水库调水调沙的重要内容.为探究水库异重流运动特征,建立了异重流控制方程,结合有效悬浮功理论与异重流自相似理论,以小浪底水库为对象分析水库异重流运动特征.研究结果表明:小浪底水库异重流运动存在消亡、自悬浮、激励状态.异重流沿程演化存在临界位置x_(0c).在x_(0c)上游,异重流厚度、含沙量与流速对粒径、坡降、阻力系数变化响应较小;异重流厚度在x_(0c)下游随粒径、坡降、阻力系数增加而增加.粒径增大/减小会使异重流从激励状态向消亡/自悬浮状态转变.当坡降大于临界坡降时,异重流向激励状态转变;当阻力系数大于临界阻力系数时,异重流向消亡状态转变,小于临界阻力系数时异重流保持原有状态.随着潜入点处Richardson数减小,异重流厚度在x_(0c)下游增长速率降低、异重流稳定性减弱、异重流向消亡状态转变,在激励状态下异重流流速在x_(0c)下游流速增加.研究成果对揭示水库异重流运动特征提供了理论支持,为多沙河流水库调水调沙期间调度方案制定提供了理论依据. 展开更多
关键词 水库异重流 小浪底水库 有效悬浮功 自相似 多沙河流
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三峡建库前后荆江沙质河段流量-输沙率关系及其变化机理
14
作者 周炜兴 孙昭华 +2 位作者 杨中华 李芷晴 安姗姗 《水利学报》 北大核心 2025年第8期1049-1060,1071,共13页
三峡建库前后荆江沙质河段内流量-输沙率关系明显变化,会对滩槽冲淤分布产生一定影响。本文收集了三峡建库前后沙市-城陵矶河段内水文、泥沙和河道地形资料,系统研究了建库前后流量-输沙率关系,从漫滩前后断面形态、水动力条件和泥沙输... 三峡建库前后荆江沙质河段内流量-输沙率关系明显变化,会对滩槽冲淤分布产生一定影响。本文收集了三峡建库前后沙市-城陵矶河段内水文、泥沙和河道地形资料,系统研究了建库前后流量-输沙率关系,从漫滩前后断面形态、水动力条件和泥沙输移状态等角度揭示其变化机理及对河道冲淤的影响。主要结论有:三峡建库前流量-输沙率关系曲线在平滩流量以上呈向下偏转,是由于水流漫滩后主槽区输移泥沙以冲泻质为主导,这部分泥沙进入滩地后转化为床沙质而参与造床。在三峡建库后,输沙率曲线在平滩流量以上的偏转特性消失,反而在枯水流量下出现临界特征。这是由于建库后总体滩槽形态、水动力格局虽未发生显著变化,但泥沙粒径粗化导致泥沙输移状态发生由冲泻质向床沙质(漫滩以上流量级)、悬移质向推移质(基流枯水期)的质变。在建库后流量-输沙率关系影响下,主槽发生明显冲刷,滩地淤积速度将会减缓。本文可加强对三峡水库下游沙质河段内平衡/非平衡状态下水沙输移机制理解,并为河道长期冲淤趋势判断提供参考。 展开更多
关键词 流量-输沙率关系 泥沙输移状态 滩槽冲淤 荆江河段 三峡水库
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海勃湾水库排沙方式优化研究
15
作者 郭静怡 李晓英 李新杰 《水电能源科学》 北大核心 2025年第10期79-83,共5页
泥沙淤积问题一直是多沙水库需解决的难题,为延缓海勃湾水库淤积,构建了海勃湾水库一维水沙数学模型,通过对流量、含沙量及深泓线进行长期模拟,验证该模型具有较高的模拟精度;对影响水库排沙速率的排沙时段、入库流量、入库含沙量、控... 泥沙淤积问题一直是多沙水库需解决的难题,为延缓海勃湾水库淤积,构建了海勃湾水库一维水沙数学模型,通过对流量、含沙量及深泓线进行长期模拟,验证该模型具有较高的模拟精度;对影响水库排沙速率的排沙时段、入库流量、入库含沙量、控制水位进行分析,制定多种排沙方案,应用所构建的一维水沙数学模型计算各方案多年淤积量,进而优选海勃湾水库的排沙方案。结果表明,不论是平枯水年还是丰水年,在相同的排沙起始流量和起始含沙量限制下,排沙水位越低,库区淤积量越少,水库的排沙效果越好;在相同的排沙水位限制下,排沙起始流量和起始含沙量越小,符合排沙条件的时间越长,库区淤积量越少。 展开更多
关键词 海勃湾水库 一维水沙数学模型 排沙方案 泥沙淤积
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西霞院水库流路演变及泥沙淤积分布特征
16
作者 李昆鹏 刘强中 +3 位作者 王振凡 李丽珂 李珍 黎思恒 《人民黄河》 北大核心 2025年第1期51-54,103,共5页
西霞院水库是小浪底水库的反调节水库,主要对小浪底水库下泄的不稳定水流进行反调节。系统梳理了2007—2022年西霞院水库调度运行方式、入库水沙、流路演变以及泥沙淤积分布特征,其成果可为西霞院水库优化减淤调度提供科技支撑。结果表... 西霞院水库是小浪底水库的反调节水库,主要对小浪底水库下泄的不稳定水流进行反调节。系统梳理了2007—2022年西霞院水库调度运行方式、入库水沙、流路演变以及泥沙淤积分布特征,其成果可为西霞院水库优化减淤调度提供科技支撑。结果表明:1)西霞院水库入库年均水量为305.55亿m^(3)、年均沙量为1.34亿t,入库泥沙持续淤积造成库区流路发生显著变化,焦枝铁路老桥至坝前库段由运行初期的4条流路逐渐演变成1条流路。2)至2022年8月,西霞院水库泥沙淤积总量为7 253.6万m^(3),其中大坝—xxy07断面区间泥沙淤积量为6 964.5万m^(3);水库汛限水位131.00 m以下库容为0.184亿m^(3),淤积比为76.71%;库水位131.00~134.00 m反调节库容为0.567亿m^(3),已被侵占0.003亿m^(3)。3)西霞院水库泥沙中SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、CaO含量占总组成的80.14%;泥沙颗粒角形因数小于等于1.30。4)西霞院水库距坝5.8 km以上现状滩面高程比淤积平衡后设计滩面高程高3 m以上,建议西霞院水库在小浪底水库排沙期水位降至132.00 m以下运行,避免上游滩面高程持续抬升侵占反调节库容。 展开更多
关键词 流路演变 泥沙淤积 调节库容 淤积平衡 西霞院水库
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旋流排沙装置排沙效率的数值模拟与试验研究
17
作者 王昱 王哲辉 +4 位作者 张宝泉 雒天峰 张晓龙 任伟龙 王玉昆 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第1期32-38,46,共8页
为提高水库中排沙洞的排沙效率,研发了一种新型旋流排沙装置。利用数值模拟试验和水工模型试验两种方法,研究了旋流排沙装置中叶轮组合、旋流场的流速分布特征、旋流排沙装置对排沙洞口泥沙的冲淤特性和排沙效率的影响。数值模拟结果表... 为提高水库中排沙洞的排沙效率,研发了一种新型旋流排沙装置。利用数值模拟试验和水工模型试验两种方法,研究了旋流排沙装置中叶轮组合、旋流场的流速分布特征、旋流排沙装置对排沙洞口泥沙的冲淤特性和排沙效率的影响。数值模拟结果表明,旋流排沙装置中单叶轮的流场范围随转速的增大而扩大,但当叶轮转速增加至20r/s时流场范围不再增加;旋流排沙装置中组合旋流场范围取决于叶轮的转速及其布置方式,当以三角形方式布置时,组合流场范围也随叶轮转速的增加而扩大,但叶轮间距布置过小会导致能量耗散过高,叶轮间距布置过大则不能形成有效的组合流场,旋流排沙装置的最优运行状态为叶轮距离为70mm、转速为20r/s。数值模拟和模型试验结果表明,旋流排沙装置可有效增大排沙洞的排沙效率和冲淤范围,当库区水位较深形成冲沙漏斗时,旋流排沙装置可使排沙洞的排沙效率提高71.5%;当库区水位较浅形成冲沙廊道时,旋流排沙装置能使排沙洞的排沙量增加4.02kg,说明该装置对库区水深较浅的淤积泥沙具有较好的排出效果,对解决甘肃河西水少沙多型水库内的泥沙淤积问题具有重要意义。 展开更多
关键词 数值模拟 水工模型试验 库区排沙 旋流场
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1974-2020年黄河下游游荡段洪水水沙异步特性研究
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作者 肖宝康 李洁 +2 位作者 陈栋 黄丹丹 李怡杰 《人民黄河》 北大核心 2025年第5期28-33,共6页
近年来,极端降雨事件增加,洪水风险依旧是黄河下游最大的威胁,因此研究黄河下游洪水水沙特性变化对防洪减灾具有重要意义。基于花园口水文站1974—2020年实测水沙资料,分析不同时期洪水洪峰流量、含沙量变化,采用动态时间规整算法计算... 近年来,极端降雨事件增加,洪水风险依旧是黄河下游最大的威胁,因此研究黄河下游洪水水沙特性变化对防洪减灾具有重要意义。基于花园口水文站1974—2020年实测水沙资料,分析不同时期洪水洪峰流量、含沙量变化,采用动态时间规整算法计算黄河下游游荡段洪峰与沙峰异步时长,研究洪水水沙异步特性变化及影响因素。研究结果表明:黄河下游游荡段洪水以中型洪水为主,小浪底水库运行后低含沙洪水场次占比达85.9%,平均峰型系数降低为1.33,主要的洪水异步类型由洪峰沙峰同步型转变为沙峰滞后型。进一步分析了沙峰滞后型洪水滞后时长与来沙系数、历时、沙型系数等影响因素之间的关系,并建立了滞后时长的计算公式,用经验公式得到的计算值与实测值总体较为符合。 展开更多
关键词 洪水 异步特性 滞后时长 游荡段 黄河下游
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平原多沙河流水库形态演变及驱动因素研究——以黄河西霞院水库为例
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作者 董庆豪 王强 +1 位作者 王远见 杨飞 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第6期39-45,共7页
平原多沙河流水库相对于峡谷型水库的平面形态更易受来水来沙条件影响,研究平原多沙河流水库的库区形态演变对于水库管理具有重要的意义。选取典型的平原多沙河流水库—黄河西霞院水库的库区平面形态演变规律进行研究,西霞院水库自建库... 平原多沙河流水库相对于峡谷型水库的平面形态更易受来水来沙条件影响,研究平原多沙河流水库的库区形态演变对于水库管理具有重要的意义。选取典型的平原多沙河流水库—黄河西霞院水库的库区平面形态演变规律进行研究,西霞院水库自建库以来基本处于持续淤积状态,库区流路不断演变,深刻改变了库区的形态特征。基于2007-2023年西霞院库区实测断面地形资料及历年库区影像资料对库区形态演变过程及其驱动因素进行分析。结果表明:库区多流路向单一流路转化,滩槽高差减小,同时河道弯曲度及分汊系数均在2020年之后明显减小,深泓摆动宽度在库区下段特别是近坝段摆动较大;库区形态的变化受来水来沙条件及水库调度等多因素影响,其中,xxy05断面深泓摆动宽度与前3年年均来水来沙量、全年日均入库流量大于4000 m^(3)/s的天数、汛期坝前日均水位130~131 m的天数均呈现显著正相关;2020年以前,西霞院水库宽河段主流路纵向稳定性总体呈增加趋势,横向稳定性减小,2020年之后纵向稳定性有所下降,横向稳定性基本稳定;平原多沙河流水库的库区形态演变过程是制定减淤措施的前提条件,在调度过程中应及时关注入库水沙过程,并依据工程安全状况,制定合理的排沙调度策略。为平原多沙河流水库库区形态演变提供案例,为多沙河流水库的运行调度提供建议。 展开更多
关键词 西霞院水库 库区形态 驱动因素 深泓摆动 河床稳定
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小浪底水库浑水异重流出库理论判别
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作者 杨飞 王远见 王强 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第6期27-34,共8页
浑水异重流是多沙河流水库中泥沙常见的运动形式,在小浪底水库拦沙运用初期对减少库区泥沙淤积起到重要作用。异重流持续运移至坝前实现排沙出库所满足的条件对多沙河流水库的运行管理至关重要。本文引入河流功的概念研究小浪底水库异... 浑水异重流是多沙河流水库中泥沙常见的运动形式,在小浪底水库拦沙运用初期对减少库区泥沙淤积起到重要作用。异重流持续运移至坝前实现排沙出库所满足的条件对多沙河流水库的运行管理至关重要。本文引入河流功的概念研究小浪底水库异重流出库的动力因素。在忽略水沙交换的情况下,异重流运动受控于河床纵比降和自身水沙动力。用潜入点至坝前的平均河床纵比降J_(0)与异重流临界比降J_(c)的比值J_(0)/J_(c)表示相对河床纵比降,代表异重流运动的地形条件;用异重流平衡速度u和持续时间T的乘积与潜入点至坝前的径向距离L比值uT/L表示异重流持续运动的相对距离,代表异重流水沙动力因子;进而确定相对河床纵比降J_(0)/J_(c)和自身水沙动力因素uT/L双参数构成的异重流出库判别图。分析小浪底水库1999年建库至2023年的逐日水沙资料,确定了92场次异重流过程,从整体上看,水量和沙量越大的洪水过程能够产生较为明显的异重流排沙过程。采用该判别图能成功将大部分能否到达坝前的场次异重流进行区分,同时为多沙河流水库异重流高效排沙提供了可靠依据。 展开更多
关键词 浑水异重流 小浪底水库 出库 判别
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