泥沙淤积范文（精选8篇）

泥沙淤积 第1篇

1 淤积纵剖面形态

实测资料表明, 水库淤积的纵剖面形态可分为如下几种基本类型:三角洲淤积、不定期状淤积和锥体淤积。有些水库的淤积形态比较复杂, 介于上述几种形态之间, 或同时兼有几种形态, 这是由水库的特定条件所决定的。

1.1 三角洲淤积

泥沙淤积体的纵剖面呈三角形的淤积形态, 称三角洲淤积。三角洲淤积一般发生在水库水位较稳定, 经常处于高水位下运用, 且来沙来水情况无明显变化的情形, 特别是湖泊型水库。如官厅水库是一个典型的具有三角洲淤积形态的水库。根据淤积纵剖面的外形和床沙粒配的沿程变化特点, 可将淤积区分为5段:尾部段、顶坡段、前坡段、异重流淤积段和坝前淤积段。

三角洲尾部段位于回水末端, 其主要特点是:挟沙水流处于超饱和状态, 进库泥沙中的粗颗粒首先在此落淤, 水流对泥沙的分选作用非常明显, 淤积使回水曲线相应抬高, 并同时向上游延伸。

三角洲顶坡段位于尾部下洲侧, 其主要特点是:入库深水经过尾部段落淤后, 在顶坡段上已接近饱和状态, 故没有大量的淤积, 淤积物的组成沿程变化不大。

三角洲前坡段位于项坡段下游侧, 其主要特点是:水深陡增, 流速剧减, 水流挟沙能力大大减小, 大量泥沙在此淤积。淤积结果使三角洲不断向坝前推移, 该段淤积面的比降较顶坡段大, 淤积组成的沿程变化也较大, 有明显的分选现象。

异重流淤积段位于关坡段下游侧, 其主要特点是:异重流潜入后, 因进库流量减小或其他原因, 部分异重流未能运行到坝前便发生滞留现象, 造成淤积, 淤积的泥沙组成较细, 粒径沿程几天无变化, 基本不存在分选作用, 淤积分布比较均匀, 其淤积纵剖面大致与库底平行。

坝前淤积段位于异重流淤积段以下直至坝前, 其特点是:泥沙在此几乎以静水沉降的方式慢慢沉淀, 落淤的泥沙全为细颗粒, 淤积物表面接近水平。

1.2 带状淤积

当水库水位呈周期性变化, 变幅较大, 而水库来沙不多, 颗粒较细, 水流速度较高时, 水库淤积多呈带状, 淤积特点是:淤积物自坝前一直分布到正常高水位的回水末端, 呈带状均匀淤积。根据水库运用情况和水流泥沙运行特点, 带状淤积可分为3段:变动回水区、常年回水行水段和常年回水静水段。

变动回水段是指最高水位与最低库水位回水长度相差的这一段。常年回水行水段是指最低库水位回水末端以下具有一定流速的库段。常年回水静水段是指坝前水流几乎为静水的库段。

1.3 锥形淤积

当水库水位不高, 壅水段较短, 底坡较大, 水流流速较高时, 大量泥沙在一次洪水中即达坝前, 淤积厚度沿程增加, 淤积面接近一直线, 淤积体呈锥体形。锥体淤积的主要特点是坝满后, 河床纵比降比原河床小, 此后淤积继续向上游发展。

2 淤积横断面形态

天然河道的横断面形态常常是滩槽分明的, 冲积平原河道尤其如此。在河道修建水库之后, 通过淤积, 横断面的形态及高程均将发生变化。

2.1 淤积的横切向分布

淤积横向分布有以下4种状态:淤积面水平抬高, 多出现在淤积物呈泥浆状, 具有一定流动性的异重淤积段, 流速小的浑水水库及坝前段;沿湿周等厚淤积, 多出现在流速和含沙量较小, 泥沙粒径较细, 但又不形成异重流的坝前段;淤槽为主, 在库身很宽的条件下, 泥沙将集中在主槽区落淤;淤滩为主, 这种现象仅出现在弯道凸岸等局部地区。

2.2 淤积后的冲刷形态

水库在水位水消落期或汛期泄洪排沙时, 原来的淤积物将受到某种程度的冲刷, 这样的冲刷一般都集中在较小的宽度内进行, 只要水库有足够的流量或比降, 或者两者兼而有之, 水流就会在库区内拉出一条深槽, 恢复横切断面滩槽分明的河道形态, 形成一个有滩有槽的复式断面。所谓“冲刷一条带”就是指这种情况。

水库一个横断面的淤积和冲刷过程, 如果水库以前采用拦洪蓄水运用方式, 水库淤积严重, 整个横断面基本上已经淤平, 滩槽界线已经消失。如果以后为了减轻水库的淤积, 改用蓄清排浑的运用方式, 汛期泄空排沙, 非汛期蓄水运用, 不仅大大减小了水库的淤积量, 而且在横断面形态上又开始出现明显的滩槽界限, 在原来平淤的库底上拉出一条深槽, 形成复式断面。

有时淤积和冲刷的综合结果, 就会使库区横断面的发展变化具有所谓“死滩活槽”的规律。即滩地只淤不冲, 滩面逐年淤高, 主槽则有淤有冲。上述关于“淤积一大片, 冲刷一条带”和“死滩活槽”的概念, 对于水库的正确管理运用非常重要。这个规律告诉我们:主槽库容的损失易恢复, 滩地库容的损失则不易恢复。水库的管理运用要尽量保持水库的有效库容, 以充分发挥水库的作用。因此, 必须一方面力求避免损失滩地库容, 即在汛期含沙量高时尽量使水流不漫滩, 以减少地淤积;另一方面, 应尽可能扩大主槽库容, 即在主槽冲刷时尽可能使它冲得深、拉得宽。为此, 应尽可能采取蓄清排浑或滞洪运用方式, 使水库有泄空冲刷的条件;其次, 还应尽可能加大泄流能力, 并降低底孔位置, 以加强主槽冲刷。

摘要：在我沙河流上修建水库, 将破坏天然河流水沙条件下与河床形态的相对平衡状态, 使河床形状发生变化, 甚至形成水流, 输沙能力显著降低, 促使大量泥沙在库内淤积。水库的淤积将来一系列危害, 因此, 要认真分析水库淤积三思而行规律, 以便采取有效措施, 解决水库淤积问题, 进行水库的合理利用。;

关键词：复式断面,横断面,三角洲,水库,泥沙,淤积,带状,锥形,滩槽

参考文献

[1]温随群.水利工程管理[M].北京:中央广播电视大学出版社, 2002.

[2]李建生.中国江河防洪丛书[M].北京:水利水电出版社, 1999.

泥沙淤积 第2篇

构造沉降和泥沙淤积对洞庭湖区防洪的影响

Abstract：With the long-term data of the geodetic sea level measurements undertaken in the Dongting Basin and the recent sediment data of Dongting Lake, we analyze the tectonic subsidence rate of the Dongting Basin and the sedimentary rate of Dongting Lake. From the point of view of geomorphology and hydrogeology, we distinguish the two different spatial concepts between “the basin of Dongting Lake” and “the Dongting Basin”. Then, we discuss the influences of the tectonic subsidence and the siltation on the levees and the space of storing flood. The better quality of levees is required due to the tectonic subsidence and the siltation, and the difficulties of preventing flood disasters are increasing.The space of storing flood is not affected by the tectonic subsidence, but by the siltation. At present,the sedimentary rate of Dongting Lake is higher than the tectonic subsidence rate of the Dongting Basin. The tectonic subsidence capacity of the Dongting Basin counteracts a part of sedimentary capacity, and the shrinking tendency of Dongting Lake is restrained to a certain extent, but the tectonic subsidence is harmful to the situation of preventing flood disasters in the Dongting Lake area.作 者：来红州    莫多闻  作者单位：College of Environmental Sciences, Peking University, Beijing 100871, China 期 刊：地理学报(英文版)  ISTICSCI  Journal：JOURNAL OF GEOGRAPHICAL SCIENCES 年，卷(期)：, 14(2) 分类号： Keywords：Dongting Lake    tectonic subsidence    siltation    flood disasters   

泥沙淤积 第3篇

【关键词】水利工程；大坝；泥沙堆积；渗流问题

就多年的工作实践进行分析，一个水库在运行的过程中，如果坝体基础前方产生淤泥堆积问题，不仅会造成整个水库库容受到严重的影响，同时坝体结构的防渗性能也饱受考验。就淤泥问题出现分析，其自从淤泥堆积以来随着时间的推移使得整个水库的水位不断提高，水库库容严重缩小、水位不断升高，并且还给水库坝体整体性和水平抗荷载提出了考验。但是它并不是一无是处的，它在提高坝体防渗性能上发挥着重要意义，同时有效的保障了坝体结构的整体性。为此，在水路工程施工建设中我们有必要对坝前泥沙淤积问题进行研究，以保证水利工程功能的正常发挥。

1.水利工程坝前泥沙淤积问题分析

在当今的水利工程施工建设中，在那些泥沙较多的河流上的水库，经常会在坝体结构前方产生严重的泥沙堆积问题，这些泥沙不断冲击着坝体机构，慢慢沉降，从而在坝体结构上形成了一层天然的防渗层，虽然在坝体水平荷载上造成了严重的威胁，但是却有效的提高了坝体的防渗结构。尤其是对于一些中小型的水利工程而言，其在施工建设的过程中要想达到预计防渗要求可谓是难之又难，而采用这种方法来提高坝体防渗技术可谓是有着先天性优势，不仅减少了工程的施工量，同时也有效的保障了工程的整体性、抗渗性和耐久性。

就我国的水利工程施工实践进行分析，绝大多数的水利工程项目在坝前出现淤泥堆积之后其下方出现的渗流量极大的减小，随着时间的推移这种问题最终消失不见。虽然在这个时候其水库坝体结构的水平荷载受到严重的考验，同时其水库容量大幅度缩小，所谓瑕不掩瑜由此所造成的工程优势却不容我们忽视。

2.某水利工程坝前泥沙淤积对大把基础渗流影响进行分析

在某水利工程项目中，大坝的坝体结构是以堆石坝为主构成的，整个大坝结构高度为160米，其处于泥沙较多的河流上游，根据有关数据统计，其坝前泥沙淤积厚度早已经超过了120米。为此，在工程施工建设的过程中，为了有效的利用坝前泥沙所形成的天然防渗铺盖，在进行机构设计的过程中对于坝体结构的整体性、抵抗水平荷载能力以及结构的安全性都给予了高度重视，也进行了严格的控制；同时对于水利工程的库容量也增加了很多。在该水利工程项目中，水库在蓄水之后，其泥沙中的粒径大约都是0.05mm.属于细粉砂，这些沙砾的存在可谓是一个良好的天然防渗层，给工程的整体性提供了扎实的基础。就该水利工程运行的几年时间里进行分析，在上世纪末期，该水利工程的蓄水水位高达275米，而经过5年时间的运行之后，我们测量发现，该水利工程的水位高度仅仅为255米，由此可见泥沙堆积所引发的水利工程库容影响。

2.1水库蓄水初期

2.1.1坝前泥沙淤积

某水库蓄水前，坝前库底高程约为132m，水库蓄水后，随着泥沙的淤积，坝前淤积泥沙顶面逐年抬高， 2000年9月25日、2001年12月22日和2002年12月18日坝前1.32km处分别达到160.30、174. 90m和180.50m。2003年7月11日坝前60m处达到178.8m，泥沙淤积厚度约为47m，淤积面基本为水平面。

2.1.2坝前淤积铺盖防渗效果

某水库自下闸蓄水到2003年7月，水库最高水位为240.87m。埋设在大坝帷幕前河床覆盖层中的基础渗压计P81的观测水位反映了经淤积铺盖消减后的坝前基础水位，库水位与P81测值之差反映了淤积铺盖的防渗效果。水位差过程线见图1。

图1 库水位及库水位与P81水位差过程线

从图1可以看出，从1999年10月水库开始蓄水到2001年8月，库水位与P81水位差总体上随库水位上升而增加、随库水位下降而减小， 2000年11月8日，上游三门峡水库进行拉沙运用，某坝前淤积明显，导致库水位与P81水位差突增16.4m，坝前其他渗压计读数也普遍下降，表明蓄水初期坝前泥沙淤积对大坝基础防渗效果显著。随着坝前泥沙淤积厚度增加速度的放缓或停滞，这种变化在2002年9月～2003年7月库水位在230m以下时已变得不明显。

2.2高水位时期

2003年后，汛期受“华西秋雨”影响，某水库水位快速上升，10月15 日达到265.48m，超出前期最高水位（ 240.87m）24.61m，距水库设计最高水位275m不足10m。2004 ～2006年，水库最高水位分别为261. 99、263.41m和256.32m，水库进入高水位运行期。

2.2.1坝前泥沙淤积

2006年11月26日，某坝前泥沙淤积面高程为182.5m，比2003年7月11日升高了3.7m，泥沙淤积厚度约为51m，坝前淤积面仍然为水平面，泥沙粒径也基本未变。

2.2.2坝前淤积铺盖防渗效果

坝前泥沙淤积铺盖防渗效果可以用水头削减比率来表示。水头削减比率是指淤积铺盖所削减的水头（库水位与铺盖下P81测值之差） 与大坝上下游水位差之比（用百分数来表示） 。

2003年7月以后，库水位及淤积铺盖的水头削减比率过程线见图2。

图2 库水位及淤积铺盖的水头削减比率过程线

从图2可以看出，经过2003年汛后首次高水位运行以后，某水库坝前淤积铺盖水头削减比率与库水位的变化呈反比关系，随库水位升高而减小、随库水位降低而增加；随着高水位运行时间的延长，淤积铺盖的水头削减比率变化幅度也逐步减小， 2006年以来一直稳定在50%～75% ，也就是说，从坝基防渗来讲，淤积铺盖削减了大坝工作水头的一半以上，说明坝前淤积铺盖的防渗效果较好。

2.3初步分析意见

某大坝防渗系统的设计原则为“以垂直防渗为主、水平防渗为辅”。水库最初3年蓄水位相对较低的情况下，随着坝前泥沙的快速淤积，库区水平淤积铺盖初步形成并逐渐固结，这对于防止水库从库底垂直向下渗流的效果非常明显；随着坝前三角区淤积的完成，淤积面上升速度逐渐变缓甚至停滞，在经过3个蓄水期高水位运行以后，淤积铺盖对坝基的防渗效果随库水位升高而减小、库水位降低而增加，随高水位运行时间的延长，淤积铺盖的防渗效果逐渐稳定，淤积铺盖削减了大坝工作水头的一半以上。

3.结束语

总之，经过工作研究表现出该水库在蓄水的初期就发生快速的淤泥堆积，坝前的垂直防渗漏效果十分明显；在坝前的三角区域淤泥堆积完毕后。淤积铺盖的对大坝的总体防渗漏效果伴随着水库的体位提高而减小、库区水位的降低而增加，并随着水坝长时间高水位运行，泥沙的淤泥负担了大坝工作的百分之五十以上，这个过程中十分有效的利用了水库坝前淤积的泥沙，从而形成一个天然的防渗层来加强大坝的防渗工作。

【参考文献】

[1]曾庆华.蓄清排浑的水库运用方式不能解决三峡库尾的泥沙淤积问题[J].大自然探索，1986（04.

浅析河南黄河河道泥沙淤积 第4篇

河南黄河西起灵宝, 东至台前, 境内河道长711公里, 流域面积3.62万平方公里, 占黄河流域总面积的5.1%, 占河南省总面积的21.7%。截至2001年底, 境内黄河堤防长638.6公里, 河道工程长403.034公里, 有河道工程257处, 坝垛4704道。

1.1 堤防工程建设历程

人民治黄以来, 对大堤的低矮残缺薄弱堤段和险工堤段进行加固和修复, 采取了修筑黏土斜墙及抽槽换土、前后戗工程、截渗墙、放淤固堤等一系列加固处理措施, 进行了四次大规模的加高培厚大复堤建设。1950年至1957年进行了第一次加高培厚复堤建设, 完成土方3836.88万立方米。1963年到1967年进行了第二次加高培厚复堤建设, 完成土方808.5万立方米。1973年开始了第三次加高培厚复堤建设, 至1985年底, 完成土方13833万立方米;1990年至1997年, 濮阳市修堤26.7公里, 完成土方396.38万立方米。1998年“三江”大水后, 开始第四次大规模复堤建设, 至1999年培修堤防160.1公里, 完成土方1613.29万立方米。

1.2 河道整治工程规划方向

自1959年到2002年, 河南黄河河道整治先后制定了9次规划方案:1959年方案整治流量6000立方米每秒, 拟定整治河宽2.5公里;1964年方案整治流量6000~8000立方米每秒, 拟定整治河宽1300米;1972年方案整治流量8500立方米每秒, 拟定整治河宽1200米;1979~1992年间有四次方案, 整治流量均为5000立方米每秒, 拟定整治河宽均为1200米;1999年方案整治流量4000立方米每秒, 拟定整治河宽600~1200米;2002年《黄河下游游荡性河道整治方案拟定项目任务书》整治流量3000立方米每秒, 拟定整治河宽800米。

2 河南黄河河道的治理难点

2.1 泥沙淤积严重

1965年到1973年, 河南段河道淤积泥沙达33.1亿吨, 排洪能力迅速降低, 小水产生高水位, 与1958年花园口22300立方米每秒洪水相比, 1973年花园口发生5000立方米每秒洪水, 花园口以下至石头庄河段的水位高出了0.2~0.4米。河南段泥沙淤积量约占黄河下游淤积总量的四分之三, “二级悬河”形势加剧增加了小水酿大灾的频率, 严重威胁到人民群众生命财产安全。

2.2 河道宽浅散乱

河南堤距一般宽5~10公里, 最宽达20公里。孟津白鹤至郑州桃花峪河段河道宽至3~5公里, 桃花峪至兰考东坝头河段长140公里, 两岸堤距宽10公里左右。东坝头至台前张庄河段长214公里, 两岸堤距上宽约20公里, 下宽约5公里, 槽宽滩广, 滩宽约8~10公里。河道宽泛, 水流散乱, 主流摆动频繁, 中常洪水下容易出现横河、斜河, 使得主流顶冲大堤、顺堤行洪, 从而造成坝岸坍塌等重大险情, 严重威胁黄河河防工程的安全。

3 河南黄河河道泥沙淤积的成因分析

3.1 来水含沙量大

黄河全长5464公里, 横贯中国东西, 中游流经黄土高原使黄河成为世界上含沙量最多的河流。黄土高原面积63万平方公里, 黄土层厚度由数十米至二三百米, 是世界上最大的黄土集中分布区, 土质松散, 在水力侵蚀作用下, 支流携带大量泥沙汇入黄河, 黄河中游河口镇至潼关来沙量占全河总沙量的90%, 是黄河泥沙的主要来源区。河口镇至龙门区间年平均来水量占全河年来水总量的15%, 年平均来沙量占全河年来沙总量的56%;龙门至潼关区间年平均来水量占全河年来水总量的22%, 年平均来沙量占全河年来沙总量的34%。

3.2 河南境内地势平缓

黄河流经青藏高原、黄土高原、内蒙古高原、黄土高原、华北平原, 上游流域面积42.8万平方公里, 占全流域的51.3%, 河道长3472公里, 水面落差3496米, 平均比降约为千分之一;中游河道区间流域面积34.4万平方公里, 占全流域45.7%, 长1206公里, 水面落差890米, 平均比降约为一千四百分之一;下游河道流域面积2.2万平方公里, 占全流域3%, 长786公里, 落差94米, 平均比降约为八千分之一。

黄河的河源与河口落差4830米, 比降上陡下缓, 河道上宽下窄, 高悬地上, 泄洪能力上大下小。河南黄河处于黄河中游的下段和下游的上段, 灵宝市杨家村至孟津白鹤是山区峡谷型河段, 孟津白鹤至郑州桃花峪河段是低山丘陵区, 桃花峪以下是下游冲积大平原。

4 河南黄河河道治理展望

4.1 减少黄河携沙量

现代治河新体系是一项复杂而庞大的系统工程体系, 协调水沙关系要靠包括黄土高原水土保持、跨流域调水、黄河流域及相关地区水资源有效管理、黄河下游滩区放淤、“二级悬河”治理以及河口治理等在内的一整套体系系统地完成, 对流经黄土高原的河道进行硬化处理, 减少黄河携沙量, 是解决黄河泥沙淤积的根本方法。

4.2 清淤挖深主河槽

河南境内的堤防、控导等防洪工程已得到规范建设, 三门峡水库、小浪底水库、陆浑水库、故县水库联合运用可控制各种来源的洪水。由于泥沙淤积引出的“悬河”态势加重、河道宽浅散乱问题是河南段黄河河道治理的首要问题。

对主河槽进行清淤挖深, 是解决现阶段河南河道泥沙淤积最简便有效的方法。黄河有“桃、伏、秋、凌”四大汛, 主要来自暴雨洪水和冰凌洪水, 十月下旬起至次年五月水量小, 笔者建议利用黄河自然弯道选取合适的施工段, 两岸单位同时对主河槽清淤挖深施工, 由相关科研单位根据试验数据研究确定开挖宽度、深度和坡度, 在枯水期对河南河道主河槽进行清淤挖深是可行的。施工设备可选用挖掘机、推土机、自卸车等机械, 泥沙可运往临近背河淤区以备他用。

主河槽加深后, 河道行洪能力加强, 主流稳定, 水位降低, 中常洪水下出现横河、斜河及漫滩冲堤等险情将大大减少, 即使大洪水时多余洪水漫滩, 由于加深后的主河槽与堤坝有一定距离和坡度, 漫滩水流的速度被削减, 水流对河防工程的冲刷力被减弱, 河防工程的安全系数提高, 人民生命财产安全更有保障。

5 结语

泥沙淤积对河南黄河河道工程的影响是重大深远的, 由泥沙淤积引出的悬河态势加重、河道宽浅散乱等问题是河南黄河河道治理的难点。对主河槽进行清淤挖深, 稳定主流, 是有效加强河南河道行洪能力的可行举措。

参考文献

泥沙淤积 第5篇

关键词：泥沙淤积,航运,三峡水库,金沙江建库

三峡水库淤积及航运受到上游来水来沙、河段情况和水库自身调度方式的影响, 是一个相互影响的复杂过程。随着金沙江干流溪洛渡、向家坝等水库的修建 (图1) , 三峡水库的来沙将进一步减少根据长江科学院的计算成果[1], 向家坝水库单独运用10年, 朱沱站的输沙量仅为上游不建库的50%;向家坝水库运用30年, 上述比值仅为59%;直到向家坝水库运用60年, 上述比值才接近100%。溪洛渡水库的拦沙作用更大, 单独运用10年, 朱沱站10年输沙量仅相当于上游不建库的39.5%;溪洛渡水库运用至60年时, 上述比值仅为56.3%;直到运用至90年后, 水库排沙比为96%, 溪洛渡水库淤积才趋于平衡。这些都将对三峡蓄水后的淤积及航运产生影响。长科院及水科院等已经就向家坝和溪洛渡单独运用对三峡水库泥沙淤积的影响进行了计算分析[1,2], 结果表明, 向家坝和溪洛渡的修建将减缓三峡水库的泥沙淤积速度, 可以减轻重庆河段的防洪压力。以上研究没有考虑上游水库联合运用对三峡水库淤积及航运的影响本文运用泥沙数学模型对金沙江建库对三峡水库泥沙淤积的影响做进一步的研究。

1 水沙条件变化对三峡水库泥沙淤积的影响

采用一维非恒定水沙数学模型[3]计算分析了金沙江建库对三峡水库泥沙淤积的影响, 坝前水位采用长江委提供的坝前水位运用方案。

胡艳芬、吴卫民等曾运用一维非恒定流泥沙冲淤计算数学模型《SUSBED-UNSTEADY》对向家坝水库进行100年水库泥沙淤积计算[4], 计算过程中考虑了上游溪洛渡水库以及二滩水库的影响 (二滩水库已于1998年蓄水运用) 。表1给出了上述水库联合运用后向家坝的出库水沙特征值 (10年平均值) 。

从表1可知, 上游二滩、溪洛渡及向家坝等水库运用后, 大量泥沙被水库拦蓄, 下泄沙量明显减少。水库运用前60年, 向家坝的排沙比变化较小, 维持在13%～18%左右;后期随着上游水库淤积增多, 排沙比增大, 向家坝的排沙比也逐渐增加, 但直到100年, 向家坝的排沙比仍不足60%, 还未完全趋于平衡。和向家坝水库排沙比变化相对应, 三峡水库入库水沙条件相应变化, 长江干流朱沱站沙量逐渐有恢复过程, 前60年基本维持在天然状态下的34%～39%;后期逐渐增加, 100年后达到天然状态下的67%左右。上游来水来沙的改变必然对三峡水库的泥沙淤积产生影响, 本文以上述来沙减少比例作为朱沱站的来沙减少比例, 修改三峡水库淤积计算的上游来沙条件, 计算分析上游建库对三峡水库淤积的综合影响。

图2a～f给出了上游建库与上游无库条件下, 三峡水库各河段及全库区的淤积发展过程, 由图2可以看出:

(1) 在水库运用的前10年, 由于上游水库未投入使用, 两种计算方案情况下水库的淤积量及淤积分布完全一样。

(2) 上游建库后, 三峡水库的来沙量大大减少, 初期减少最大, 后期逐渐恢复, 导致水库淤积速率减小, 平衡时间增加。上游无库情况下三峡水库运行70～80年已经趋近平衡, 而上游建库后, 三峡水库运用100年仍未达到平衡。

(3) 上游建库与上游无库情况对各个河段的淤积过程影响不尽相同, 尤其是对上游变动回水区河段影响较大。上游建库后, 由于拦沙作用, 初期下泄水流含沙量较小, 三峡水库变动回水区上段产生冲刷, 其中, 长寿～寸滩约40年转为淤积, 寸滩以上河段直到100年后仍没有产生淤积。对长寿以下河段, 上游建库条件下泥沙淤积过程均较上游无库发展缓慢。

从上面分析可知, 上游建库的综合作用将减缓三峡水库的淤积速率, 这样也会减缓对防洪库容和兴利库容的侵占速度, 对水库防洪和发电都是有利的。上游建库后, 变动回水区河段在三峡水库运用前40年内不会出现泥沙淤积问题, 对重庆河段可保证100年内不发生淤积, 这对航运是有利的。

2 金沙江建库对重庆河段航运的影响

在一维非恒定水沙计算的基础上, 本文进行了重庆河段二维水沙计算[3]。

三峡水库运用前10年, 由于上游水库未投入运用, 对三峡水库淤积及航运不存在影响。从水库运用第10年起, 由于上游建库的作用, 对重庆河段的壅水及淤积产生影响。

位于铜锣峡以上三公里左右的长石尾的水位壅高与上游无库情况下相比出现以下特征:一是上游建库后壅水增加较慢, 如水库运用78年, 6～9月水位比天然情况壅高 (2.5～4.0) m, 但相对于相同时期上游无库情况下平均降低了 (2.1～3.0) m;二是由于上游建库情况下, 该河段水位变化受下游壅水和河床冲刷的双重影响, 淤积发展100年内, 水库还没有达到平衡, 壅水受下游淤积的影响, 持续抬高, 没有减慢趋势。

从河段淤积来看, 从11年起, 由于上游水库发挥作用, 干流来沙明显减少, 造成水流输沙能力的不饱和, 需要从河床上得到泥沙补充, 重庆河段长江干流的九龙坡、朝天门等浅滩淤积量迅速减小并进入冲刷状态, 直到70年, 随着上游水库排沙比的增大, 以及本河段河床粗化的影响, 该河段逐渐由冲转淤, 但直到水库运用100年末, 相对于天然情况下仍处于冲刷状态, 尤其是主槽明显冲深, 使得该河段在水库运用100年内未出现碍航情况。从淤积分布上看, 上游建库后, 水库运行100年, 整个干流河段一直呈冲刷状态, 但仍有部分回流区及浅滩位置少量淤积, 与上游无库情况相比, 淤积范围明显被压缩。

金沙碛河段处于支流入汇口处, 受干流上游建库影响较小, 和上游无库情况相比, 淤积部位基本相同但淤积数量略有减少。河段淤积仍主要发生在扩大段上首的右侧主槽回流区, 右槽淤高, 在码头前形成边滩, 逐渐向下发展。上游建库与上游无库相比, 淤积厚度相对较小, 但差别不大。到175 m蓄水中后期, 右侧朝天门码头前沿淤积发展严重, 1、2号码头前沿已基本形成滩地, 宽 (100～250) m, 3～4号码头也有1～2月航深不足3.0 m, 航宽不足100 m。右岸淤积的发展, 有可能导致主流趋中、金沙碛切滩, 因此应及早做好准备工作加以防治, 否则将对航运产生较大影响。

3 结论

本文通过运用泥沙数学模型计算分析水沙条件变化后三峡水库的淤积发展及重庆河段的航运状况得出:

(1) 上游建库将会延缓三峡水库淤积的发展速度, 推迟其达到淤积平衡的时间, 但是并不能改变其最终的平衡淤积量。

(2) 上游建库后, 长寿以上干流河段将产生冲刷, 特别是寸滩以上河段, 100年内一直处于冲刷状态;九龙坡及朝天门等干流河段在水库运用100年内未出现碍航情况, 金沙碛河段上游建库与上游无库时淤积略有减小, 但差别不大, 仍会出现碍航情况, 是整治的重点区域。

参考文献

[1]长江科学院.向家坝及溪洛渡水库修建后三峡水库淤积一维数模计算报告.三峡工程泥沙问题研究九五成果汇编, 1998

[2]中国水利水电科学研究院.向家坝和溪洛渡水库对三峡水库泥沙淤积的影响.三峡工程泥沙问题研究九五成果汇编, 1998

[3]陈建, 李义天, 邓金运, 等.水沙条件变化对三峡水库泥沙淤积的影响.水力发电学报, 2008; (4) :97—102

全站仪在水库泥沙淤积测量中的应用 第6篇

1 工程概况

柳河是辽河中下游右侧的一条多泥沙一级支流, 发源于内蒙古奈曼旗的双山子, 流经内蒙古的库仑旗、科左右旗、辽宁省阜新县、彰武县、新民县, 在新民县城南王家堡村附近注入辽河, 河流全长297Km, 流域面积5798Km2。闹德海水库位于柳河上游, 控制流域面积4051Km2, 是一座防洪、滞沙、农田灌溉、城市供水等综合利用的大 (Ⅱ) 型水库, 是柳河上唯一已建的大型控制性工程。水库1938年兴建, 1942年竣工。1970年改造前, 闹德海水库的运用方式为:全年自然调节、自由泄流。水库经历了四次加固或改建, 1965年加固:挡水坝顶加一混凝土子埝, 加高3m, 坝顶高程达191m, 大坝防洪标准达到百年, 同时补强了底孔断面, 对裂缝进行了处理。1970年改造:安装了五个排沙底孔和两个中孔的闸门, 将仅由“防洪滞沙”的水库改造成为蓄清排浑和“冬蓄春放”的运用方式, 开始发挥灌溉兴利的效益。1994年加固:挡水坝加高3m, 溢流墩加高加长, 坝顶设置交通桥和工作桥, 大坝上游面设置沥青混凝土防渗面板, 对部分挡水坝及岸边进行帷幕灌浆, 加固后提高了洪水标准, 为百年设计, 千年校核。百年设计入库流量7560m3/s, 最高库水位189.48m, 相应库容1.339亿m3, 最大泄量3 0 5 5 m 3/s;千年校核入库流量12900m3/s, 最高库水位193.11m, 相应库容2.174亿m3, 最大泄量4891m3/s。从1994年开始, 水库向阜新市供水, 日供水10万吨。运用方式也由“蓄清排浑、冬蓄春放”向长年蓄水的方向发展, 为水库增加了新的经济增长点。

2 泥沙监测大断面的设置

闹德海水库库区泥沙淤积测量采用的是断面法, 从坝前至回水区共设置了67个横断面。每个断面都设置了永久端点桩, 并测出了每个桩的三维坐标。在每个断面的设置上尽量选择具有代表性的断面, 地理条件复杂的要加密断面, 在河的汇流、拐点处增设断面, 达到断面计算出的工程量反应实际淤积状况, 并根据多年水文与来沙情况进行分析、推算水库淤积, 然后进行调整。

3 外业数据的采集

3.1 正常断面的测量

在每个大断面测量中, 从一端点架设全站仪, 在另一个端点 (后视点) 上立棱镜, 在全站仪整平后, 建站时输入两个端点的三维坐标值和仪器高、镜高, 瞄准后视点定向, 校对两端点的坐标与实测数据相符无误后既可进行施测。棱镜向全站仪的方向逐一的对地面高程起伏超过20cm点, 地物突变点进行测量。立镜人员听从全站仪操作人员的对讲机指挥, 保证棱镜从另一端点沿断面线向全站仪行进。测量时每个碎部点的采集, 只要是在固定的断面视准线上, 只须一二秒就完成一点, 所测数据存盘。全站仪的外业数据采集时无须人工读数和手工记录, 这样要比用经纬仪测量时快很多, 从而达到数据既准确、又高效的目的。

3.2 特殊断面的测量

对于库区上游水位变化范围不是很大, 只是主河道附近有变化时, 可以对这样的断面进行加桩处理。在要测量的范围外加设中间桩, 并用全站仪测量加桩的三维坐标值, 在实际测量中就可应用新加的桩进行测量。有的是两端都要加桩, 有的只须一端加桩, 具体情况看实际断面确定。

4 数据的处理

全站仪可存十几个文件, 存贮数据多达一万个, 一个大断面最多数值也不过一千个, 一天最多时可施测五个断面, 所以全站仪能够满足每天的测量数据存储。

在每天外部测量作业完成后, 都要将实测数据导入微机, 应用微机对数据进行处理。如有问题及时进行反查, 确保所测数据的完整与准确, 然后将全站仪的数据格式转变为所需的数据格式进行计算。

4.1 三维坐标向二维坐标的转换

因为每个断面的端点坐标都是大地坐标系对应的数值, 这样计算起来数值过大, 而且也没有直观的效果, 所以首先对采集来的数据进行平面二维坐标的平移处理, X、Y方向只须同时减去其初的端点坐标值, 使坐标原点平移到端点上。这样计算出来的数据就可直接用于绘制断面图了。

横断面只须水平距和高程, 所以就需要将三维坐标转化成二维坐标。Z方向即高程不用处理, 只要将X、Y方向合成即可, 因为全站仪建站定向后即是矢量, 棱镜的站立也是沿这一矢量进行的。用勾股定理将X与Y合成。这样就有水平距和高程了, 就完成了数据的处理, 并用Excel格式存贮。

4.2 横断面的计算

应用MATLAB平台开发的软件包, 程序要求数据源的格式为Excel表。只需要几分钟就可完成67个横断面的计算工作。

4.3 横断面图的绘制

用全站仪采集的数据计算处理后, 就可以应用Excel绘制横断面图。

5 库容的计算

应用MATLAB平台开发的软件包, 对以Excel格式存贮的数据源, 进行库容的计算, 计算结果以Excel格式存贮, 并可直接生成库容曲线, 根据需要进行不同范围内的插值计算, 结果与以往经纬仪测得的数据进行对比, 精度准确可靠, 各断面均能以数字化存贮, 为进一步泥沙分析时提供数据, 无需再次进行数据的录入。应用MATLAB平台开发的软件包还可对不同年份的断面、库容进行对比计算分析。

6 结论

通过应用全站仪外业测量与内业整理计算与经纬仪测量数据进行对比, 全站仪数值采集量更大、更快、更为准确。这也是测量工作从单纯的测绘向数字化的转变。准确数据的提供与分析, 将为水库的兴利运用和柳河流域泥沙淤积与演变提供科学可靠、真实的数据, 为柳河流域的治理提供科学依据。

摘要：闹德海水库由水利部确定为全国21座重点水文泥沙观测研究水库之一, 每年向全国重点水库水文泥沙观测研究协作组上报库容冲淤变化资料。为了更快捷、更准确、更及时地采集外业测量数据, 水库采用宾得RX200全站仪采集外业测量数据, 与经纬仪测量数据相比, 数值采集更准确、量更大、更方便快捷。这也是测量工作从单纯的测绘向数字化的转变。全站仪在水库淤积测量中的应用, 将对水库的兴利运用及柳河流域泥沙淤积与演变提出可靠的数据, 为柳河流域的治理提供科学的依据。

泥沙淤积 第7篇

(一) 部分泥沙从洞庭湖搬家到了城陵矶河段淤积

由于受人为以及地质作用的影响, 荆江段河程发生了严重的缩短现象, 水面比降也在原来的基础上整整提高了一倍多左右, 河段的水流也因此夹杂了更多的泥沙。专家学者研究分析数据认为洞庭湖泥沙淤积大为减少即是原本应当淤积在洞庭湖的泥沙搬家转移到了城陵矶长江河段进行淤积。

(二) 泥沙从洞庭湖搬家至城陵矶河段淤积的原因

泥沙从洞庭湖搬家至城陵矶河段进行淤积, 说明城陵矶河段相比洞庭湖更容易形成泥沙的淤积。一是、城陵矶到下石码头的自然河型为两端窄, 中间宽导致泥沙很容易淤积在此。二是、城陵矶上游比下游水面比降高出了一倍多。城螺河段水流速度的减缓, 直接导致了泥沙在此的淤积现象的出现。由于以上这两种原因, 原本应在洞庭湖进行泥沙淤积的泥沙直接转移搬家到了城陵矶河口进行了泥沙淤积。

(三) 泥沙淤积搬家对洞庭湖区防洪的影响

长江中下游以及周边江河湖泊的防洪都是在规划之中进行的。而从洞亭湖到城陵矶的泥沙的淤积搬家现象, 将会使洞庭湖的调储量被动的相应增加。这就会打乱原定的防洪工程计划, 为整个防洪形势带来更严峻的挑战。

二、泥沙淤积搬家现象在三峡水库建成运行后依旧存在

三峡水利工程的建设完成, 确实极大的改变了长江中下游以及荆江和段多年以来的泥沙淤积现象, 但它却改变不了长江中游地区的泥沙淤积搬家现象。所以, 即使三峡工程已经建设完成, 但原有的洞庭湖泥沙淤积到城陵矶河口泥沙淤积的搬家转移仍旧会一直存在。但由于人们采取了一系列的水土流失保护工作, 以及三峡水利工程对泥沙存在的一定的阻隔作用。所以, 城陵矶河段及时依旧会出现泥沙淤积的现象, 但淤积的速度和淤积总量都会因为三峡水利工程的影响而有所降低。

三、应对泥沙淤积搬家现象采取的措施

(一) 黄河三门峡水库修建的影响

虽然在修建黄河三门峡水库之初, 这个工程的修建与否, 利弊得失就一直倍受争议, 但所幸的是最终它还是被建立起来了。备受争议的原因是, 一部分人认为, 黄河三门峡水库的修建势必会打破河沙自然运行的规律, 人们应当遵循自然规律。三门峡水库修建完成后使得渭河流域的泥沙淤积现象变得十分严重, 虽然筑坝虽然对调节水流有比较好的一面, 但其带来的负面影响的严重性却也是人们无法接受的。那么到了解决三峡水库泥沙淤积, 我们就应当在黄河三门峡水库的问题上吸取教训了, 这样才能更好的解决三峡水库对泥沙淤积问题的处理, 不致于重蹈覆辙。

(二) 对城陵矶河段泥沙淤积采取的治理方案

在面对城陵矶河段泥沙淤积的问题上, 由于三峡水库的作用有限, 所以必须认为的采取一定措施, 否则后果将会不堪设想。那么人们都采取了那些措施呢。其一, 就是退田还湖。所谓退田还湖即是放弃对原本的农田的开垦, 从而增大湖域的整体面积。但由于周边政治经济的问题, 根本不可能大规模的去退田还湖, 因此, 这样这个措施就不能解决根本问题。其二, 还有一种方法就是增加原来堤坝的高度, 和增加原来堤坝的防护, 以增大洞庭湖的容积。但加高总是有一个限度的, 不可能无止境的一直往上增加堤坝的高度。所以这也只能解燃煤之急, 决非长久之计。

(三) 恢复长江古河道

长江古河道的恢复对于应对洞庭湖到城陵矶泥沙的淤积搬家现象时有诸多好处的。其一, 就是降低长江流经武汉的流程, 这样不但能加快河水在这里的流通速度, 还能减少洪水在洞庭湖的滞留时间, 同时, 这还能带走部分城陵矶河段淤积的泥沙。其二, 长江古河道的恢复, 非但能改进当地的航运, 同时还能对武汉地区的长江流域进行分洪, 从而减少武汉可能面临的洪灾的危险。其三, 由于其河道地势较好, 水流畅通, 也就不会出现洞庭湖到城陵矶河段泥沙淤积搬家那样的现象。

结语

从我们的分析探讨可以看出, 淤泥的泥沙自洞庭湖转移搬家到城陵矶河道口, 给防洪形势带来了不少的影响。即使是三峡水利工程的建设, 也未能阻止这一切的进行。对于防洪来说, 疏浚河道是非常重要的一点, 光靠三峡水利工程来围堵洪水, 还远远不够, 因为这无法从根本行解决问题。要想进行有效的防洪, 就必须采取全面可靠的防洪措施。就像恢复长江古河道其实是为了配合三峡水利工程防洪而进行的, 所以面对各种各样的防洪问题, 还需要要决策部门的大力支持, 以及相关人员的深入研究, 监督部门对水利工程建设维护的监管。只有从多方面全方位的意识到防洪的的重要性, 并联合各界力量一起努力采取相应的措施, 才能极大地改善防洪形势, 从而减少和避免像洞庭湖泥沙淤积搬家到城陵矶河口这样的现象的发生。

摘要：荆江段即指湖北枝江市到湖南岳阳的城陵矶这一段地区。目前, 洞庭湖的防洪形势变得日益严峻起来, 那么是什么原因导致了这种现象的出现呢, 其实这都源于洞庭湖部分泥沙淤积转移到了湖口的城陵矶河段。这样就会导致洞庭湖的调蓄量增大, 由于这不是在防洪计划中的一环, 这将打乱整体的防洪形势。在三峡水利工程建成以后, 长江中下游河段的泥沙淤积现象得到了明显的改善, 但泥沙淤积搬家转移的现象在荆江段仍然一直存在。于是人们想到了恢复长江古河道, 配合三峡水利工程实现堵住上游的洪水, 疏通城陵矶河道泥沙的目的。

关键词：荆江段,泥沙淤积搬家,洞庭湖,防洪

参考文献

[1]宁磊.长江中游江湖关系与防洪形势研究[D].武汉大学, 2010.

[2]刘娜.洞庭湖区景观格局变化及其调蓄功能影响研究[D].湖南农业大学, 2011.

[3]周永强, 李景保, 张运林, 章新平, 黎昔春.三峡水库运行下洞庭湖盆冲淤过程响应与水沙调控阈值[J].地理学报, 2014, 03:409-421.

泥沙淤积 第8篇

生产堤俗称“民埝”, 是群众自发修建的用来挡水、保护滩区居民生产生活安全的土埂、子堤。新中国成立后民埝的修建, 经历了禁-兴-禁的发展过程, 名称也由民埝改称为生产堤。1958年以前, 生产堤修建处于禁止状态, 数量很少, 河道基本处于天然状态。1958年汛后开始, 由于当时对黄河泥沙淤积问题认识不足, 提倡下游在“防小水, 不防大水”的原则下修筑生产堤。1974年国务院对破除生产堤提出了明确要求, 之后生产堤数量虽有减少, 但基本维持在510km左右。从“96.8”洪水开始, 在控导工程之间抢修生产堤, 有的还修有第二或第三道生产堤。

2 影响河道淤积的决定性因素是来水来沙条件

建国以来黄河下游不同时段的资料统计分析结果显示, 多年以来, 凡是河道发生严重淤积, 主槽行洪能力大幅下降的时段, 都伴随有来水量相对较小、含沙量相对较高、水沙组合严重失调的水沙特征;凡是河道发生大量冲刷或者淤滩刷槽、主槽行洪能力增加的时段, 来水来沙条件不是来水峰高量大就是含沙量小, 水沙关系相对协调。例如1964年~1973年和1981年~1985年两个时段, 河道和生产堤的状况并没有显著的区别, 前者由于三门峡水库集中排沙, 水沙情况较为不利, 年均来水量480亿m3, 来沙16.2亿t, 平均含沙量33.9kg/m3, 下游河道发生严重淤积, 年均淤积量达4.39亿t, 其中主槽淤积2.94亿t, 滩区淤积1.45亿t。而后者年均来水量482亿m3, 而来沙量只有9.7亿t, 平均含沙量只有20.1kg/m3, 来水来沙较为有利, 河道就发生明显冲刷, 平均冲刷量0.97亿t, 其中主槽冲刷1.26亿t, 滩地淤积0.29亿t, 成为建国以来河势最好的时期之一。

3 生产堤在一定条件下对滩槽淤积有重要影响, 主要影响冲淤的形态和部位

对比分析历年河道大断面观测的成果显示:对某一漫滩洪水, 自然情况下漫滩洪水以滩唇淤积为主, 滩区深处淤积很少, 漫滩水深愈大, 淤积影响的范围也愈大, 靠近主槽滩唇附近的滩面淤积厚度远大于滩区深处, 滩面横比降增大, 尤其是洪水流量接近平滩流量 (超出值较小) 时, 这种规律表现尤为突出。

来水来沙条件不同, 生产堤对河道淤积产生的影响也不同, 流量过小或过大、水位过低或过高, 生产堤对滩槽淤积形态影响不明显, 但对最大漫滩水深与生产堤高度相当、洪水流量 (或能量) 不易造成生产堤决口的中常洪水影响最为显著。同时, 生产堤存在破口或决口可在很大程度上减小这种影响。我们选择一些没有生产堤阻隔的断面, 点绘了不同漫滩水深和滩地淤积的关系, 这些点子大多落在以坐标原点为顶点以y轴为一边的“v”形区域内, 少数落在区域之外的点子基本上都是滩区存在上下贯通的串沟造成的。说明滩区的淤积量随着漫滩水深的增加而增加, 漫滩水深在1.0m以下时滩地淤积数量相对较小。漫滩水深在0.5m~2.0m之间滩地淤积量增大。漫滩水深超过2.0m由于滩地过水流量和流速增加, 淤积量增大的趋势不明显。由此推断, 生产堤的存在, 在漫滩水深0.5m以下时对滩地淤积虽有影响, 但数量都比较小, 漫滩水深0.5m~2.0m时对滩区的淤积影响最大, 系此时河槽、滩地流速都加大、泥沙被输送下游, 以及统计大洪水断面较少所致。因此在大流量高水位时, 死守生产堤对河道淤积形态的影响最为严重, 应严加制止。

4 生产堤的不利影响主要出现在流量相对较小, 含沙量相对较高时期

河道淤积时期均为含沙量较大, 严重超出水流夹沙能力的时期, 在没有生产堤的自然状态下, 由于滩槽水沙交换的作用, 滩槽会同步抬升。对于中小流量高含沙洪水, 生产的的修筑, 阻断滩槽水沙交换, 限制了泥沙的淤积范围, 加快了主槽淤积抬高的速度, 甚至造成二级悬河的不利局面。例如1987年~1999年, 该时段因龙羊峡、刘家峡水库的联合调节、沿程工农业用水增加以及降雨等因素的影响, 黄河下游来水明显变化, 与1986年以前相比径流量减少, 96.8洪水为该时段最大, 洪峰流量仅为7 860m3/s, 在50年代这一流量级洪水还未平滩, 但汛期平均含沙量确是各时段最高。由于流量较小, 洪水频次降低, 河道常年处于小流量高含沙过程, 水流受生产堤约束确不能突破, 大量泥沙淤积在河槽里, 造成近年二级悬河发展迅速。

5 对策

为了减少生产堤对黄河下游河道淤带来的不利影响, 根据以上生产堤滩槽泥沙淤积的规律, 提出以下对策:

1) 改变洪水的水沙条件, 通过增水、减沙、调水调沙措施, 达到当在洪水运行在生产堤能够约束的量级范围内时, 可以减少洪水的含沙量, 变生产堤的不利影响为有利影响;当洪水含沙量相对较大时, 何以增加洪水量级, 突破生产堤的约束, 达到淤滩刷槽的作用;

2) 将生产堤改造成防护堤, 在滩区设置行洪滞洪沉沙区。在防护堤的适当位置设置引洪放淤及退水闸门, 遇高含沙洪水时, 对滩区实行人工引洪放淤, 达到淤高滩根的作用, 同时将清水由退水闸门排入主槽, 同样能够达到滩槽水沙交换、淤滩刷槽的效果;

3) 降低现状生产堤的标准 (比如防当地流量4 000m3/s) , 并对生产堤的平面布局按照河道整治工程的规划原则进行规划, 使之与河道整治工程联合运用, 配合调水调沙, 在含沙量相对较小时期, 可以堵截串沟, 塞支强干, 束水攻沙。

参考文献

[1]黄河下游滩区生产堤利弊分析研究.河南黄河河务局, 2004, 12.

[2]黄河下游滩区生产堤对防洪影响的研究报告.黄科院, 黄委会河务局, 2002, 3.

[3]黄河下游断面法冲淤量分析与评价.黄河水利科学研究院, 2002, 4.

[4]黄河下游“二级悬河”成因及治理对策.黄河水利委员会, 2003, 4.