三门峡水库库区高效输沙数值模拟研究

来源 :华北水利水电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhaojianan1987
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三门峡水库是黄河水沙调控体系的重要组成部分,不同水沙条件及坝前控制水位对库区冲淤变化有重要影响。现状条件下,汛期敞泄排沙,输沙效率不高,为应对该问题,需对输沙效率进行研究。本文以三门峡水库不同运用时期的实测水沙资料以及断面冲淤资料等数据为依据,分析2003年以来入库水沙变化特征、潼关高程、坝前水位、库段冲淤等的变化;建立泥沙数学模型,通过对三门峡坝前库段的模拟计算,分析不同入口流量、含沙量、不同出口控制水位下的输沙效率,为库区高效输沙提供依据。分析表明:(1)与1996-2002年年均值相比,“318运用”以来,潼关水文站水量上升为258.1亿m3,增加了34.4%;沙量降低为2.24亿t,减少了62.3%;含沙量显著降低为8.6 kg/m3,减少了71.7%。来沙系数减小为0.0112,减少了76.4%。汛期水量和沙量占全年的比重上升,分别为50.2%、77.3%。近15年来平均输沙效率为0.77。(2)各断面临界含沙量随着水位的上升而降低,随着流量的增大而增大,随着含沙量的增加而增加。在S=30kg/m3、Q=2700m3/s、z=302m的工况中,各断面临界含沙量最大分别为32.92kg/m3、36.99kg/m3、40.21kg/m3、43.23kg/m3。(3)S进口<S出口时,河段冲刷,输沙效率η随着水位的上升而增加,随着流量的增大而减小,随着含沙量的增加而增加;S进口>S出口时,河段淤积,输沙效率η随着水位的上升而降低,随着流量的增大而增大,随着含沙量的增加而减小。各断面间输沙效率η最大值分别为0.98、0.96和0.97;在S=20kg/m3、Q=2000m3/s、z=305m的工况下,河段输沙效率最大为0.97。(4)断面间输沙效率偏离系数?随着水位的上升而减小,随着流量的增大而增大,随着含沙量的增大而减小。断面之间以及河段的高效输沙偏离系数?越接近于0,越为高效,分别为-0.019、-0.038、-0.029、0.032,即河段微淤或微冲时最为高效。
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