桃汛洪水冲刷降低潼关高程优化方案研究.pdf

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1、第32卷第8期人民黄河Vo1．32．No．82010年8月YELL0WRlVERAug．，2010【防洪·治河】桃汛洪水冲刷降低潼关高程优化方案研究田勇，侯素珍，李小平，楚卫斌’(1．黄河水利科学研究院，河南郑州450003；2．黄河水利科学研究院水利部黄河泥沙重点实验室，河南郑州450003)摘要：利用一维恒定流泥沙数学模型探讨了不同桃汛期洪水对潼关高程变化的影响。结果表明：①桃汛历时为10d、洪量相同的条件下．洪峰流量大小及超过2000m／s的大流量持续时间长短不同，潼关高程下降幅度存在明显差异；②洪峰、沙峰的对应关系对潼关高程的变化影响较大；③桃汛期洪水

2、过程差异对不同代表年份年内潼关高程变化的影响不同。在年内水沙不利的年份，桃汛洪水优化调度对年内潼关高程影响比重最大，枯水年份优化桃汛洪水过程对遏制潼关高程的抬升具有更重要的作用。关键词：沙峰；洪峰；洪水调度；桃汛期；潼关高程中图分类号：TV85文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—1379．2010．08．006“利用并优化桃汛洪水过程冲刷降低潼关高程试验”(以，Jdf()／—)一。)(1)下简称“桃汛试验”)是黄委近年来治理潼关高程的综合措施之一。侯素珍等⋯根据实测资料分析，认为桃汛洪峰流量是影lof()／)+／一)【——一响潼关高程

3、变化的关键因子。桃汛洪水由宁蒙河道解冻开河模型计算河段为黄淤45一三门峡大坝。选取1974-2005形成，洪水演进到潼关河段时一般在每年的3—4月份，平均洪年库区资料对挟沙力系数和指数、泥沙恢复饱和系数、各河段量为13亿m，具有较大的洪峰，有利于降低潼关高程，如初始河床糙率进行了率定，利用2006-2008年库区资料对模1974-1998年桃汛期间．洪峰流量一般为2600m／s，潼关高型进行了验证，结果表明：模型在潼关高程变化、桃汛期沿程冲程下降均值为0．12m。1998年万家寨水库运用后，桃汛期蓄淤分布以及非汛期、汛期冲淤分布几方面指标上的计算值与实水削减洪

4、峰，改变了进入潼关站的洪水过程，洪峰流量削减为测值符合较好，基本能够反映三门峡水库的冲淤变化规律，可1100～2100m／s，1999-2005年桃汛期潼关高程平均冲刷下用于分析比较不同桃汛洪水过程对潼关高程的影响。降0．04m。为实现优化调节万家寨水库出库水沙过程，恢复甚至增大2不同桃汛洪水过程对潼关高程变化的影响桃汛洪水对潼关河段的冲刷作用，黄委自2006年以来在桃汛在分析实测桃汛洪水特点的基础上，结合当前河道及工程期进行了“桃汛试验”。考虑水库调度的易操作性，“桃汛试条件，设定桃汛洪水过程历时为10d，来水总量约为l3亿m，验”方案按日均流量过程进行优化

5、制定。笔者利用一维恒定流平均含沙量为17．8ks／m。考虑洪峰大小、历时长短、峰型的泥沙数学模型，对不同桃汛洪水过程对潼关高程变化的影响、不同，得到5个对比方案(表1)，方案1～方案5的沙量分别为含沙量大小以及沙峰与洪峰流量的对应情况对潼关高程变化0．232亿、0．224亿、0．224亿、0．225亿t和0．230亿t。模型计的影响差异、桃汛洪水对不同典型年份年内潼关高程变化的影算地形采用2005年汛后三门峡库区实测大断面资料，初始床响是否有利等进行了探讨，以期得出对潼关高程冲刷相对较优沙级配采用2005年7月份实测资料，三门峡水库起调水位为313m。的桃汛洪

6、水过程，为“桃汛试验”方案的制定提供参考。2．1桃汛前后潼关高程变化1模型简述不同方案下桃汛期潼关高程的变化值见表2。结合各方案水沙条件差异和表2可知：①方案1与方案5超过2000m／s该模型为一维恒定流泥沙数学模型，模型基本方程组主要的大流量时间均为3d，但方案5洪峰值比方案1洪峰值大包括口]：水流连续方程、水流运动方程、泥沙连续方程(或称悬移质扩散方程)及河床变形方程。泥沙冲淤计算采用非耦合解收稿日期：2010—01—14基金项目：水利部公益性行业科研专项(200701007)；国家自然科学基金资助法，即先求解水流连续方程和水流运动方程，求出各断面水力项目

7、(50709012)。作者简介：田勇(1977一)，男(土家族)，贵州施秉人，工程师，硕士，研究方向为要素后，再求解泥沙连续方程和河床变形方程，推求河床冲淤水力学及河流动力学。变化，如此交替进行。方程组采用式(1)进行离散：E-mail：yrec—ty@yahoo．corn．cn·13·人民黄河2010年第8期表2不同方案桃汛期潼关高程变化值m由于洪峰流量较大，洪水动力较强，因此冲刷发展距离较长。由此可以看出，桃汛期洪峰流量大、持续时间长，有利于改善三门峡库区淤积形态，使库区淤积重心向坝前推进。3沙峰、洪峰的对应情况对潼关高程变化的300m／s，方案5桃汛期潼

8、关高程下降值比方案1大0．0lm；方案