山区河流工程泥沙研究主要涉及兴建各类工程建筑所引起的泥沙问题。重点在山区河道型水库泥沙淤积、电航枢纽的防沙措施、水利枢纽下游的河床演变及其防治、取水工程与渠系泥沙问题、防洪工程及河道整治以及与泥沙问题有关的调度及工程管理等。水利枢纽的泥沙问题表现在电站进水口的泥沙淤积、进入取水口的泥沙沉积与粗沙对高水头水电站水轮机叶片的磨损、通航工程船闸引航道及口门的淤积。......
2023-06-22
(1)控制水流冲刷力,防止水土流失。常有以下几种方法:
1)覆盖坡面,如森林覆盖,草、灌木覆盖,农作物覆盖,塑料薄膜覆盖,建筑材料覆盖等。这种方法虽然不能改变径流冲刷力,但能使易冲刷的土壤得到庇护,同时,植物的枝叶还能大量拦截降雨和减少雨滴打击地面。
2)缓截水势,是将坡面的坡度尽可能地减小或截短坡长,从而达到减少水流冲刷力和缩短流线的作用,主要有修梯田、改垄、平整土地和地埂、种植水平林带等,克服土壤的向下滚动和水流冲刷力。
3)蓄存水能,将水尽可能地蓄存在坡面上或允许的一定范围以内,就地拦蓄,变水害为水利,如修塘坝、蓄水池、谷坊、鱼鳞坑、水簸箕等,可以防止水流汇集、径流形成,又能使土壤颗粒位移尽量缩短。
4)截排水流,因地制宜采取截流沟、排水沟、沟头防护等措施,将可能进入易产生水土流失坡面的水流,截排到规划范围之内,达到防止客水流入水土流失区内的目的。
(2)在河流中设置人工弯道,以达到防沙排沙的目的。由于弯道水流的横向环流作用,使表层水流的方向指向凹岸,后潜入河底朝凸岸流去,而底层水流则指向凸岸,后翻至水面流向凹岸。因此在河流弯道上形成明显的凹岸冲刷而凸岸淤积的现象。据此可以人为地设置人工弯道,利用凸岸淤积来防沙排沙。
(3)在河流上修建水库,并制定适合该水库的控制运用方式。如:
1)蓄清排浑运用,是指水库在汛期的主要来沙季节,空库迎汛或低水位运用。当洪水夹带大量的泥沙入库时,利用排沙设施(如排沙底孔),排沙减淤,并在下游引洪淤灌。在其他季节,河水含沙量较小,则拦蓄径流,蓄水兴利。这样不但可以减轻水库淤积,延长水库寿命,而且又可以充分利用水沙资源,促进农业增产,减轻泥沙对下游的威胁。
2)利用异重流排沙,当含有大量细颗粒泥沙的水流进入蓄有清水(含沙量很低)的水库时,在一定条件下,入库的浑水不和库内的清水混掺,而潜入到清水下面,沿库底向下游运动,这种水流称为异重流,异重流的形成,可以把一部分泥沙,主要是细粒(d<0.02mm)泥沙挟运到下游库段或一直到坝前。在水库蓄水期间,当洪水具有足够产生异重流的条件时,则洪水入库后将以异重流形式潜入库底向坝前运动,当异重流运动到坝前时,若及时打开底孔闸门加以宣泄,便可将一部分泥沙排走,减少水库淤积量。由于水库在异重流前后均能蓄水,使水库在汛期保持有一定的调蓄能力而不产生大量弃水,所以水量较缺或不能泄空排沙的水库比较适合这种运用方式。
以黄河为例,总结治黄的经验教训和科研成果,认为采用“拦、排、放、调、挖,综合治理”等措施,标本兼治,近远结合,可以妥善解决泥沙问题;采取“上拦下排,两岸分滞”的方针,可以有效地控制洪水。
“拦”主要靠中上游地区水土保持和干支流控制性工程拦减泥沙。
“排”是通过水库调水调沙改变水沙搭配,通过河道整治提高河道输沙能力,将中上游拦不住的泥沙,利用下游河道输沙入海。
“调水调沙”是针对黄河下游河道目前出现的新情况、新问题,根据黄河下游河道输沙规律与不同水沙组合塑造不同河槽形态的特点,改变水沙搭配,使泥沙主要由洪水输沙,塑造窄深河槽,有利于利用洪水输送泥沙入海。
“放、挖”是“拦、排、调”处理泥沙的有效补充,主要针对利用黄河自身能力无法解决的“死角”而采取的辅助措施。如为了改变黄河滩区的生存和生产环境,可结合水库利用洪水排沙时进行放淤,淤高低洼滩地;河槽挖沙与堤后放淤相结合也可处理一部分泥沙,这些措施仍是今后处理部分黄河泥沙、巩固堤防的有效措施。
总之,多沙河流的治理方法很多,若因地制宜,将各种方法联合起来考虑,治理的效果必将很显著,我们这一代人更要积极探索治理多沙河流的方法,为子孙后代造福。
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2023-06-22
在河道上筑坝形成水库后,水深增大,水面坡度变缓,水流流速减小,水流挟沙能力降低,导致水流中的部分悬移质和推移质泥沙沉积在库区内。图G4.8满足自流灌溉引水要求确定死水位示意图库区泥沙淤积的影响因素很多,其规律复杂,因而难以精确计算淤积库容。一般假定泥沙淤积主要在死库容内,且呈水平状增长,并把水库开始运行到泥沙全部淤满死库容,开始影响兴利库容的这段时间,称为水库的正常使用年限。......
2023-06-21
泥沙问题严重的水利水电工程,应对主要泥沙问题进行专题研究,必要时应进行泥沙模型试验。根据《水利水电工程水文计算规范》、《水利水电工程可行性研究报告编制规程》和《水利水电工程初步设计报告编制规程》对泥沙计算的内容和深度要求制定的。......
2023-06-21
但近十几年来,河流污染加剧。其中,珠江、长江水质良好,松花江、黄河、淮河为中度污染,辽河、海河为重度污染。以长江为例,虽然长江总体水质良好,但局部河段污染严重。浙江省河流污染源主要是直接或间接排入水体的工业废水、生活污水,其中工业废水是影响浙江省河流水质的主要污染源。河流、湖泊以至水库都受到不同程度的污染,并且日趋严重,成为当前我国水资源可持续利用的最大威胁。......
2023-11-22
河流泥沙主要是流域坡面上水流侵蚀作用的产物。流域的侵蚀模数和河流的含沙量大小,主要受气候因素、下垫面因素和人类活动的影响。我国一些严重水土流失地区,如陕北黄土高原沟壑地区,永定河以及西辽河流域等植被差、土质松散、地表切割破碎又多阵雨的地区,河流泥沙含量较高。......
2023-06-21
图9-1是四川一座山区河流水电站泥沙灾害物理模型试验照片。不幸的是,恢复发电仅10个月,于2001年7月28日因特大暴雨,整个流域山洪暴发,临河山体滑坡垮塌,河道泥沙在两河汇合处大量堆积,给电站造成毁灭性灾害。野外观测与模型试验表明,诱发该电站山洪灾害的原因在于西南山区河流水沙特性,即在洪水期水急,流速大,泥沙运动剧烈。电站所在的河道两侧土质松散,常遭遇山体滑坡及泥石流灾害。......
2023-06-22
具有代表性的灾难是,1952年12月在伦敦因烟雾所发生的灾难。这与在伦敦所发生的现象成因不同的事实已经明确,这是由汽车排放的NOx和活性碳氢化合物引起的。表11-1 洛杉矶烟雾事件和伦敦烟雾事件的比较2.全球性环境问题汽车排放废气对全球性环境问题是因二氧化碳导致的地球温室化和气候的变化。......
2023-06-28
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