小浪底水利樞紐進(jìn)水塔群前高灘邊岸坍塌特性試驗(yàn)研究.pdf

1、多沙河流上修建的水庫(kù)，都存在庫(kù)區(qū)淤積問(wèn)題。而在黃河的干支流上修建水庫(kù)，水庫(kù)淤積問(wèn)題更為嚴(yán)峻。在上游來(lái)水來(lái)沙和樞紐調(diào)度運(yùn)行的共同作用下，庫(kù)區(qū)會(huì)產(chǎn)生縱向沿程淤積，同時(shí)在壩前會(huì)形成高灘深槽的橫向淤積形態(tài)。當(dāng)它發(fā)生到泄流建筑物前的時(shí)候，一旦失穩(wěn)，此時(shí)發(fā)生的坍塌淤堵比上游沿程淤積相比是急促的、迅速的和危險(xiǎn)的。所以防止泄流建筑物前高灘深槽邊坡失穩(wěn)是非常緊迫。選擇合適的研究手段，開展泄流建筑物前高灘深槽邊坡穩(wěn)定性試驗(yàn)，意義重大。高灘深槽邊坡的穩(wěn)定性對(duì)

2、于樞紐泄水建筑物的安全運(yùn)行有重要的影響。本文以小浪底水利樞紐為研究對(duì)象，探討進(jìn)水塔前高灘深槽邊岸的穩(wěn)定性，探討在特殊急降水條件下高灘深槽邊岸坍塌的狀況以及可能采取的除險(xiǎn)措施。該研究對(duì)多沙河流水庫(kù)的運(yùn)用實(shí)際及河流動(dòng)力學(xué)的理論發(fā)展均有重大意義。
　　本文首先進(jìn)行了陰離子交換樹脂模型沙的物理特性的試驗(yàn)研究，進(jìn)行了模型沙的選??；利用小浪底水利樞紐壩區(qū)正態(tài)整體動(dòng)床泥沙物理模型，進(jìn)行了模型驗(yàn)證。在已經(jīng)存在高灘深槽淤積形態(tài)的基礎(chǔ)上，根據(jù)《小浪底

3、水利樞紐攔沙后期運(yùn)用調(diào)度規(guī)程》，開展了不同降水速率的泄流拉沙試驗(yàn)，觀察了塔前高灘深槽邊坡在不同降水速率時(shí)的穩(wěn)定性、滑塌狀況；研究了可以采用的防淤堵運(yùn)用措施。研究表明在庫(kù)區(qū)實(shí)際運(yùn)行最大降水速率為3m/d的條件下，塔前高灘坍塌嚴(yán)重，而且左岸坍塌更為嚴(yán)重，平均淤堵到189m，局部淤堵高度高達(dá)8m。為此進(jìn)行產(chǎn)生塔前高灘坍塌主要因素的試驗(yàn)，得知水位驟降是引起塔前邊岸坍塌的主因。由于在最大降水條件下，塔前坍塌嚴(yán)重，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行塔前淤堵后拉沙試驗(yàn)，

4、研究表明，在超過(guò)允許淤沙高程時(shí)，采用先開啟明流洞、后孔板洞、再排沙洞的運(yùn)行方式，可以將塔前淤積的大部分沙拉走。泄流拉沙過(guò)程中，各孔洞排沙效率與孔洞位置、泄量緊密相關(guān)，同時(shí)還與相鄰前期孔洞排沙形成的漏斗特性有關(guān),孔板洞拉沙時(shí)，沖刷效率最高。為了進(jìn)一步精細(xì)研究高灘邊坡穩(wěn)定性與降水速率、泥沙粒徑的關(guān)系，利用0.8m（寬）×1.0m（高）的大型水槽，開展了高灘邊岸坍塌特性的概化水槽試驗(yàn)。研究不同降水速率（0.3m/d、1m/d、4m/d和7m/