黄河下游水沙模拟与调控关键技术及应用

发布时间:2022-03-08文章来源:浏览次数:

针对黄河下游面临的水沙调控与河道整治重大技术问题,协同清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室、黄河水利科学研究院等单位,开展了水沙模拟、洪水风险评估、水沙调控及河道整治新技术研究,创新性成果有:(1)黄河下游河道水沙模拟。在物理模拟方面,采用先进的水沙测量与水下地形实时监测技术,研究了小浪底水利枢纽运行后下游河道演变规律与变化趋势,优化了河道整治工程规划布置方案,累计减少工程投资15亿元以上;进行了移动式不抢险板桩坝体型优化试验研究,提高了防洪抢险效率,平均减少单桩投资20%以上,节省工程投资600万元/km。在数值模拟方面,采用平面二维模型与泥沙嵌套技术,模拟了不同量级洪水演进与滩区分滞洪沉沙效果,优化了淤滩刷槽治理方案,提高了黄河下游河流泥沙利用率10%以上,产生经济效益18亿元。(2)黄河下游滩区洪水淹没损失评估。基于二维水动力数值模拟构建了滩区洪水淹没损失评估系统,建立了黄河下游滩区洪水淹没损失模型,科学预测了花园口站4000、8000、12000、20000 m3/s等不同量级洪水的淹没损失,绘制完成黄河下游滩区淹没水深与损失率分布图。(3)水沙调控关键技术及应用。研究了黄河下游河道整治工程与河流系统相互作用的反馈机理及新型工程措施。在基础理论研究方面,提出了高含沙水流特性及河道冲淤临界水沙条件;在工程应用方面,研究了河流系统水沙控制模式和黄河下游河道高效输沙机理,提出了考虑航运的下游河道水沙调控方法,累计提高河道输沙率12%,增加航道里程380 公里。

成果直接服务于黄河下游游荡型河流的治理与多项国家重点水利工程建设与管理,取得了显著的社会和经济效益。成果先后获国家科技进步二等奖2项、省部级奖8项,授权国家专利19项,出版学术著作17部,发表论文80余篇,其中SCI收录50篇。

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