【壮美黄河行⑦】治理黄河试验先行 “模型黄河”为小浪底水库选择最优运用方式

2018年09月06日09:30

来源:大河网

模型黄河

  大河网讯(记者 刘晓明)“在模型上进行试验,可以分析工程能否达到理想效果。比如我们想要在原型水库上运作某种方式,以达到对下游减於的效果,就可以通过模型进行复演和预测,再运用到原型水库真正的调度中。”黄科院小浪底研究中心高级工程师李涛告诉记者。9月5日,大河网记者到访“模型黄河”实验基地,了解“模型”在治理黄河中发挥的试验作用。

小浪底水库实验厅

  小浪底水库模型模拟了水库全库区,模拟范围从三门峡水文站至小浪底坝前,长度约124km,高程 150m~290m,包括大峪河、畛水、石井河、东阳河等十几条支流,库区 100%的干流原始库容及近95%的支流库容。模型的长度约420m,平均宽约15m,高约2.4m。

  据了解,该模型曾进行小浪底水库拦沙后期防洪减淤运用方式、降水冲刷、跟踪、淤积形态优选与调控专题模型等试验研究。在拟定的水沙系列、边界条件及水库运用方式下,通过模型试验,研究库区水沙运动规律、库区淤积形态变化过程、排沙特性及库容变化等,可为选择小浪底水库最优运用方式提供必要的科学依据。

下游河道试验厅

  下游河道试验厅主要模拟了黄河小浪底至陶城铺段的水利工程。黄河下游是黄河治理的重点河段,边界条件与演变特点十分复杂。该模型在黄河下游防洪、河道整治、优化小浪底水库调度、滩区治理、跨河工程设计等发面发挥了重大作用。

  在制作模型初期,黄科院的工程师们通过多年的经验摸索,根据对泥沙的力学、物理、化学等特性的研究,发现粉煤灰是最符合黄河相似性的,所以选择了郑州热电厂的粉煤灰作为模型沙来使用。“这是我们几代黄河研究者的选择。”黄科院泥沙研究所教授级高级工程师李军华说。

水土流失实验厅

  水土流失实验厅布设有30个降雨单元,可以自由组合进行降雨,降雨强度可以由 0.5mm/min—3mm/min 自由变换,基本上覆盖了黄土高原地区的侵蚀性降雨强度,而且不同雨强之间可以实现瞬时切换来模拟天然降雨的雨强变化。大厅内还布设了两个可调坡度坡面模型,两个沟坡试验模,三 个不同坡度沟道重力侵蚀模型和小流域概化模型。“国家自然科学基金项目‘坡面土壤侵蚀实体模型侵蚀产沙相似规律研究’曾依托降雨大厅作为室内试验平台,对野外原型坡面侵蚀产沙情况进行了模拟。”黄科院水土保持探究所工程师焦鹏说。

  “模型黄河”通过对“原型黄河”所反映的自然现象进行复演、模拟和试验,从而揭示出“原型黄河”的内在规律,同时也为“数字黄河”工程提供了有效的物理参数。

编辑:谭敏