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异重流观测

对多沙河流水库在洪水入库后由于含沙浓度差异所产生的异重流进行的观测。目的在于掌握异重流形成的条件和运行规律,研究利用异重流排沙减淤的可能性和最优方式,用以指导水库调度运用,以延长水库寿命。开展异重流观测最早的是美国爱勒芬脱水库(El ephent buttle reservoir),开始于1917年。在中国,水库异重流观测是在1953年从官厅水库开始的。

对多沙河流水库在洪水入库后由于含沙浓度差异所产生的异重流进行的观测。目的在于掌握异重流形成的条件和运行规律,研究利用异重流排沙减淤的可能性和最优方式,用以指导水库调度运用,以延长水库寿命。

开展异重流观测最早的是美国爱勒芬脱水库(El ephent buttle reservoir),开始于1917年。在中国,水库异重流观测是在1953年从官厅水库开始的。之后,三门峡、红山、岗南及刘家峡等水库都开展了这项观测工作,并取得了一定的成果。

观测内容 异重流观测的项目根据观测任务而定。一般要取得下列一些资料:①断面特性资料,包括水位、水深、测点位置、浑水面高程、异重流厚度及宽度等。②水力及泥沙因子资料,包括流速、流向、含沙量、泥沙粒径级配及其物理力学性质(密度、流限、塑限、粘滞性、絮凝程度及沉降速度等)。③水的物理化学性质,包括水温、含盐量、硬度及阴阳离子含量等。

观测方法异重流的现场观测和取样是在水库范围内选定的观测断面上进行的。观测断面可在水库淤积观测断面中选择,一般不另专设。观测断面的数量根据水库规模、水库形状、观测任务而定,一般3~5个断面即可。观测时与河道断面上测流一样,在观测断面上选定若干测线,在测线上再选定若干测点,然后在测点上进行观测和取样。断面上测线的数量和位置要在现场测验时根据断面形状和异重流扩散范围而定。在异重流扩散范围外和水深变化不大处,测线间距可较稀;在主流线附近和断面形状变化剧烈处,测线可较密。当断面宽仅百米左右时,甚至可以仅在主流线位置布置一条测线。测线上测点的选定,以能取得含沙量和流速两者的实际分布为原则。

观测仪器 一般多系水文测验常用仪器,如流速仪悬移质取样器及推移质取样器等,根据水库异重流高含沙量、低流速和深水等特点选用。观测流向常用流向仪。观测浑水面常用回声测深仪。随着科学技术的发展,有的已采用同位素进行含沙量的测定。在泥沙颗粒分析方面,有的已使用光电颗分仪。

观测时间 约在每次可能产生异重流(不同水库有不同的标准)进库前半小时开始进行。在一次异重流过程中,原则上要求能取得沿水库流程各断面上不同测线的各测点在不同时间的各项所需测值。至少应在异重流开始形成时、比较稳定时和消落时进行三次观测。

观测方式 可根据情况采用若干条测船在同一个断面的不同测线上同时观测,由进库处第一断面开始,依次施测其他断面;或者是在各断面上都固定一只测船,专门在所在断面进行施测。

异重流观测期间,对于外观上的一些现象,如水流形态、主流和潜入点位置及其附近现象、清浑水交界线、异重流入库后遇到孤岛或桥墩等阻碍物而浑水上翻等,应进行巡回观察,进行详细记录。当异重流来到坝前并扩散成浑水后,应在坝前固定点进行浑水面高程观测,掌握浑水面沉降过程。当水库开闸泄放异重流时,除应对坝前浑水面高程进行加测外,还应在测记出库流量处定时进行含沙量的观测。