三峽工程蓄水運(yùn)用以來水庫排沙效果-論文.pdf

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1、第23卷第3期水科學(xué)進(jìn)展Vo1．23．No．32012年5月ADVANCESINWATERSCIENCEMay，2012DOI：CNKI：32．1309．P．20120501．1618．015三峽工程蓄水運(yùn)用以來水庫排沙效果陳桂亞，袁晶，許全喜。(1．武漢大學(xué)水資源與水電工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢430072；2．長(zhǎng)江水利委員會(huì)防汛抗旱指揮部辦公室，湖北武漢430010；3．長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局，湖jE武漢430010)摘要：針對(duì)三峽水庫蓄水運(yùn)用以來排沙比問題，在深入研究三峽水庫不同蓄水運(yùn)用階段水庫排沙效果的基礎(chǔ)上，著重研究各年年內(nèi)蓄水排沙過程，系統(tǒng)地分析水庫排沙效果的影響

2、因素。結(jié)果表明：庫區(qū)河道特性、入庫水沙條件以及壩前水位的高低是水庫排沙比變化的主要影響因素。2003年6月～2010年12月，水庫排沙比為26．1％。水庫排沙主要集中在汛期5～10月，排沙比為29．0％。尤其是在洪峰期間，庫區(qū)水流流速較大，水流挾沙能力強(qiáng)，進(jìn)入水庫的泥沙大部分能輸移到壩前，水庫排沙比較大，當(dāng)入庫流量大于30000m／s時(shí)，水庫最大排沙比可達(dá)81．O％。此外，隨著汛期壩前水位的抬高，水庫排沙效果有所減弱，尤其是粗顆粒泥沙的多少也很大程度上影響水庫排沙效果，水流的挾沙能力隨著水流流速的減小而減小，粗顆粒泥沙的排沙比隨之發(fā)生較全沙更為明顯的減小。關(guān)鍵詞：三峽工程；排沙效

3、果；泥沙淤積；影響因素中圖分類號(hào)：TV697．2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1001—6791(2012)03．0355．08三峽工程在全面發(fā)揮防洪、發(fā)電、通航三大效益的同時(shí)，在一定程度上改變了庫區(qū)的水沙運(yùn)動(dòng)特性，河道水流輸沙處于超飽和狀態(tài)，引起河道發(fā)生沿程淤積。為此，研究三峽蓄水運(yùn)用后水庫的排沙效果，對(duì)于更詳細(xì)地掌握三峽水庫蓄水?dāng)r沙情況，進(jìn)一步研究水庫的沖淤分布狀況，對(duì)三峽水庫的運(yùn)行及優(yōu)化調(diào)度、充分發(fā)揮水庫的綜合效益，具有十分重要的意義。水庫的泥沙問題一直受到國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的高度關(guān)注，是關(guān)系水庫效益發(fā)揮的關(guān)鍵技術(shù)問題¨]。國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了大量的研究，韓其為論述了小浪底水庫初

4、期運(yùn)用階段，水庫淤積與調(diào)水調(diào)沙的若干問題，童思陳等采用一維不平衡泥沙數(shù)學(xué)模型，以溪洛渡水庫為例，從汛后蓄水時(shí)間和汛期限制水位兩個(gè)方面對(duì)水庫的淤積和排沙比變化過程進(jìn)行了分析。盧金友對(duì)水庫長(zhǎng)期使用的基本原理、影響因素及三峽水庫長(zhǎng)期使用問題進(jìn)行了研究。陳建等運(yùn)用一維及二維泥沙數(shù)學(xué)模型計(jì)算分析了上游水沙條件變化對(duì)三峽水庫泥沙淤積及航運(yùn)的影響。鐘德鈺等一¨基于微分對(duì)策理論對(duì)多沙河流水庫汛期的調(diào)度問題進(jìn)行了研究。然而，針對(duì)三峽水庫蓄水運(yùn)用以來排沙比問題，相關(guān)的研究目前尚不多見。本文在系統(tǒng)分析三峽蓄水運(yùn)用后原型觀測(cè)資料和各階段已有研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)三峽水庫不同蓄水運(yùn)用階段的排沙效果進(jìn)行了深入

5、研究，并通過著重研究歷年年內(nèi)的蓄水排沙過程，系統(tǒng)地分析水庫排沙效果的影響因素。1水庫蓄水后庫區(qū)水力特性變化三峽水庫受河道地形地貌約束，庫面平面形態(tài)寬窄相間，除壩區(qū)河段、香溪、臭鹽磧等寬谷段外，大部分庫段寬度不超過1000m。在不同蓄水階段，隨著蓄水位的上升，庫面寬度相應(yīng)增加，水深明顯變深，而寬深比則相對(duì)變小，過水面積受水位的上升而增加，斷面平均流速顯著下降，且近壩段相對(duì)庫尾段、寬谷段收稿日期：2011—08-03；網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2012-05-01網(wǎng)絡(luò)出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／32．1309．P．20120501．1618．015．

6、html基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973)資助項(xiàng)目(2012CB417001)；水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助項(xiàng)目(200901003)作者簡(jiǎn)介：陳桂亞(1968一)，男，江蘇漣水人，教授級(jí)高級(jí)工程師，博士研究生，主要從事水文分析計(jì)算、水文預(yù)報(bào)、水庫調(diào)度研究工作。E—mail：chengy@cjh．c0m．cn356水科學(xué)進(jìn)展第23卷相對(duì)峽谷段受蓄水影響更明顯，但三峽庫區(qū)仍保持了一定的河道特性，為典型的河道型水庫。表1對(duì)三峽工程蓄水前后河道特征值進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，圖I和圖2分別為枯季和汛期三峽庫區(qū)蓄水前后沿程水面線。表1三峽工程蓄水前后河道特性值統(tǒng)計(jì)Table1Channe

7、lhydrauliccharacterchangebeforeandaftertheimpoundmentoftheTGR注：①為廟河一奉節(jié)；②為奉節(jié)一萬縣；③為萬縣一忠縣；④為忠縣一清溪場(chǎng)；⑤為清溪場(chǎng)一寸灘；⑥為寸灘一朱沱?！烊磺闆r??壩前水位139in呂呂、、*霈河零節(jié)蠆縣妻縣溪灘沱場(chǎng)場(chǎng)距壩里程／km距壩里程／km圖1三峽庫區(qū)大壩一朱沱蓄水前后沿程水位圖2三峽庫區(qū)大壩一朱沱蓄水前后沿程水位(枯季，Q=5000m。／s)(汛期，Q=30000in／s)Fig．1Waterl