小浪底水库对水沙的调控及下游河道响应

小浪底水库对水沙的调控及下游河道响应

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1、小浪底水库对水沙的调控及下游河道响应苏运启尚红霞李勇郑艳爽(黄河水利科学研究院水利部黄河泥沙重点实验室,河南郑州450003)摘要:冲积性河流上修建水库后,由于对水沙的调节,下游河道将发生相应调整,直至和新的水沙条件相适应。小浪底水库位于控制黄河水沙的关键部位,1999年10月25日下闸蓄水,目前水库仍处于拦沙初期的运用阶段,五年来以水库异重流排沙为主,期间进行了三次调水调沙试验,绝大多数中粗泥沙拦在库内,进入下游的水沙量和过程均发生了显著变化,主要表现为:下泄水流含沙量低、泥沙颗粒较细、洪峰调平、汛期(7~10月)水量减少、

2、非汛期水量增大。在这种水沙条件下,黄河下游河道持续冲刷,平滩流量增大,河槽趋于窄深、河床粗化,河势发生调整。关键词小浪底水库;水沙;调控;河道;响应中图分类号:文献标识码:A文章编号:1前言多沙河流上修建水库后改变了下游河道的来水来沙过程,河床会发生一系列变化,河床的调整程度与水库运用及其对水沙的调节能力等有关[1][2]。小浪底水库位于控制黄河水沙的关键部位,1999年10月25日下闸蓄水,目前水库仍处于拦沙初期的运用阶段,五年来以水库异重流排沙为主,下泄水流含沙量低、泥沙颗粒较细、洪峰调平、汛期水量减少、非汛期水量增大,显

3、著改变了出库水沙过程。下游河道发生相应调整,主要表现为河道持续冲刷,平滩流量增大,河槽趋于窄深、河床粗化。小浪底水库1999年10月25日下闸蓄水至2004年10月31日,水库累计蓄水37.77亿m3,其中汛期增加蓄水量99.21亿m3,非汛期泄水量61.44亿m3,蓄水量增加最多的是2003年汛期,达70.71亿m3,水库泄水最多的是2004年非汛期,泄水达53.71亿m3。水库最高运用水位为265.58m,最大蓄水量94.9亿m3(2003年10月15日)。2小浪底水库对水沙的调控2.1改变了水量的年内分配由五年来进出库水

4、量情况(表1),可以看出五年入库平均水量171.17亿m3,其中汛期占年水量的45%,而经过水库调节后,出库平均水量182.67亿m3,其中汛期占年水量为36%,即进出库水量不仅总量发生变化,而且年内分配也发生了较大变化,汛期占年水量平均减少了9%。除2002年汛期外,其余年份出库水量汛期占年水量百分比均较入库水量的百分比小10%左右。表1五年实测进出库水量变化Table1Varietyofthemeasuredwatervolumein-outreservoirforfiveyears年份年水量/亿m3汛期水量/亿m3汛期占

5、年/%入库出库入库出库入库出库2000166.6141.1567.2339.0540282001134.76165.6353.8342.0340252002158.5194.6250.4386.8732452003217.69160.15146.9488.0167552004178.3251.7865.8669.1337275年平均171.17182.6776.8665.0245362.2水库运用调节流量过程小浪底水库非汛期蓄水拦沙运用,根据下游河道冲淤、防凌和灌溉需要泄水。汛期则通过水库调节,使流量两极分化。分析小浪底水库汛

6、期各级日均流量进出库历时和水量变化情况见表2。可以看出2000~3000m3/s流量级平均由入库的35天,增加到出库的44天,水量占汛期比例由入库的10%,增加到出库的14%,增加了4%;1000m3/s以下的流量级平均由入库的500天,增加到出库的543天,水量占汛期比例由入库的52%,增加到出库的61%,增加了9%;而1000~1500m36/s流量级平均调节力度最大,由入库的52天,减小到出库的10天,水量占汛期比例由入库的13.9%,减小到出库的3.3%,减少了10.3%;大于3000m3/s流量级全部被调节为3000

7、m3/s以下下泄。表2五年汛期各级流量下的历时和水量统计Table2Thestatisticsofdurationandwatervolumeunderthedifferentdischargersinflood-seasonforfiveyears项目站流量级<500500~10001000~15001500~20002000~25002500~3000>3000历时/天入库285215521920159出库357186101825190水量/亿m3入库69.5130.353.828.738.636.227.1出库87.71

8、09.510.727.246440统计小浪底水库进出库洪水特征值可以看出,五年来入库日均最大流量大于1500m3/s的洪水共12场,而小浪底水库出库洪水完全受人为控制,共有6次洪水过程,其中2002年7月、2003年9月初、2004年7月初小浪底水库进行了三次调水调沙试验,第

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