闹德海水库异重流排沙特点

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1、闹德海水库异重流排沙特点王5鑫!冯秀红"辽宁省闹德海水库管理局辽宁阜新#!'"""$!本文主要介绍了水库异重流排沙条件!影响因素%闹德海水库是多泥沙水库"根据水库流域河流的洪水特性"通过对闹德海水库具体计算和实施效果的验证"说明采用汛期异重流排沙效果好"方法可行%关键词!异重流(排沙(条件(因素!34)(/#5555!,E5555!#)/!0!1)("!"#$#"%0"#"(0"!55简介!王鑫"#(%'年%$#女#工程师$%工程概况闹德海水库位于辽宁省阜新市彰武县#始建于#('%年#建成于#(1!年#其间经过#()$年加固'#(/

2、"年改建'#((#;#((1年的消险加固以及!""/;!""%年除险加固工程#水库已由初期单纯的防洪滞沙水库变为一座防洪滞沙和供水等综合利用的水库#目前是柳河上唯一已建大型控制性工程%异重流排沙条件挟沙浑水进入蓄有清水的水库#如具有足够流速并含有足够的细沙浓度#就会潜入清水下面形成一股浑水流动#沿库底向坝前行进#这就是水库泥水异重流在一定条件下#异重流可以流到坝前若及时开启排沙底孔闸门#异重流浑水即能排出库外此时如站在坝顶#就能看到库面清澈如镜#而泄水孔却混流翻滚#这就是水库异重流的排查现象异重流排沙是水库重要的排沙方式之一#利用水

3、库异重流#可以在蓄存清水'保持一定水头的条件下排泄入库浑水#在不降低水位的情况下以较少的水量排出大量泥沙这样既能蓄水'又能排沙#既能使近期保持较高的兴利效益#又能减小水库淤积#延长水库使用时间#增加长期效益水库异重流形成的最重要条件是入库水流与蓄水体之间的密度差#即入库水流必须携带一定的含沙量#特别是要携带一定数量的细泥沙-同时还必须满足一定的水力条件#即要求潜入点水流弗氏数6F小于##根据水槽试验和野外实测资料成果#应满足!6F!('!)++O7"(")式中''7"为潜入点流速和水深#+O')+分别为浑水容重和浑水'清水容重差除了

4、水沙条件外#影响异重流继续运行的因素就是库区的边界条件#置入库底比降的大小'阻力的大小'运行距离的长短等比降陡有利于异重流的继续运行#所以坝前淤积面的抬高#使库区的比降变缓#是不利于异重流运行的沿途阻力的大小影响异重流的运行也很显著例如三门峡水库#因原始库底高低不平#加上塌岸在河底形成浅运行#加大了阻力前期发生的异重流沿程淤积很多#到达坝前的异重流甚为微弱随着淤积的发展#库底渐趋平顺#阻力降低#异重流的排沙比也大为增大(%异重流的形成闹德海水库汛期入库洪水流量较大#含沙量高#有利于异重流的形成自#(/"年水库改建完毕至#((1年#水

5、库运用方式为蓄清排浑运用#汛期大部分时段为敞泄运用#产生异重流的机会较少#只产生过四次异重流过程#包括#(/#年$月'#(/$年)'/月以及#(%"年)月异重流过程在这仅有的四次过程中前三次水库都未进行排沙运用#导致泥沙基本都淤积在库内#(($;!"""年汛期,#"(,!"#$年第%期水利规划与设计科研管理运用改变为)月'(月蓄水#/月'%月泄空排沙#!""#年以来汛期来水偏枯#水库基本均为蓄水运用#因此#(($年以后产生异重流的机会增多#水库也基本都进行了排沙运用统计历次异重流排沙情况的数据#各次异重流排沙比在$:;)1:之间#差

6、异较大#(%";!""/年异重流过程总来沙量为11)万J#出库总沙量为#!$万J#总排沙比为!%:)%异重流排沙的因素影响排沙效果的因素较多#包括水库边界条件"如水库长短'库区地形'库底坡降$'水沙条件"如流量'含沙量大小和持续时间$'以及闸门调度情况等水库的长度和库区地形影响异重流沿程损失量#在相同水沙条件下#异重流潜入点距坝里程即异重流运行距离主要受水库长度影响#异重流运行距离对排沙比的影响是明显的#运行距离短#则排沙比较大表#统计了国内几座多沙河流水库回水长度和库底比降#其中闹德海水库汛期平均水位约#/12#回水长度为/'72

7、左右"表#$#较其它水库明显偏小#对异重流排沙极为有利另外#库底比降越大意味着异重流运行速度越大#异重流越容易排出库表$%几座水库异重流排沙期间水库平均回水长度和坡降水库名统计时段平均回水长度"72$库底坡降"#*#"1$三门峡#()#;#()1年%$'$小浪底!""1;!""/年/"'##官厅#($';#($)年##/#)冯家山#(/);#(%#年#1''%$闹德海#(%";!""/年/'!/%图#是国内外几座水库异重流排沙比与库底坡降的关系#可以看出排沙比与库底坡降具有较好的相关性#坡降越大#排沙比越大#说明库底坡降对排沙比影响

8、显著闹德海水库库底坡降达!/%#显然对异重流排沙非常有利因此#从河道边界条件来看#闹德海水库具有十分有利的异重流排沙条件但是从图#资料看#闹德海水库排沙比数据略低于趋势线#甚至并不明显高于具有较长库长和较缓比降的小浪底水库分析其原因#