入库泥沙缺测资料的研究.pdf

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1、入库泥沙缺测资料的研究邢贵海北京市京密引水管理处101400摘要：水库的使用寿命与泥沙的淤积问题紧密相关。泥沙资料是水利工程和水库运行的基本资料，水文资料是水利工程的基础数据，泥沙资料是水文资料的重要组成部分，工程安全依赖于它的可靠性和连续性，所以，泥沙问题同样是水库安全的主要参数。怀柔水库入库泥沙主要发生在20世纪六七十年代大洪水，在此时段内因多种原因怀九河10a停测，怀沙河13a停测，其中1967年大水、1972年特大洪水无泥沙资料记载，怀柔水库泥沙属不连续多年资料，本文直接利用实测洪水和现有泥沙资料，

2、采用三种方案进行数学统计计算，对不同的历史时期分段处理，插补计算流域内缺测泥沙总量为53.63万t，其中1972年特大洪水总入库泥沙11.1万t，截止2010年底3淤积总量172万m。关键词：水库泥沙插补分析1.基本资料的来源及记载概况1.1入库泥沙的主要来源入库泥沙资料主要来源于水文资料中洪水水文要素。在统计资料时主要摘录与泥沙有关的洪水部分。分析计算时只对悬移质泥沙进行处理，推移质输沙量因无实测资料考证，只能以估算的方法进行。本文根据怀柔水库水文资料，对怀柔水库缺测泥沙进行插补计算，在1988年插补方案

3、的基础上做了大量的分析和对比，舍弃了原方案的几种假设，直接利用实测洪水和泥沙，采用洪沙相关统计方法，对不同的历史时期按大洪水和一般洪水分段处理，最终获得插补成果，成为水库工程管理所必需的基本数据，为水库控制运用服务。2怀柔水库上游分为两条支流。南支怀九河控制流域面积332km，河道纵坡5.65‰。北支怀22沙河155km，纵坡6.00‰。两河断面以上总控制面积487km，占总面积90%以上。怀柔水库地处华北平原北部，所辖流域属燕山山脉南麓，为山区与平原的结合部迎风坡面，受东南暖湿气流影响，每年七八月份暴雨造

4、成洪水，大量泥沙汇入河流注入水库。特别是1978年以前的20a间，流域植被条件差，水土流失严重，每年的洪水总量较大，输沙量多。本流域属山溪性河流，洪水主要集中于6-9月份，无洪水发生时输沙量为零。1.2泥沙记载情况概述上游两支河流均具有50年水文资料（截止2007年），南支怀九河共有泥沙资料28年，缺测泥沙为10年。北支怀沙河共有泥沙资料26年，缺测泥沙为13年。统计参数见表1，表2，由于水文行业归属变更及其他多种因素，形成泥沙资料的不连续的多年资料，两站统计时段如下。1.2.1怀河北支怀沙河口头站五八年汛

5、前建站，同年六月始有水文及泥沙资料至五九年，六〇年以后至七二年共中断13年停测泥沙，七三年又观测泥沙项目至今，1999年后两支流均无洪水发生。1.2.2南支怀九河前辛庄站该站五九年建站后直至六四年设立观测泥沙到六七年，六八年至七二年中断该项目的观测，七三年又观测泥沙至今，前后共10年缺测。2.计算公式2.1总量计算公式12n∑Ws=Ws+Ws•‥•‥•‥•‥•‥•‥•+Ws(1)12n∑WH=WH+WH•‥•‥•‥•‥•‥•‥•+WH(2)式中∑Ws，∑WH分别代表输沙总量、洪水总量（多年）。12nWs……

6、Ws•…….Ws代表资料系列中某年的输沙量。12nWH……WH•……WH代表资料系列中某年的洪水总量。2.2单位含沙量计算公式QS：如上述按照分期计算洪水总量的单位含沙量，以实测年份的总输沙量和洪水总量计算得之，此值与缺测年份的洪水总量直接相关，其公式为3QS=∑Ws×1000/∑WH(kg/m)(3)式中：QS代表多年平均洪水单位含沙量。∑Ws，∑WH意义同前，1000为换算系数。2.3插补计算公式按历年的洪水总量的不同，以多年平均的单位含沙量，以缺测年份的洪水总量为计算参数，其计算公式为：iWs=QS×

7、∑WH×1/1000（万t）(4)式中字母意义同前，1/1000为单位换算系数。按公式（4）按缺测年份的洪水总量，或按缺测某年的洪量都能够得到相应的数值。对于本计算是以缺测的总洪水总量计算出的总输沙量。3.分析插补方案3.1方案一以现有泥沙资料采用多年平均分析方法根据上述，在南北两支的水文资料中，以洪水水文要素为依据，摘录与泥沙资料有关的洪水资料，统计表如表1，表2。结果表明，怀柔水库的泥沙资料属不连续的多年资料，从资料记载的时间分布中可见，在有资料的49年中，泥沙淤积分布是不均匀的，但反应在洪水总量上呈一

8、定规律。如表1，表2所示。3.1.1单站资料分析（1）南支前辛庄站31958～2000年一般洪水，实测输沙量是48.62万t，相应的洪水总量是26810万m，共2833年资料。缺测的10年中，洪水总量为18294万m。除1972年7月27大洪水1760m/s无泥沙资料记载单独计算，1979～1990年中，12年内实测输沙量为1.51万t，相应洪水总量为4696.2万3m，其中有7年未发生洪水。(2)北支口头站31