水库拦沙为下游减淤的效率(拦淤比).pdf

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1、第32卷第1期人民黄河Vo1．32．No．12010年1月YELLOWRIVERJan．，2010【综合】水库拦沙为下游减淤的效率(拦淤比)费祥俊，傅旭东(清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京100084)摘要：水库拦沙减淤效率是多沙河流水库用于拦沙、为下游减淤的评价指标之一，对于延长水库拦沙使用期限、优化水库运用方式有重要意义。提出了这一指标的量化关系式，分析了进、出库水沙搭配对水库拦沙减淤效率的影响，给出了黄河下游水库拦沙减淤效率的最高及最低值范围。为提高水库拦沙减淤效益、延长水库使用年限，水库在不同来水来沙

2、条件下，应合理拦沙，不宜单纯着眼于为下游减淤。关键词：黄河下游；水库拦沙；拦沙减淤效率；下游排沙比中图分类号：TV142；TV145文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—1379．2010．叭．001由于黄河下游河道淤积严重，因此水库拦沙作为下游减淤亿t，所以水库平均拦淤比为=(65．8—27．8)／52．5=0．724。的措施之一，早在20世纪就受到重视。直到现在，黄河千流水拦淤比与进库水沙条件及下游河道输沙特性有关。后库的兴建除防洪任务外，强调为下游减淤，实际上就是以水库者以河段排沙比来表示，则据文

3、献[2]，全下游河道(三门峡一的泥沙淤积，换取下游河道减淤。李保如⋯对小浪底水库的研利津)在沿程无引水及支流入汇时排沙比_利为究结果表明，为使下游河道减淤1亿t，水库需要拦沙1．59亿t，71：-0·108(-6。-)(2)说明为使下游减淤用水库拦沙的代价不低。虽然在有利的来水来沙年份，水库可以通过冲刷将淤积泥沙排出库外，以恢复下游下段(艾山一利津)排沙比-q-利为库容，即所谓“长期使用库容”，但是这种“长期使用库容”不仅叼·857(号)(3)其容积有限，而且还必须在河流挟沙能力有富余的河段才能存式(2)和式(3)中，(S／Q

4、)为下游进口在一定时段(如一次洪在。黄河下游河道原系堆积性河流，水流挟沙能力没有富余。“长期使用库容”的假定，能否适应于黄河干流水库，有待检验。水时段)内的平均含沙量S与流量Q之比。对全下游而言，三门峡水库建成运用已近50年，并没有形成“长期使用库容”，式(1)中及可分别用下式表示：库区淤积、潼关高程变化引发的矛盾和争论，尚未统⋯认识。=所以，黄河干流水库运用中的出库水沙控制，既要考虑有利于[1_。s(吾)(言)进t(4)下游减淤，更应关注减少库容淤损，延长水库使用寿命。如何r-[⋯．(”峙)(5)将水库的近期与长远效益统一起

5、来，是一项迫切需要研究的课式中：(S／Q)m为水库出口的平均含沙量SⅢ与流量Q【}j之比；题。笔者提出的“水库拦沙减淤效率”，将为黄河干流水库运用At为时段长。如进、出水库流量相同，Q=0I出=Q，则At时段提供一个评价指标，有助于优化水库调节运用。内水库淤积(拦沙)量为水库拦沙减淤效率(拦淤比)[(寺)一(f(6)水库拦沙减淤效率的定义：下游河道减淤量(即无水库时将式(4)、式(5)及式(6)代入式(1)，整理得水库为全下游减的下游淤积量与有水库时淤积量的差额，与水库运用方式有淤的拦淤比西为关)与水库拦沙量之比。如前述下游河

6、道减淤1亿t、水库需要，一㈩拦沙1．59亿t，则水库拦沙减淤效率为1／1．59=0．63。这样，水库拦淤比西计算公式为据式(7)可点绘±与(s／P)进和(s／P)m的关系，如图1所示。由图1及分析式(7)可见，(s／P)m越接近于(s／q)，拦咖=㈩淤比越接近最大拦淤比(b，且在(s／q)=(S／Q)fj时取最式中：和分别为相同水沙条件下无水库及有水库时下收稿日期：2009—06—10游的淤积量；为同期水库淤积量。以三门峡水库为例，作者简介：费祥俊(1930一)，男，浙江慈溪人，教授，博士生导师，主要研究方向1960-1977

7、年库区共淤积泥沙52．5亿t，下游共淤积泥沙27．8为高舍沙水流运动、泥石流运动及固体管道水力输沙等。亿t；如果没有三门峡水库拦沙，此段时间内下游淤积量应为65．8E—mail：xdfu@tsinghHa．edu．cn·1·人民黄河2010年第1期大值(bf值很少超出0．i0，最大值可表示为=一。．。s。s(軎)”㈣一o．ss(⋯(S(图1全与(s／q)和(S／Q)的关系图3咖-F＆与(s／p)．进和(s／q)的关系在水库全拦沙(S／Q)=0时，由式(1O)得下段拦淤比最2水库拦沙减淤效率的影响因素分析小值为，C、一n03．水

8、库拦沙减淤效率受来水来沙条件、水库运用方式及下游_F段1—0·857(’音J(12)进河道输沙特性等诸多因素的影响，根据式(8)及图1可以看出：比较图4与图2，可以看到，以下游下段为减淤目标，水库(1)如出库水沙搭配(S／Q)ll一定，进库(s／q)l井值愈小，拦沙减淤效率远