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《水库拦沙为下游减淤的效率(拦淤比).pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
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
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