穩(wěn)定潼關(guān)高程的三門(mén)峽水庫(kù)運(yùn)用方式研究

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1、穩(wěn)定潼關(guān)高程的三門(mén)峽水庫(kù)運(yùn)用控制水位方案研究馮普林曹如軒2,鄧賢世石長(zhǎng)偉打楊武學(xué)馬雪妍1（1.陜西省三門(mén)峽庫(kù)區(qū)管理局，西安710016:2.西安理工大學(xué)，西安710048：3.陜西省水利廳，術(shù)安710004）摘要：本文從穩(wěn)定降低潼關(guān)高程的要求出發(fā)，分析了三門(mén)峽水庫(kù)1974年以來(lái)運(yùn)用存在的問(wèn)題，結(jié)合“蓄清排渾”運(yùn)用的必要條件論證了潼關(guān)以下庫(kù)區(qū)河道的富余挾沙能力狀況，根據(jù)平衡排沙的要求論證了汛期敞泄運(yùn)用的必要性，從九十年代以來(lái)保持年內(nèi)沖淤平衡的位置出發(fā)論證了非汛期運(yùn)用控制水位的取值及其淤積影響，提出了適宜的水庫(kù)運(yùn)用控制

2、水位方案建議。在方案論證過(guò)程中也考慮了非汛期盡可能發(fā)揮一定發(fā)電效益的因素。關(guān)鍵詞：潼關(guān)高程；蓄清排渾；平衡排沙；控制水位方案；三門(mén)峽水庫(kù)三門(mén)峽水庫(kù)是我國(guó)在黃河上興建的笫一座大型水利樞紐工程。自I960年9刀蓄水運(yùn)用以來(lái)，在黃河下游防洪、防凌、供水等方面發(fā)揮了顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，但也引起了潼關(guān)高程抬升、庫(kù)區(qū)泥沙淤積發(fā)展等一系列問(wèn)題，直接威脅到關(guān)中東部和西安的安全。九十年代初期以來(lái)，潼關(guān)高程較建庫(kù)前抬升5m,—直維持在328m以上，使得潼關(guān)以上庫(kù)區(qū)黃、渭、洛河河床抬升，堤防臨背差普遍達(dá)2.0?4.4m,庫(kù)區(qū)防洪形勢(shì)及

3、生態(tài)環(huán)境惡化趨勢(shì)I?分嚴(yán)峻。為緩解潼關(guān)以上庫(kù)區(qū)嚴(yán)峻的防洪形勢(shì)，必須降低并保持穩(wěn)定的潼關(guān)高程。圍繞潼關(guān)高程抬升問(wèn)題的大量研究表明，水庫(kù)運(yùn)用不當(dāng)和來(lái)水來(lái)沙條件變化是潼關(guān)高程居高不下的兩個(gè)主要影響因索，水庫(kù)運(yùn)用方式不適應(yīng)來(lái)水來(lái)沙條件變化、無(wú)法實(shí)現(xiàn)水庫(kù)運(yùn)用年度的沖淤平衡是這一問(wèn)題的實(shí)質(zhì)；降低三門(mén)峽水庫(kù)運(yùn)用水位成為穩(wěn)定潼關(guān)高程的首要和必然的選擇。無(wú)論何種水平的潼關(guān)高程，實(shí)現(xiàn)水庫(kù)運(yùn)用年度的沖淤平衡是穩(wěn)定的前捉條件。因此,實(shí)現(xiàn)潼關(guān)以下庫(kù)區(qū)水庫(kù)運(yùn)用年度的泥沙沖淤平衡就成為制訂三門(mén)峽水庫(kù)運(yùn)用控制水位方案的主要依據(jù)。11974年以來(lái)水

4、庫(kù)運(yùn)用存在的主要問(wèn)題三門(mén)峽水庫(kù)1973年11月開(kāi)始按“蓄清排渾”原則進(jìn)行全年控制運(yùn)用，并開(kāi)始非汛期發(fā)電；1981年后非汛期除承擔(dān)防凌蓄水任務(wù)外，還增加了防凌提前蓄水和春灌蓄水；1989年汛期水庫(kù)開(kāi)始渾水發(fā)電試驗(yàn)，在小流量平水期蓄水發(fā)電。在此期間，潼關(guān)高程有升有降,但以抬升為主要趨勢(shì)。曲于二期改建期間庫(kù)區(qū)溯源沖刷作用的影響，加之1975年水量偏豐,1975年汛后潼關(guān)高程下降到326.04m。此后10年間,潼關(guān)高程先升后降,到1985年汛后為326.64mo1986年以后又呈抬升趨勢(shì)，九十年代初以來(lái)一直維持在328ni

5、以上，2002年汛后為32&77m。1.1非汛期蓄水位高，潼關(guān)以下河段累積淤積量不斷增加1974年以來(lái)，水庫(kù)非汛期平均蓄水位316.26m,最高蓄水位325.99m（1977年3月1口）,平均超310m水位213天，超315m水位143天，超320m水位72天，超32加水位40天。由于非汛期蓄水位高，潼關(guān)高程非汛期年平均抬升0.2?0?5ni。1974年以來(lái)潼關(guān)以下河段累積淤積量變化見(jiàn)表1?？梢钥闯?，蓄清排渾運(yùn)用以來(lái)，潼關(guān)以下庫(kù)區(qū)淤積量仍不斷增加，累積淤積量已達(dá)2.5117億代，其屮黃淤26?41斷面累積淤積量0.

6、7003億譏1991年汛后主要淤積在黃淤26?41斷面之間，占該時(shí)期的106.9%。非汛期連續(xù)三個(gè)斷面間的最大淤積體（淤積重心）與非汛期平均運(yùn)用水位關(guān)系見(jiàn)圖1。作者簡(jiǎn)介：馮普林（1966-）,男，陜西戶縣人，高級(jí)工程師，中國(guó)水科院“西部之光”訪問(wèn)學(xué)者，主要從事水文泥沙及河道分析研究工作。可以看出，非汛期平均運(yùn)用水位愈高，其淤積重心部位愈偏上，反Z則淤積重心部位偏下。500050O00?O50■O表1黃河潼關(guān)以下淤積體分布表單位:ioV甘段河段蓄清排渾運(yùn)用期1973.10?1991.101991.10?2001.10

7、1973.10?2001.10黃淤26?410.30660.39370.7003壩址?黃淤412.14330.36842.5117??■???;-???????????黃淤前面號(hào)414039383736353433323130292827262524222120191817151412118642111111111111111111111非汛期平均運(yùn)用水位m)/IV9876541111J1U333333120110100908070605040302010距壩里程(km)圖1非汛期淤積重心與運(yùn)用水位關(guān)系圖-1.00

8、-1.00-0.75-0.50-0.250.000.250.500.751.00圖2蓄清排渾運(yùn)用以來(lái)黃淤26?41沖淤體與潼關(guān)高程升降值關(guān)系圖圖2為潼關(guān)以下無(wú)富余挾沙能力河段累積淤積量與潼關(guān)高程變化關(guān)系。說(shuō)明控制該河段累積淤積量的變化對(duì)潼關(guān)高程具有重要作用。1?2汛期運(yùn)用水位偏高，洪水的沖刷能力受到限制1974年以來(lái)，水庫(kù)汛期平均運(yùn)用水位介于300?305m