小浪底水庫降水沖刷試驗(yàn)研究

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1、第32卷第9期人民黃河Vo1．32．No．92010年9月YELLOWRIVERSep．，2010【水文·泥沙】小浪底水庫降水沖刷試驗(yàn)研究陳書奎，張俊華，馬懷寶，蔣思奇(黃河水利科學(xué)研究院，河南鄭州450003)摘要：基f-_v_C&~制沖刷庫水位為210m、水庫初始蓄水量3億m、降水沖刷時(shí)機(jī)在庫區(qū)淤積量約為32億m的初始地形條件下，分別選用歷時(shí)為16d及12d洪水過程進(jìn)行了兩個(gè)組次的小浪底水庫降水沖刷專題試驗(yàn)。研究結(jié)果表明：相機(jī)降水沖刷，-*fv；t在一定程度上恢復(fù)庫容，延長(zhǎng)水庫使用壽命。關(guān)鍵詞：小浪底水庫；模型試驗(yàn)；相機(jī)降水沖刷中圖分類號(hào)：TV697文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi

2、：10．3969／j．issn．1000．1379．2010．09．010小浪底水利樞紐是以防洪(包括防凌)、減淤為主，兼顧供約占總庫容的67．5％；距壩約30km庫段的庫容約占總庫容的水、灌溉、發(fā)電。除害興利、綜合利用的樞紐工程。水庫于199960．3％；／k里胡同以下4條較大支流(畛水、大峪河、石井河及年加月開始蓄水，至2006年汛后，庫區(qū)淤積泥沙21．58億m東洋河)庫容占支流總庫容的72％；距壩67km以上(庫段長(zhǎng)(斷面法計(jì)算結(jié)果)，已達(dá)到《小浪底水利樞紐攔沙初期運(yùn)用調(diào)占總庫長(zhǎng)的52％)庫容約占總庫容的6．8％?。度規(guī)程》確定的攔沙初期與攔沙后期的分界值(2l億～2

3、2億1．2模型概況m)。這就意味著小浪底水庫攔沙初期即將結(jié)束而步人攔沙后小浪底水庫模型平面上覆蓋了100％的干流及各支流大部期或兩者之間的過渡期。水庫運(yùn)用方式將由攔沙初期的“蓄水分庫段的全庫區(qū)模型。按平面比尺A=300、垂直比尺A^：60攔沙調(diào)水調(diào)沙”轉(zhuǎn)為“多年調(diào)節(jié)泥沙，相機(jī)降水沖刷”。“相機(jī)進(jìn)行縮尺，則模型長(zhǎng)約420m、高約2．5m。模型對(duì)樞紐泄水建降水沖刷”是指當(dāng)水庫運(yùn)用過程中遭遇較大洪水過程時(shí)，適當(dāng)筑物的模擬采用以復(fù)合變態(tài)而實(shí)現(xiàn)泄流能力相似的原則。將降低水庫運(yùn)用水位沖刷庫區(qū)淤積物，恢復(fù)部分庫容，以延長(zhǎng)水18個(gè)排沙洞進(jìn)口概化成6個(gè)，出口為3個(gè)洞；18個(gè)發(fā)電洞進(jìn)口庫攔沙壽

4、命。庫區(qū)淤積32億m(三角洲頂點(diǎn)到達(dá)壩前的淤積概化為6個(gè)，出ISl仍為6個(gè)洞；孔板洞及明流洞仍各保持3條。量)降水沖刷試驗(yàn)的初始河床是在2006年汛后實(shí)測(cè)地形基礎(chǔ)模型進(jìn)口供水加沙采用清、渾水兩套獨(dú)立的循環(huán)系統(tǒng)。上，利用設(shè)計(jì)的水沙過程自然淤積塑造而成，在此初始邊界條1．3水沙條件及試驗(yàn)組次件下進(jìn)行兩組不同洪水過程的降水沖刷試驗(yàn)，由此比較在相同工程控制沖刷庫水位為210m、水庫初始蓄水量為3億的初始地形條件下不同來水來沙的沖刷效果。降水沖刷專題m、降水沖刷時(shí)機(jī)在庫區(qū)淤積量約為32億m的初始地形條件研究采用模型試驗(yàn)與實(shí)測(cè)資料分析相結(jié)合的手段，研究降低庫下，分別選用歷時(shí)為16d(第

5、一組次)及12d(第二組次)洪水水位沖刷的時(shí)機(jī)、方式、水庫沖刷流量與持續(xù)沖刷歷時(shí)、降水沖過程(見表1)進(jìn)行降水沖刷專題試驗(yàn)。：刷效果等，以期為制定合理的后期防洪減淤運(yùn)用方式提供依據(jù)，同時(shí)為下游創(chuàng)造好的輸沙條件，獲得較大的減淤效益。2試驗(yàn)結(jié)果1試驗(yàn)概況2．1縱剖面變化降水沖刷試驗(yàn)過程中，水流沖刷的形式總體上可以分為溯1．1庫區(qū)概況源沖刷與沿程沖刷。在時(shí)空分布上，兩者或獨(dú)立存在，或同時(shí)小浪底水庫為峽谷型水庫，平面形態(tài)上窄下寬。上段自三進(jìn)行。溯源沖刷主要從壩前庫段開始，由最低侵蝕基點(diǎn)向上游門峽水文站至板澗河口，長(zhǎng)約62．4km，河谷底寬為200～400發(fā)展，其上溯速度主要取決于邊

6、界條件(包括斷面形態(tài)、淤積物m；下段自板澗河口至小浪底攔河壩，長(zhǎng)約61．59km，河谷底寬組成、侵蝕基準(zhǔn)面高程)及水沙條件(包括流量與含沙量及其過為200—14O0m，其中距壩25～29km的八里胡同庫段，河谷寬程)。溯源沖刷局部產(chǎn)生跌坎，跌坎以下形成水流湍急的窄深僅200~300m。庫區(qū)較大的支流有畛水、大峪河、石井河、東洋河、收稿日期：2010—07—12西陽河、毫清河等l5條，集中分布在距壩60余km的庫段內(nèi)。作者筒介：水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(200g01024)。小浪底水庫正常蓄水位為275m，原始總庫容約為126．5作者簡(jiǎn)介：陳書奎(1952一)，男，山東冠縣人

7、，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)楹恿鬈艃|rn3(1999年汛后)，長(zhǎng)期有效庫容為51億m。庫容分布特沙動(dòng)力學(xué)。點(diǎn)是：干流庫容約占總庫容的64．3％；高程230112以上的庫容E—mail：mhbl213@163．COrn·24·人民黃河2010年第9期河槽，灘面隨河槽的大幅度沖刷降低而滑塌，斷面形態(tài)發(fā)生劇面圖可以看出：第一組次試驗(yàn)洪水流量大、歷時(shí)長(zhǎng)、水流含沙量烈變化。沿程沖刷自上而下發(fā)展，沖刷范圍一般儀限于河槽，小，有利于庫區(qū)沖刷。溯源沖刷發(fā)展至HH37斷面附近，雖然在發(fā)生漫灘的庫段會(huì)發(fā)生淤灘刷槽現(xiàn)象，含沙量調(diào)整幅度比溯在