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水库长期使用的基本原理简析

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:排沙水位以下,成为一条输沙平衡的河道,当滩库容最终被泥沙淤满时,排沙水位以上至正常蓄水位之间的槽库容,即为长期保留的有效库容,从而达到水库部分有效库容供长期使用的目的。这种水库长期使用的调度方式,正是利用水库淤积的一般规律,将排走全部来沙与长期保留库容的矛盾加以统一,从而水库与河道的泥沙运动特性在同一水库交替出现。

水库长期使用的基本原理简析

水库建成运用后,不同程度地改变了河道原有的边界条件和水流条件,以及长期形成的河道冲淤相对平衡状态。由于库区水位抬高,水深加大,流速减缓,水流挟沙能力减小,含沙量处于超饱和状态,大量悬移质和推移质泥沙淤积于库区。通过淤积部位及淤积断面形态的调整,库区最终重新建立新的相对平衡,形成能将全年来沙排走的新河床,这是水库淤积的一般规律。例如大渡河的龚嘴水库,淤积达到平衡后的纵断面如图3-29示。宁夏清水河的张家湾水库,拦河大坝为土坝,未设底孔,水库蓄水运用至泥沙淤积达到相对平衡时,泥沙淤积库容相当于总库容的94%,其纵断面如图3-34示。辽宁柳河上1942年建成的闹德海水库为滞洪水库,中小水年有足够的泄流能力,可将淤积物冲走,1950年已基本达到淤积平衡,淤积库容仅为总库容的30%,其纵断面如图3-35示。因此,水库泥沙淤积过程中所建立新的平衡状态主要取决于以坝前水位为表征的水库调度运用方式,若水库按某一坝前水位全年基本不变的方式运用,则排走全部来沙与长期保留库容是矛盾的,水库大部分库容最终被泥沙淤废。

图3-34 张家湾水库的纵断面图

对于同一水库,若采用坝前水位可变的方式进行调度运用,例如在来沙较集中的汛期,选择一段排沙时间,降低坝前水位,泄洪排沙;排沙期过后,则抬高坝前水位蓄水运用。水库按这种调度方式持续运用,库区最终将以汛期坝前排沙水位为基准面,形成新的平衡河床,其平衡的纵坡降和稳定的横断面如图3-36所示。排沙水位以下,成为一条输沙平衡的河道,当滩库容最终被泥沙淤满时,排沙水位以上至正常蓄水位之间的槽库容,即为长期保留的有效库容,从而达到水库部分有效库容供长期使用的目的。这种水库长期使用的调度方式,正是利用水库淤积的一般规律,将排走全部来沙与长期保留库容的矛盾加以统一,从而水库与河道的泥沙运动特性在同一水库交替出现。

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图3-35 闹德海水库的纵断面图

图3-36 水库长期使用库区纵断面和横断面示意图

H1—正常蓄水位;H2—汛期排沙水位

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