控制因素对冲刷耗水量的影响：运用技巧详解

从表1可看到，水库淤积晚期的几次冲刷，耗水量是比较大的。冲刷每立方米淤积物的耗水量（单位耗水量）最多达50m3，各冲次之间，上述指标的差异也很大。例如，有的冲次则为24.3m3，与最大者相差一倍。

有关分析研究表明，水槽子水库淤积物颗粒细，淤积物固结是导致水耗大的一个客观原因。然而，在空库冲刷过程中对水位、流量的控制也存在一些问题，只要加以改进，降低冲沙水耗的潜力还是很大的。

从实测资料中，可以看到过去实施的空库冲刷控制运用，存在以下几个方面的因素导致冲刷效率降低，使耗水量增大：

（一）坝前水位下降不彻底

坝前水位下降得不彻底，有的冲次坝前水位有壅水存在，未降低到自由泄流状态，且所有的冲次在冲刷过程中反复地抬高坝前水位。

在以往的冲刷中，中途抬高水位的部分原因是希望向滩地淤积物补充孔隙水，以促使两岸泥沙向主槽溜塌。如上所述，在水槽子水库的条件下，短时间的空库从淤泥滩排出孔隙水的数量是微小的。因此，反过来在真正需要往里充水时所需时间也不会很短。此外，利用充库（抬高水位）来促使两岸泥沙向主槽塌落，显然是对高程较高，已发生滑裂而未倒塌的块体状淤积物才有较大作用。文献［9］在这方面提供了一些经验，认为充库时水位要抬高到正常高水位，而且时间要长，甚至要到几昼夜才有效果，水槽子水库短时间的停电冲刷，显然不具备这种可能性。

前面在水槽子水库晚期淤积空库冲刷的特点中，已说明冲刷河段的平均比降i0，可视为是产生冲刷的最小比降。众所周知，在同一冲刷流量下，水流的比降较i0大得越多，则其冲刷能力也越强。(www.xing528.com)

如前所述，坝前水位如能下降到自由泄流的最低水位Zm，这时水流具有最大冲刷能力，其所形成的水面比降为；而水库实际的冲刷过程中的坝前水位如控制为Z，则其相应的水面比降为；这样可用空库系数来作为判别水流冲刷能力的利用程度的一个指标。

在表2中，列出了空库系数α的统计值，从中显示即使是冲刷效果较好的1980年和1981年的冲刷，其α值均不足0.5（而坝前不壅水，水流自由泄流敞泄冲刷时的α=1.0）。可见水库下泄水流的冲刷能力中有很大一部分因坝前水位控制得过高，而未得到充分利用。

（二）水位下降速度慢

从前面一文的图11～图13可以看到，1978年、1980年、1981年各年的冲刷，自水位开始下降到水位达到最低点都分别经历6～8h，这样，不但有一部分水量在高水位和低含沙量的情况下出库，而且实际上缩短了空库时间，减少了横向补给进入主槽的泥量。

（三）长时间施放大流量

前面提到，冲刷开始后，有8～12h的高强度冲刷时段，这一时段主要是刷深主槽。到一定时间之后，河床比降变缓，并逐渐遇到固结程度较高的老淤积物，纵剖面的变化大为减缓，泥沙更多地来源于软滩流泥和高滩岸坡的滑塌。显然，由于这些泥沙运动缓慢，单位时间内进入水流的数量较前阶段要少得多，不难想象，如果此时仍然施放同前阶段一样的大流量，必然造成水量的浪费。相反，为了节省耗水，此时应大幅度削减流量。因为软滩流泥或高滩滑坡，其推动力是淤泥的重力和孔隙水压力，这些力量的大小实际上已与河槽内的流量大小无直接关系，要加大上述推动力，只有进一步减小河槽内的水深，以增大岸坡的不稳定性和提高孔隙水压力。其简便易行的方法就是削减流量。此时削减流量将一举两得，既节省用水又有利于两岸泥沙进入主槽。在以往的冲刷中，一般都持续施放大流量，这是水耗大的另一重要原因。在上一文的图12中可以看到，1980年的冲刷，后期的几十小时内都是大流量和低含沙量，故单位水耗该次最大；另一次单位水耗大的1981年（上一文的图13），其过程也类似于前者。