水库排沙洞的利用及其排沙效率

排沙洞的功能有三：

（1）空库明流冲刷，可大量恢复库容。

（2）水库壅水时用作底孔排沙，可延缓回淤速度。

（3）形成冲刷漏斗，保持电站进口“门前清”，当坝前深槽被回淤满之后，仍可使电站进水口高于冲刷坑底部，起到一定的防沙作用。

以上运用方式的相互结合，能提高水库排沙效率。为叙述方便，下面先从第（3）种功能说起。

（一）洞前冲刷坑

在空库冲刷之后，在蓄水发电过程中，冲刷形成的深槽必然会遭到不断回淤，当坝前淤积面达到与电站进口（2094m）齐平时，对电站引水防沙十分不利。但电站枢纽具有排沙洞后，在不影响发电的情况下，排沙洞作不定期开启运用，即可在洞前形成并维持有一个漏斗状深坑。参考已有资料［14］，冲刷坑顺水流方向的边坡约为1∶6，侧向边坡为1∶4左右，假定冲刷坑底部高程为2075m，则在高程2094m上，冲刷坑长度为180m，漏斗体积可达5万～6万m3。发电水流经过这一漏斗，至少可避免粗沙进入机组。若有泥沙以异重流方式来到坝前时，水库采取排异重流的运用方式，还有可能使机组少进沙，当然，此时排沙效率要差一些。(www.xing528.com)

（二）壅水排沙——排浓缩浑水

排沙洞在汛期壅水发电条件下，可考虑用排浓缩浑水的方法，达到节省用水的目的。

由于水槽子水库悬沙颗粒组成很细，水库短，坡度陡，主槽窄深，这些条件均有利于异重流的形成和向坝前运动。入库水流的含沙量每1m3具有几公斤的浓度时，都可形成异重流。图6中早期（1965年前）坝前的淤积形态就是明显的异重流浑水水库的水平淤积所致。异重流到达坝前后，可结合弃水用排沙洞泄水排沙，这种方式的排沙比很高；如果不允许弃水时，也可先不开排沙洞排沙，待浑水有一定浓缩后再排。冯家山水库曾用此法，获得以9.5～12.1m3的水排1m3沙的较高排沙效率，排沙比（出库沙量与入库沙量之比）可达43%～68%［15］。

（三）分期恢复库容与泥沙多年调节

增设排沙底洞后，首次进行的容库冲刷如延续时间过长，生产上可能有较大困难，建议冲刷分期进行。第一期可考虑冲刷4d（流量50m3/s，下同），按图22（b）可获得总库容200万m3，其中高程2094m以下约80万m3（假定排沙洞高程在2075m以下）。然后转入正常运用。如上所述，在洪水期结合弃水排异垂流与排浓缩浑水，假定可排走悬沙来量的50%，而总量中又约有25%以三角洲形式淤在较高的高程上，余下每年约有12.5万～15万t的泥沙淤在高程2094m（电站进水口）以下的库底。按新淤积物干容量为0.64t/m3计，则第一期高程2094m以下的冲刷库容，可供淤积3～4年。因此，可考虑经过2～3个汛期之后再举行第二期冲刷，时间可定为4～5d。第二期冲刷首先冲走60万～70万t的新淤泥沙，估计在一天之内就可以完成。然后继续冲老淤积物，按图22（c）可得到总库容达250万m3，高程2094m以下约有100万m3。如上述，可过3～4个汛期之后再进行第三期冲刷，为期5d左右，可望达到图22（d）所示的库容，即总库容达290万m3，高程2094m以下约有120万m3。利用所恢复的库容，加上汛期排沙，就可以隔每4～5年才再来一次空库冲刷，若只限于清除新淤，则冲刷时间为2～3天。实现了对区间来沙的多年调节。