小浪底水库的泥沙问题.docx

小浪底水库的泥沙问题摘要：通过分析小浪底水库泥沙观测手段及观测成果结合水库这几年的调度运用情况文中就水库泥沙淤积的观测方法、泥沙淤积层的确定、排沙洞运用、淤积量比较以及泥沙淤积形态共5个方面的问题进行了分析和探讨关键词：泥沙泥沙淤积层泥浆层小浪底水库1前言黄河是一条举世瞩目的多沙河流小浪底水库承接来自黄河三门峡及小浪底库区的全部来沙量泥沙淤积将是水库运用面临的突出问题之一。加强对水库水文泥沙测验及泥沙调度运用控制库区泥沙冲淤变化关系到小浪底水库的使用寿命及社会与经济效益发挥因此小浪底水库的泥沙问题备受国内外水利专家的关注。小浪底库区泥沙淤积测验常设断面174个其中干流布设56个左岸21条支流布设65个右岸19条支流布设53个。根据设计要求干流上的断面在高程275m以上左、右岸埋设端点桩、控制桩各1个在高程250m以下各埋设地形桩1个；支流上部分较窄断面左、右岸埋设端点桩、控制桩各1个而地形桩则视具体情况酌情埋设同时为找桩定线的方便在端点桩附近加埋了指示桩。小浪底水库蓄水至275m时形成东西长130km南北宽300～3000m的狭长水域断面法实测总库容为126.5亿m3其中支流库容占总库容的41.1%。通过近几年的泥沙淤积观测结合枢纽近几年来的调度运用情况这里对小浪底水库的泥沙问题进行了初步的分析与探讨。2水库泥沙运用的设计原则按小浪底水库泥沙运用的设计思想小浪底水库泥沙运用应遵循的主要原则是：（1）拦粗排细且初期以拦沙运用为主。（2）采用蓄清排浑运用方式利用水库75.5亿m3的拦沙库容和10.5亿m3的调水调沙库容在50年运用期内相当于约25年内下游河床不再抬升。3蓄水四年来水库泥沙冲淤情况通过对下闸蓄水4年来水库泥沙淤积观测资料的整编我们得到：（1）蓄水后第一年即2000年水库入库沙量3.61亿t出库沙量0.042亿t排沙比仅为1.2%。（2）蓄水后第二年即2001年水库入库沙量2.94亿t出库沙量0.29亿t排沙比为9.9%。（3）蓄水后第三年即2002年水库入库沙量2.71亿t出库沙量0.634亿t排沙比为23.4%。（4）蓄水后第四年即2003年水库入库沙量7.10亿t出库沙量1.07亿t排沙比为15.1%。在泥沙淤积形态方面从2003年12月的观测结果看回水末端的淤积三角洲其顶点位置大约在距坝74.5km处较汛前的顶点上延了26.8km其顶点高程为244.9m。洲面段在距坝74.5km~113.1km之间前坡段延伸到距坝49.6km形成了一个长达63.5km的淤积三角洲。洲面段和前坡段的比降分别为0.28‰和1.43‰。通过计算该三角洲泥沙淤积量为3.23亿m3占2003年水库干流淤积量的93.3%。在淤积泥沙的颗粒组成上测验范围内淤积泥沙的粒径普遍较细d50一般在0.004~0.016m之间属于粉沙类。2003年汛后观测结果显示在距坝40.9km以下淤积泥沙其d50在0.004~0.008mm之间属极细的粉沙类。4有关问题分析4.1观测手段的变革传统的水库泥沙淤积观测特别是大型水库泥沙淤积观测一般均采用断面法进行其根本原因在于观测仪器一个周期只能采集一个水深数据。如采用地形法观测费时费力且观测成本较高。2003年小浪底建管局引进了具有世界先进水平的条带测深仪使库区淤积观测从传统的断面法观测转变为地形法观测在提高测验精度、降低劳动强度的同时又使库区水下地形实现了可视化演示为实现水库数字化管理奠定了基础。该成果受到水利部有关领导的重视并在长江提防工程水下部分复测中引进应用效果良好。条带测深仪的引进一方面降低了库区泥沙淤积观测的成本经对比测算每年按2个测次计算每年可节省测验费用在80万元左右。另一方面条带测深仪的引进使大型水库水下采用地形法测量变为可能这将带来水库泥沙淤积观测的一场变革其意义及影响将是深远的。4.2泥沙淤积层的确定在清水状态下水库库底泥沙淤积层的观测一般容易实现但在异重流形成浑水水库后利用声波测深仪一般会测出两个界面即清浑水界面与泥浆层界面而库底泥沙淤积层面却无法测出。在这种情况下泥沙淤积层的观测是困扰水库泥沙观测人员的一道难题。在有些时候为了准确测出泥沙淤积层的深度观测人员不得不冒险将重达150kg的铅鱼下放到库底以便弄清泥沙淤积层的位置。通过这几年对小浪底浑水水库的观测笔者发现泥沙淤积层与泥浆层之间存在如下关系：Hy=Hn-k式中：Hy为库底泥沙淤积层高度；Hn为浑水层内泥浆层高度；k为经验系数。