烏江渡水電站庫(kù)區(qū)泥沙監(jiān)測(cè)資料分析

摘 要：烏江渡發(fā)電廠根據(jù)大壩及庫(kù)區(qū)安全運(yùn)行需要，開(kāi)展烏江渡庫(kù)區(qū)泥沙原型觀測(cè)及庫(kù)容復(fù)核，通過(guò)實(shí)測(cè)資料驗(yàn)證庫(kù)區(qū)泥沙淤積情況，并指導(dǎo)電站的合理運(yùn)行，綜合考慮洪水調(diào)度、電力調(diào)度、泥沙調(diào)度，為水電站正常運(yùn)行提供技術(shù)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：泥沙淤積；GPS；RTK；退耕還林；總庫(kù)容

1 工程概況

烏江渡水庫(kù)位于烏江中游，為狹長(zhǎng)河道型水庫(kù)。正常蓄水位？犖760.00m，死水位？犖720.00m，設(shè)計(jì)洪水位？犖760.30m，校核洪水位？犖762.80m。正常蓄水位時(shí)，水庫(kù)面積48km2，主河道回水長(zhǎng)度76km，總庫(kù)容23.0億m3，有效庫(kù)容13.5億m3，多年平均徑流量158億m3，多年平均流量502m3/s，設(shè)計(jì)單庫(kù)運(yùn)行為不完全年調(diào)節(jié)水庫(kù)。

2 庫(kù)容復(fù)核目的及意義

烏江渡水電站自1979年下閘蓄水以來(lái)，壩前泥沙淤積較快，至1989年根據(jù)實(shí)測(cè)泥沙淤積方量計(jì)算，水庫(kù)泥沙淤積方量達(dá)2.04～2.10億m3，壩前泥沙淤積已達(dá)？犖659.70m，已經(jīng)達(dá)到水庫(kù)泥沙設(shè)計(jì)50年的淤積狀況，并給烏江渡水電站運(yùn)行帶來(lái)了一些影響，最終導(dǎo)致分別設(shè)在？犖645m、？犖655m、？犖665m的三個(gè)工業(yè)取水口徹底報(bào)廢。烏江渡水庫(kù)從1979年至1985年期間水庫(kù)泥沙淤積發(fā)展較快，但從1986年以后有所減緩，特別是隨著上有東風(fēng)水庫(kù)的建成以及后來(lái)上游梯級(jí)水庫(kù)逐步形成，烏江渡水庫(kù)的泥沙淤積得到了進(jìn)一步的緩解，至2012年實(shí)測(cè)壩前泥沙淤積？犖660.46m。為了充分的發(fā)揮梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度的優(yōu)勢(shì)，最大限度的發(fā)揮水庫(kù)梯級(jí)調(diào)度的防洪功能以及經(jīng)濟(jì)效益，開(kāi)展水庫(kù)庫(kù)容復(fù)核工作非常有工程實(shí)踐意義。

3 水庫(kù)泥沙淤積發(fā)展特征

烏江渡水庫(kù)自蓄水幾年后，壩前泥沙淤積發(fā)展較快，排沙設(shè)施效果不理想，入庫(kù)泥沙絕大多數(shù)落淤在庫(kù)內(nèi)。截至1989年底壩前淤積已達(dá)？犖659.70m，已經(jīng)達(dá)到原設(shè)計(jì)運(yùn)用50年后壩前淤積？犖660m，直接影響了大壩三層取水口（？犖645m、？犖655m、？犖665m）的運(yùn)行使用。1995年底壩前淤積高程為661m，1998年12月實(shí)測(cè)壩前淤積最高達(dá)？犖663.11m，已超過(guò)50年后設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)3.11m。2000年底，實(shí)測(cè)壩前淤積高程為662.23m，較1998年淤高下降近1m，2005年烏江渡庫(kù)區(qū)泥沙的淤積形態(tài)與往年相比未見(jiàn)改變，沖淤平衡自2000年起推進(jìn)至海馬孔后已維持至今。在梯級(jí)流域開(kāi)發(fā)以后，上游水電站相繼建成，庫(kù)區(qū)岸邊實(shí)施退耕還林后，庫(kù)區(qū)泥沙淤積明顯放緩，趨于穩(wěn)定平衡狀態(tài)。

4 水庫(kù)泥沙淤積初步分析

為全面反映烏江渡庫(kù)區(qū)泥沙淤積情況，烏江電廠于2012年9月20日至2012年11月17日對(duì)烏江渡庫(kù)區(qū)進(jìn)行了一次泥沙淤積斷面測(cè)量。

4.1 縱剖面形態(tài)

根據(jù)水庫(kù)縱剖面呈帶狀淤積的特點(diǎn)，整個(gè)水庫(kù)劃分為：水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)段、常年回水區(qū)行水段和常年回水區(qū)靜水段。

4.1.1 變動(dòng)回水區(qū)段

從六廣至海馬孔，該段全長(zhǎng)23.339km。具有水庫(kù)與天然河道雙重屬性，在庫(kù)水位較高時(shí)較粗泥沙在該段開(kāi)始淤積，當(dāng)庫(kù)水位下降后回水末端向下游移動(dòng)，原來(lái)高水位淤積泥沙被沖到下游淤積；庫(kù)水降低至一定程度時(shí)，變成天然河道，河床發(fā)生沖刷，形成一定寬度和深度的主槽，該段泥沙淤積層厚10～30m。近幾年由于上游洪家渡、東風(fēng)電站、索風(fēng)營(yíng)電站的相繼下閘蓄水，2012年11月測(cè)量時(shí)，庫(kù)水位在？犖750.00米左右。六廣至海馬孔段已成天然河道。2012年實(shí)測(cè)從六廣至海馬孔段距離全長(zhǎng)約23.34km，泥沙淤積高程和往年測(cè)值相比，趨于穩(wěn)定狀態(tài)。由于水庫(kù)回水末端河床狹窄，入庫(kù)泥沙粒徑小，庫(kù)水位變幅較大，低水位時(shí)末端呈天然河道，淤積泥沙易被沖走。因此，該運(yùn)行條件下不可能發(fā)生末端泥沙淤積上延，對(duì)上游索風(fēng)營(yíng)電站尾水位也不會(huì)產(chǎn)生影響。

4.1.2 常年回水區(qū)行水段

從海馬孔至巖腳寨，該段全長(zhǎng)21.44km，主要是懸移質(zhì)淤積，淤積范圍較長(zhǎng)，水深在10～80m間變化，主要是異重流沿程落淤及水庫(kù)末端泥沙沖刷下移淤積而成，淤積厚度20～40m。該段實(shí)測(cè)的淤積均有不同程度的下降，2005年淤積高程比2000年分別降低0.63～3.45米。該段縱剖面比降2.39‰，較天然河床1.99‰的比降陡。

4.1.3 常年回水區(qū)靜水段

從巖腳寨至壩前，該段全長(zhǎng)22.869km，常年水深在65～100m之間，是大壩工程開(kāi)挖導(dǎo)流洞時(shí)上游圍堰的回水段，淤積物主要是懸移質(zhì)泥沙中的極細(xì)沙，主要是異重流和靜水沉降而形成。該段淤積厚度在30～50m，呈帶狀沿程淤積形態(tài)。從實(shí)測(cè)情況來(lái)看，可將該段劃分為四段，即：巖腳寨至息烽河口庫(kù)段、息烽河口至壩前#3斷面庫(kù)段、壩前#3斷面至近壩前#1斷面庫(kù)段及壩前#1斷面至大壩庫(kù)段。

（1）巖腳寨至息烽河口庫(kù)段，該段全長(zhǎng)約14.913km，歷年淤積出現(xiàn)交替變化，與2005年相比，除梯子巖、大塘外，均出現(xiàn)平緩淤積抬高，其中巖腳寨淤高2.81m，長(zhǎng)崗淤高2.83m，尹家壩淤高2.86m，漩塘淤高1.76m，表明異重流所挾帶的泥沙大多數(shù)在此段落淤，也說(shuō)明水庫(kù)的異重流大多數(shù)潛入此段后消失。

（2）息烽河口至壩前#3斷面庫(kù)段，該段長(zhǎng)約7.719km，該段2012年實(shí)測(cè)淤積高程比2005年增加2m左右，但和2005年以前往年測(cè)值相比相差較小，趨于穩(wěn)定，表明該段泥沙在2000年上游實(shí)施退耕還林政策以后，植被較好，說(shuō)明息烽河、金沙河的入庫(kù)水含沙量較小，已基本無(wú)泥沙淤積到河里。

（3）壩前#3斷面至近壩前#1斷面庫(kù)段，該段長(zhǎng)約0.222km，實(shí)測(cè)該段淤高出現(xiàn)在近壩前#1斷面，最深點(diǎn)高程為660.70m，比2005年最深點(diǎn)高程淤高2.08m，比2000年的最深點(diǎn)抬高4.87m，但和1995年最深點(diǎn)高程一樣，2012年來(lái)水較好，受水庫(kù)泄洪影響，泥沙向壩前推進(jìn)，導(dǎo)致淤積抬高。

（4）壩前#1斷面至大壩庫(kù)段，該段長(zhǎng)約0.015km，2012年實(shí)測(cè)斷面最深點(diǎn)淤積高程為660.46m，比2005年最深點(diǎn)高程為658.72m抬高1.74m，比2000年最深點(diǎn)高程662.23降低1.77m，壩前淤沙高程呈現(xiàn)交替變化，主要受泄洪影響。

4.2 橫斷面淤積形態(tài)

由往年所測(cè)橫斷面淤積形態(tài)表明，水庫(kù)泥沙主要集中在主河槽內(nèi)平行淤積，邊壁落淤很少。一些寬闊斷面如周家堰、野紀(jì)河口、漩塘等有灘地淤積現(xiàn)象，表現(xiàn)基本上也是與其主河槽一致平行淤積。2012年實(shí)測(cè)橫斷面淤積高程，大部分?jǐn)嗝姹?005年實(shí)測(cè)斷面淤積高程抬高，但與2000年實(shí)測(cè)斷面淤積高程相比，大部分有所降低。在方家壩至代家灣庫(kù)段，主河槽出現(xiàn)的深切現(xiàn)象主要是在低水位運(yùn)行情況下、索風(fēng)營(yíng)電站建成后發(fā)電、棄水對(duì)該段的沖刷所致。

5 庫(kù)區(qū)泥沙監(jiān)測(cè)成果分析

自1979年11月下閘蓄水至2012年11月測(cè)量時(shí)，烏江渡水庫(kù)庫(kù)容淤積為1.868億m3，占設(shè)計(jì)總庫(kù)容的8.12%。從往年泥沙實(shí)測(cè)資料表明：

（1）上游洪家渡、東風(fēng)水電站、索風(fēng)營(yíng)電站水庫(kù)相繼建成，以及庫(kù)區(qū)實(shí)施“退耕還林、還草”的政策，對(duì)泥沙起到了很好的攔蓄作用，使上游來(lái)水含沙量大大減少，水庫(kù)的泥沙淤積速度大大減緩、泥沙淤積量大大減少。

（2）由于水庫(kù)變動(dòng)回水區(qū)段庫(kù)水位變幅較大，低水位時(shí)末端呈天然河道，淤積泥沙易被沖走。因此，該運(yùn)行條件下不可能發(fā)生末端泥沙淤積上延，對(duì)上游索風(fēng)營(yíng)電站尾水位不會(huì)產(chǎn)生影響。

（3）根據(jù)2012年及往年實(shí)測(cè)資料分析，2012年所測(cè)泥沙淤積與1989年相比，1989年占設(shè)計(jì)總庫(kù)容的9%左右，2012年占設(shè)計(jì)總庫(kù)容的8.12%。從泥沙淤積量減少的結(jié)果來(lái)看，主要是由于1989年與2012年兩次測(cè)量采用的方法、測(cè)量精度以及測(cè)量時(shí)候的環(huán)境有所不同，但也可以說(shuō)明自1989年以來(lái)烏江渡水庫(kù)的泥沙淤積形勢(shì)得到了較大的改善，泥沙淤積對(duì)烏江渡水庫(kù)的有效庫(kù)容指數(shù)沒(méi)有產(chǎn)生任何影響。

由此推測(cè)烏江水庫(kù)的最終淤積平衡將比原設(shè)計(jì)年限大大延長(zhǎng)，對(duì)烏江渡水庫(kù)的運(yùn)行極為有利。

作者簡(jiǎn)介：華朝鋒（1985-），男，貴州甕安，助理工程師，主要從事水電站大壩安全監(jiān)測(cè)、維護(hù)工作。