南洋河水庫的泥沙淤積分布分析

□余 正 李 敏

南洋河水庫擬在張家口市懷安縣境內(nèi)建設(shè)，目前項目處于建議書階段。此文通過對南洋河水庫設(shè)計年限內(nèi)的泥沙淤積分布分析，為下一步預(yù)測規(guī)劃條件下水庫的水位、面積、庫容關(guān)系提供依據(jù)。以往小型水庫的泥沙淤積分布計算為簡化計算，一般按淤積量平鋪庫區(qū)考慮，但在多沙河道上這種方法的誤差較大，此次采用萬特號法進行泥沙分布分析。

1.工程概況

規(guī)劃南洋河水庫壩址位于懷安縣水閘屯村北南洋河峽谷河段，壩址以上流域面積2890km2，初步確定修建中型水庫，正常蓄水位823m。年懸移質(zhì)輸沙量239萬t,推懸比15%，多年平均輸沙量 211 萬 m3。

2.淤積年限及淤積量

具有意義的淤積年限不是水庫可淤庫容完全淤滿的時間，而是淤到某一庫容，水庫效益就急劇下降，水庫使用年限實際即結(jié)束。本次淤積年限為20年，根據(jù)水庫排沙建筑物的布置情況估算排沙比為50%，則水庫20年淤積量為 2110 萬 m3。

3.水庫淤積類型

表1 K值計算公式表

此次采用萬特號法分析規(guī)劃南洋河水庫的淤積型式。在雙對數(shù)紙上點繪水深與庫容關(guān)系線，計算關(guān)系線的斜率m值，根據(jù)m值確定水庫淤積曲線的類型：

萬特號曲線型Ⅰ—湖泊型水庫m＞3.5；

萬特號曲線型Ⅱ—山麓型水庫2.5＜m＜3.5；

萬特號曲線型Ⅲ—丘陵型水庫1.5＜m＜2.5；

萬特號曲線型Ⅳ—峽谷型水庫m＜1.5。

經(jīng)計算分析，規(guī)劃南洋河水庫m值基本上大于2.5而小于3.5，故本次將南洋河水庫歸類為萬特號曲線Ⅱ型，即山麓型水庫。

4.壩前淤積高程計算

4.1 淤積總深度

水庫淤積總深度H=正常蓄水位（823m）-現(xiàn)狀河底高程 （799.59m），即規(guī)劃南洋河水庫淤積總深度H為23.41m。

4.2 壩前淤積高程

點繪F～P0關(guān)系線，該線與Ⅱ型水庫的F～P0關(guān)系線交叉，交叉點的橫坐標(biāo)即為相對淤積深度 P0，P0乘以 H（23.41m）即為壩前淤積深度，加上現(xiàn)狀河底高程 （799.59m）即為壩前淤積高程，經(jīng)分析計算為810.85m。

5.水庫泥沙淤積分布

5.1 K值計算

K 值計算公式 K=A0/a0，式中：A0—壩前淤積面的面積（106m2）；a0—壩前淤積高程對應(yīng)的相對淤積面積，由壩前淤積相對深度P0查Ⅱ型水庫的P～a關(guān)系內(nèi)插得到。成果見表1。

5.2 淤積分布計算

水庫淤積分布計算見表2。

表中，①自高（正常蓄水位823m）到低（現(xiàn)狀河底Z0）；②③查現(xiàn)狀庫容曲線；④P=（Z-Z0）/H；⑤由P查表可得；⑥A=K×a；⑦△V=0.5×（A1+A2）×(Z2-Z1)；⑧自下向上累加；⑨淤積后面積=②-⑥；⑩淤積后庫容=③-⑧。

6.結(jié)語

以往小型水庫的泥沙淤積分布計算為簡化計算，一般按淤積量平鋪庫區(qū)考慮，如南洋河水庫也按此法計算，即20年淤積量2110萬m3平鋪庫區(qū)，則壩前淤積高程為817.5m，與本次計算的壩前淤積高程810.85m相差6.65m，差別較大。故對多沙河道上新建水庫進行泥沙淤積分布計算是必要的?！?/p>

表2 水庫淤積分布計算表