水庫調度運行方式對水庫泥沙淤積的影響

(遼寧省朝陽市閻王鼻子水庫工程建設管理局， 遼寧 朝陽 122000)

水庫調度運行方式對水庫泥沙淤積的影響

李巍

(遼寧省朝陽市閻王鼻子水庫工程建設管理局， 遼寧 朝陽 122000)

對于水庫而言，泥沙淤積情況的存在，一方面會影響水庫自身的正常運行，使其難以充分發(fā)揮作用，甚至影響水庫的使用周期，另一方面還會對下游河床造成一定沖刷。因此在水庫建設過程中，泥沙淤泥是必須應當考慮和研究的問題之一。通常情況下，水庫可以采取多種方式來進行清淤工作，如：水庫泥沙調度等，而為了更加全面地了解和認識水庫調度運行方式對泥沙淤泥的影響，本文將結合工作經驗，對此進行詳細說明，以供今后參考使用。

水庫調度；運行方式；泥沙淤泥；影響

一般情況下，水庫的作用主要是平衡水資源的分布，同時也可以在一定程度上降低洪澇災害等所造成的損失，為部分地區(qū)的水資源系統(tǒng)開發(fā)提供基礎，但是泥沙淤泥問題的出現極大影響了水庫興利效益的充分發(fā)揮。如：建設在多沙河流上的水庫，泥沙淤泥的速度比較快，且隨著泥沙淤積量的增加，對水庫的影響作用也會越來越大，降低了水庫的使用壽命，甚至使水庫完全喪失功能，因此這些年，國家加大了對水庫泥沙淤泥問題的研究和投入力度，以切實提高水庫功能發(fā)揮，實現興利效益的根本目的。

1 研究情況分析

通過一定的研究和分析發(fā)現，水庫調度運行方式的選擇與水庫淤積之間存在十分密切的關系，因此這些年，中國相關部門和研究學者都加大了對兩者關系的研究力度。一般情況下，水庫運用方式不同，其水庫淤泥的調度方式也存在一定差異。例如，作為一種輔助處理水庫淤積手段——泄空沖刷，在水庫運用過程中經常使用，但是其在使用過程中與水庫淤積上延問題之間有著一定的聯系，且水庫淤積上延問題發(fā)生的比較頻繁。事實上，隨著時間推移，泥沙的淤積形態(tài)也發(fā)生著一定變化，它是水庫泥沙運動結果的一種外在表現。另外水庫來水來沙、壩前水位情況以及水庫地形條件等因素對泥沙運動形態(tài)有一定的影響，同時也間接決定水庫淤積的形態(tài)，因此不同形態(tài)的淤積又會反作用于水庫的泥沙和水庫泥沙淤積的變化情況。從淤積形態(tài)方面分析，可以將水庫淤積縱向形態(tài)分為三角洲淤積、錐體淤積以及帶狀淤積等三種，其剖面形態(tài)圖如下圖所示。

水庫淤泥三種形態(tài)示意圖

因此從以上分析可知水庫淤積上延現象的發(fā)生也可能是由水庫運行方式所導致的，同時水庫泄流排沙設備以及規(guī)模等都會加重水庫淤積上延現象，故而如果要想將水庫淤積上延問題控制在可控范圍之內，就必須使用合適的排沙泄流設備，同時也應當選用合理的水庫調度方式。從本質上分析，水庫淤積是由上游來水來沙、壩前水位變化以及河床邊界等綜合作用形成的，而這其中，人可以對水庫堤壩前的水位情況進行控制，因此從這方面可以看出，水庫淤積問題是可控的。

2 水庫泥沙調動對水庫淤積控制的要點分析

通過以上分析可知水庫淤積問題是可以依靠人為的力量來進行改變的，因此必須加大對淤積發(fā)展情況的分析和研究，尤其是應當加大對水庫調度方式與水庫淤積關系的研究力度。每個水庫的規(guī)模是不同的，且其河流泥沙也是不均勻分布存在的，在《水電水利工程泥沙設計規(guī)范》(以下簡稱《規(guī)范》)中將樞紐工程分為了兩類，即嚴重和不嚴重。一旦水路泥沙問題比較嚴重，必須及時有效地采取水庫泥沙調度，同時對泥沙量變化情況進行嚴格的監(jiān)督，必要條件下還應當使用排沙防沙設備?！兑?guī)范》中將符合下列情況的工程定位為泥沙嚴重樞紐工程。

首先，庫容沙量比在50～100范圍內，其中庫容沙量比是指正常蓄水位以下的庫容與庫輸沙量(體積)的比值；其次，在水庫工程建設的基準期內，壩前泥沙淤積會對水利工程建筑物體的取水口或者是泄流建筑的安全造成一定影響；再次，水庫存在嚴重的末端淤積上延問題，或者是水庫存在回水現象等，這些問題的存在都會對交通系統(tǒng)或者是運行中的水利水電工程造成不利的影響；最后，水利工程的下游河道出現沖淤變形情況，且會對交通系統(tǒng)、橋梁以及航道等造成不利影響。

從以上分析可知，對水利水電工程而言，在解決泥沙問題的過程中要經常使用泥沙調度這一方式。但是在水庫泥沙問題比較嚴重的情況下，相關的研究人員應當對水庫進行詳細的研究和分析，掌握水庫淤積的真實情況，并結合實際經驗，制定科學合理的泥沙調度方案。

3 探究水庫調度方式變化對水庫淤積的影響

通過對相關研究方案的分析可知，水庫淤積的主要影響因素是水庫調度方式、上游來水來沙等，而對于大規(guī)模水庫而言，可以通過水庫調動方式的變化來解決淤積問題。就現階段來說，中國大部分水庫主要是通過采用蓄清排渾的調度方式來解決泥沙淤積問題的。水庫調度對水庫興利計劃的實現具有十分重要的影響，而不同水庫的泥沙情況也是不同，其蓄清排渾調度過程也是不同的，也就是說不同的水庫調度，泥沙淤積也存在差異，而本文將結合三峽水庫調度方式對水庫淤積問題進行詳細分析。

3.1 三峽水庫調度方式

三峽水庫在調度方式的選擇上使用了一級開發(fā)、一次建成、分期蓄水、移民等調度計劃，首先在水庫調度初始階段，規(guī)定每年的6—10月水庫的水位應當降到145.00m，且6—9月應當使水位處于低水平運行狀態(tài)，這樣以來如果長江下游需要采取防洪措施，那么這時三峽水庫的水位值與下游防洪限制水位相一致，為排洪做準備。同時在10月三峽水庫的蓄水位可以達175.00m，且在11月至次年4月，水庫水位一直處于高水平運行狀態(tài)，到次年5月前水庫的水位值仍舊在155.00m以上，直到進入枯水期后，水位才會有所降低。下表為三峽庫區(qū)主要水文站水沙量特征，且寸灘和宜昌站作為三峽水庫主要的入庫和出庫控制站，其徑流主要集中的每年的5—10月。

三峽庫區(qū)主要水文站水沙量特征值表

三峽水庫壩前的水位呈現一定的梯形規(guī)律，即在枯水期，三峽水庫水位處于高水平，且最高可達175.00m，而11月至次年4月，平均來水量約占全年總來水量的19.5%，由此可以看出，這一階段三峽水庫來水來沙量都比較小，但是在汛期來沙量增加明顯，數據顯示6—9月平均來沙量約占全年的89%。從以上數據可知，三峽水庫調度過程中，來水來沙量最高水平是壩前水位較低的汛期，過渡時間比較短暫，而在水庫枯水期，水庫壩前水位處于高水平，且來水來沙量也比較小。

3.2 三峽汛限水位調度對淤積影響

在長江河道汛期階段，來水來沙量都處于高水平，且這一階段河床形態(tài)也處于一個相對比較穩(wěn)定的時期，但是每一年水庫的來水來沙量是不同的，但是汛期水沙量對水庫來水來沙量的影響是不容置疑的。水庫進入到運行階段后，其調度方式的選擇會對水庫河段下游的水位產生一定影響，也就是說這一階段水庫中的水不再是“自由”的。三峽水庫利用蓄清排渾的方式來解決水庫淤積問題，以實現水庫運行的平衡運行。另外水庫壩前水位波動比較大，且待進入到平衡階段后同年沖淤量也比較大。在水庫蓄水期，泥沙被沖刷，水位處于高水平，平均為145.00m。另外三峽水庫其平衡狀態(tài)的形成是蓄水期和汛期水庫共同沖刷作用的結果，且這一階段水庫造床流量在汛期大于3000m3/s,而這對河床形態(tài)的形成具有十分重要的作用，由此可以看出水庫調動方式對水庫泥沙淤積平衡狀態(tài)的形成具有一定推動作用。

4 結 論

綜上所述，水庫調度方式以及河段上游來水來沙量對水庫淤積的形成具有十分重要的作用，且合理的水庫調度方式對淤積平衡有一定的推動作用，因此水利水電工程應當切實根據自身的實際情況選擇水庫調度方式，以有效地解決泥沙淤積問題。

[1] 胡春宏. 我國多沙河流水庫“蓄清排渾”運用方式的發(fā)展與實踐[J].水利學報，2016(3)：283-291.

[2] 高宗昌. 泥沙淤積對肯斯瓦特水利樞紐工程的影響分析[J]. 中國水利，2016(4)：28-30.

[3] 白濤. 水庫群水沙調控的單一多目標調度模型及其應用[J]. 水科學進展，2016(1)：116-127.

Influenceofreservoiroperationschedulingoperationmodeonreservoirsedimentdeposition

LI Wei

(LiaoningChaoyangYanwangbiziReservoirEngineeringConstructionAdministration,Chaoyang122000,China)

Sediment deposition conditions can affect normal operation of the reservoir, and it can not exert own function sufficiently and even affect the service life of reservoirs on the one hand, and the downstream riverbed will be eroded to certain extent on the other hand. Therefore, sand silt is one of the problems that must be considered. Reservoirs can be dredged by many modes generally, such as reservoir sediment scheduling, etc. In the paper, working experience will be combined for detailed explanation in order to comprehend and understand the influence of reservoir scheduling operation modes on sand silt more comprehensively, thereby providing reference in the future.

reservoir scheduling; operation mode; sand silt; influence

TV554

：B

：1005-4774(2017)09-0065-03

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.09.017