闹德海水库泥沙淤积及排沙方案比选

2014年第6期黑龙江水利科技(第42卷)HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancyNO．6．2014(TotMNo．42)文章编号：1007—7596(2014)06—0121—02闹德海水库泥沙淤积及排沙方案比选于立(辽宁省闹德海水库管理局，辽宁阜新123000)摘要：闹德海水库于1942年落闸蓄水，至今已运行68a，水库一直按设计要求进行管理运行，经过多年的运行，库区泥沙淤积量逐年增多，库区的淤积成为闹德海水库正常运行需要解决的首要问题，文中通过收集分析大量资料，介绍了闹德海水库淤积情况、排沙方案的运用效果及排沙方案的选择。关键词：闹德海水库；泥沙淤积；排沙方案；异重流；清淤措施中图分类号：TV145文献标识码：B1流域概况及泥沙特性闹德海水库是柳河流域唯一的控制性水利工程。柳河是辽河中下游的一条多泥沙支流，在内蒙古奈曼旗的双山子发源，流经内蒙古库伦旗、科左右旗及辽宁省彰武县、阜蒙县、新民，在新民城南汇入辽河j。柳河全长297km，总流域面积5798km，闹德海水库位于柳河上游，控制流域面积4051km。闹德海水库全部底孔敞泄是汛期入库平均流量的越9倍，在一般的洪水年份库区基本不淤积，并还能用洪水冲刷前期淤积，只有当遇到特大洪水时候，库区才会淤积。闹德海水库水位与库区泥沙冲淤部位成正比关系，水位越高淤积部位越高。2000年以后水库在汛期采用低水位蓄水运用，水库淤积部位在距离坝前4～8km范围内之间淤积，其它部位淤积变化不大。2库区泥沙测量情况及方法4水库汛期排沙方案闹德海水库于1942年落闸蓄水，至目前已运行68a，水库一直按设计要求进行管理运行，经过多年的运行，库区泥沙淤积量逐年增多，为了掌握库区泥沙的淤积状况，把握冲沙时间，闹德海水库每年均采用断面法进行测量，在库区设置横断面67条，测量精度为1：500，使用全站仪对断面进行测量，测量后计算出水库库容，与其他年份对比计算淤积情况。一。3库区淤积情况库区上游主要有扣河子和养畜牧河两条支流。扣河子流量1．0m／s左右，养畜牧河流量1．6In／s左右。扣河子河属于季节性河流，除6_-9月外，其他时间基本断流，养畜牧河平时流量基本能达到1．0m／s，汛期河水流量较大。闹德海水库排沙方案可选用底孔全年敞泄排沙方法，洪水异重流排沙方案，拟建排沙洞排沙方案。下面分别加以介绍。4．1全年敞泄排沙水库1970年以前是全年敞泄排沙，除了1963年有大洪水强烈淤积外，其余时间都是冲刷；在70年代，水库非汛期蓄水产生淤积，但汛期冲刷增强，平均冲刷量与60年代冲刷量相近；1980-1994年l4年中只有84年的大洪水淤积，其他时间都是冲刷；1995-2000年6月和9月蓄水，全年除汛期外均为淤积，全年平均冲l5．54万t，已处在冲淤转化的边缘。2001-2013年这几年，全年蓄水，故不管汛期还是非汛期都淤积，全年淤积达52．38万t。闹德海水库运用和库区淤积的关系十分密切，只要关闸库区即刻开始淤积，一旦一年中关闭闸门的时间太长，水[收稿日期]2014—02—24[作者简介]于立(1981一)，男，辽宁朝阳人，工程师，从事水库运行管理工作。一121—2014年第6期(第42卷)黑龙江水利科技HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancyNo．6．2014(TotalNo．42)库就要向淤积倾斜。要达到年内冲淤平衡，7、8月份洪水期就必须开闸排沙]。4．2异重流排沙异重流量两种不同密度又可以相互混合的流体因密度差异而产生的分层流动，也称密度流，分层流或潜流。导致流体产生密度差异的原因有温度、溶解质、水汽或带的细颗粒物质等，在自然界中常见的异重流现象有：水库的浑水异重流、河口的盐水入浸，湿差异重流和大气中的冷锋等。在水利工程建设中，为了提高水库排沙效率，研究异重流的运动规律具有重要意义。4．2．1闹德海水库异重流概况经过笔者对水库实测资料分析得知，共发生较典型的异重流6次，其中：1980年、1995年、1996年3次异重流期间，平均排沙比为46％。1971年、1975年和1977年3次异重流期间，闸门基本关闭状态，形成异重流淤积，排沙比仅为1．3％。在以上6次形成异重流中，入库最大洪峰流量58—536in／s，入库日均最大流量33—83m／s，入库日均最大含沙量36—358nl／s，坝前日均水位171～177．9in。由此可知，由于闹德海水库库区河谷狭窄，河床比降大，来水含沙量较高，比较容易形成异重流并抵达坝前，水库能利用异重流排沙以减少库区淤积，并且，异重流排沙可以防止形成浑水水库，有利于保证水库的供水率一。闹德海水库异重流比较容易在石门子、白庙子洪水期形成，特别是白庙子洪水泥沙较细、含