三座店水库运行50年后取水塔含沙量数值模拟分析

第14卷第4期2016年8月水利与建筑工程学报JournalofWaterResourcesandArch3tecturalV01．14No。4ug．，2016DOI：10．3969／j．issn．1672—1144．2016．04．041三座店水库运行5O年后取水塔含沙量数值模拟分析郑洪宇(赤峰市水利规划设计研究院，内蒙古赤峰024000)摘要：三座店水库所属河流含沙量高，工程建成运用后河道的水沙条件将会发生改变，可能会影响整体河势调整和行洪能力。为准确掌握库区泥沙淤积状况，采用I)elft3D三维水动力泥沙输移数学模型，对水库运用50年后取水塔各层取水窗口的含沙量进行数值模拟，分析含沙量与流速、含沙量持续时间等特征关系。模拟结果表明：水库运用50年后，左、右泄洪洞和取水塔的含沙量大于原地形含沙量；50年一遇频率洪水含沙量较100年和20年高，垂线平均含沙量由大到小依次为右洞、左洞、取水口；50年系列大于3ks／m3的含沙量持续时间不超过23．5d。关键词：泥沙输移；含沙量；数值模拟；取水塔；水库中图分类号：TV62文献标识码：A文章编号：1672一l144(2016)04—02l1—o5NumericalSimulationofSedimentConcentrationDistributionat、terIntakeTowerinSanzuodianReservoirafter50YearsOperationZHENGHongyu(InstituteofSurveyandofWaterConservancyinChifeng，Chifeng，InnerMongoliaO24OOO，Ch／na)Abstract：Aimingatthecomplexsituationofhighsedimentconcentrationandchangedwater-sedimentconditionsaftertheprojectcompletionwhichwillaffectthewholefiverregimeadjustmentandfloodcontmlcapacity，inordertoaccuratelygraspthesedimentdepositioninthereservoirarea，thethree-dimensionalhydrodynamicsedimenttransportmathematicalmodelwasadoptedtoanalyzethesedimentconcentrationcharacteristics．Thesimulationresultsshowedthatafter50yearsoperationthesedimentconcentrationinleftandrightflooddischargingtunnelWashigherthantheoriginalterrain．The50yearsreturnperiodfloodsedimentconcentrationishigherthan100and20yearsreturnperiodflood，andtheperpendicu-laraveragedconcentrationrightspilwaytunnelisthemaximumwith109．53kg／m3，whichfollowedbytheleftspillwaytunelwith77．90kg／m3，theleastisthewaterintaketowerwith67．62kg／m3．In50一yearseries，thedurationislessthan23．5daysatthesedimentconcentrationconditionsbiggerthan3kg／m3．Keywords：sedimenttransport；sedimentconcentration；numericalsimulation；waterintaketower；reservoir三座店水利枢纽工程位于内蒙古西辽河上游老哈河水系英金河的支流阴河下游，总库容3．24亿m3，是一座以城市防洪和供水为主，兼顾生态农业灌溉和发电等综合利用的大型水利枢纽工程，为赤峰市城区提供4745万m3／a用水。三座店水库运行期坝前水体含沙量大小及分布情况十分复杂，和上游来水来沙条件，特别是和汛期洪水大小和挟带的泥沙多少有关，也和库区泥沙淤积状况和水库运用方式有关[卜。为保证水库取水具有较高的可靠性和安全性，根据水库来水来沙资料优选取水塔698．8m、705．8m、712．8m和719．3m四层窗口，采用数学模型仿真分析水库运用50年后，遭遇100a、50a、20a及10a一遇洪水的库区流速及含沙量分