水槽子水库淤积原因及发展趋势分析

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：图6水槽子水库淤积物组成沿程变化图有效库容进一步减小。图7水槽子水库坝前断面淤积形态变化图进入三、四级电站的水质严重恶化。以上关于水槽子水库淤积到最后的局面，可以说是淤满的状态。可见水槽子水库的淤积问题是十分迫切的。

1.水槽子水库迅速淤积的原因分析

水槽子水库迅速淤积的原因是多方面的，有梯级开发顺序上的原因，也有泥沙量估计偏小等原因，但根本原因在两个方面：

（1）工程布置不合理，没有设置低高程的排沙孔洞，使泥沙有进无出。

（2）长年高水位运用，在拦蓄了全部区间洪水的同时也拦截了全部区间来的泥沙。

图5　水槽子水库纵剖面

水槽子水库的淤积是比较典型的水位固定的三角洲与异重流淤积。在图5上，可以看到早期的纵剖面分成明显的三个地段：三角洲顶坡、前坡以及坝前平缓的异重流淤积。从图6所表示的水库运用初期的淤积物组成分布情况，更可看出坝前的淤积都是组成十分一致的细颗粒异重流淤积物。由于没有低底孔排异重流，这部分泥沙就使坝前不断淤高；由于汛期保持高水位，三角洲部分则由库尾向坝前发展，使有效库容迅速损失。

2.水槽子水库的淤积发展趋势估计

如果水槽子水库的运用方式以及泥沙控制措施不改变，那么淤积发展的前景将出现以下局面：

（1）三角洲将推进到坝前。目前三角洲的顶点大体上在5号断面附近，距坝约1.2km。但这并非最终位置。图7显示了6号断面以下的几个断面淤积形态的变化过程。当该断面还处在异重流淤积时期，其淤积面为一水平线，没有滩槽的区分。当三角洲顶点推进到该断面时，该断面则产生明显的滩槽形态。从图7可以看到，5号断面以上各断面已是成熟的三角洲顶坡的断面形态；4号、3号断面虽然处于三角洲前坡，但因靠近三角洲的顶点，在淤积过程中亦开始形成滩槽的雏形，毫无疑问，三角洲的顶点将来要超过这些断面，直达坝前。

图6　水槽子水库淤积物组成沿程变化图（近主流区）

（2）有效库容进一步减小。在三角洲推进到坝前之后，水库只留下洲面的一个窄槽。如果坝前运用水位是不变的，水库则无库容可言。但实际上电站有一定工作深度，或举行一定的冲刷，仍可在主槽内保持一个深槽。利用1981年冲刷后的断面资料，可以估计水库最终能保持的有效库容数量。

粗略地把1981年春节冲刷后各断面的滩槽宽度加以划分，然后求出各河段上的滩库容与槽库容，计算结果表明，经过1981年春节冲刷之后，2100m以下总库容为159.2万m3，其中滩库容为60.6万m3，槽库容为98.6万m3。扣除死库容外，滩有效库容为55.4万m3，槽有效库容为59.4万m3。

这就是说三角洲推进到坝前之后，假定通过春节冲刷等措施，能使主槽纵剖面保持在1981年的水平，但水库的有效库容中，滩库容部分将损失完毕，只剩下槽部分，即不到60万m3。相当于现有的有效库容之半数。这个数字对于34万m3的日调节任务尚可完成，但对于调节利用区间洪水所要求的309万m3，则相差太远。基本上失去调节能力。

图7　水槽子水库坝前断面淤积形态变化图

（3）进入三、四级电站的水质严重恶化。1981年开始，电厂进行了进入三、四级的泥沙观测，推算得到1981年3～12月进入三级电站的沙量为1.76万t，实测到的最大含沙量仅0.44kg/m3。［6］这个数字可能偏小，因为测验只是每星期三取一次样。建议今后改进观测方法提高这一重要资料的实用性。

当水槽子水库余下60万m3左右的有效库容时，在区间洪水发生时，势必大量弃水，进入三级的水流含沙量将与入库的含沙量相同，如果不弃水，以发电引水流量为29m3/s计算，总库容为98万m3，水库长度以4km计算，则按照一般的经验统计方法，例如丘吉尔曲线［6］法估算，进入三级的沙量也占来沙的70%以上。

前面的分析表明，3号～4号断面一带河段目前仍处于前坡的位置，故目前到达坝前的泥沙仍然是以细沙为主。如果三角洲推进到坝前，像图6所示三角洲顶坡上的粗沙（比坝前淤积物粗几倍）就要进入三、四级。这时的水质变化，与现在相比，可以说是一剧烈质变。对三、四级发电的影响如何，尚难予估量。

（4）水槽子水库淤满的时间估计。以上关于水槽子水库淤积到最后的局面，可以说是淤满的状态。从现在起经过多少时间可出现这种状态无疑是值得关心的问题。

在上述分析中，已假定到淤满时，深槽部分同目前一样（保持1981年冲刷后的样子），只有滩库容60.6万m3可被淤积。

今后淤积的速度可参照1974年2月～1981年2月（冲刷前）的实测结果。因为在这6年内经历了三次冲刷，其间的淤积主要是发生在滩上。由表2可知这6年内共淤积83.5万m3，平均每年淤积14万m3。此外，按上面提到的水库排沙能力的计算结果，在淤满时水库可排沙70%以上，如果按70%的排沙率计算，考虑每年来沙50万t，则落淤15万t左右。

按照上述淤积速度的估计结果，从现在到淤满只需5年左右的时间。可见水槽子水库的淤积问题是十分迫切的。

水槽子水库淤积原因及发展趋势分析

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