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水库淤积观测

运用地形测量或断面测量方法,对水库库区泥沙冲淤数量及其分布形态进行的观测。水库建成运用后,因泥沙淤积常造成:防洪库容减少,水库防洪标准降低;水库调节能力削弱,使枢纽的综合利用效益减少;淤积末端向上游延伸,库区淹没浸没损失逐年扩大;淤积使库尾航深不足,出现碍航事故;坝前淤积,堵塞泄水闸门以及泥沙对水轮机和过水建筑物的磨损等。

运用地形测量或断面测量方法,对水库库区泥沙冲淤数量及其分布形态进行的观测。水库建成运用后,因泥沙淤积常造成:防洪库容减少,水库防洪标准降低;水库调节能力削弱,使枢纽的综合利用效益减少;淤积末端向上游延伸,库区淹没浸没损失逐年扩大;淤积使库尾航深不足,出现碍航事故;坝前淤积,堵塞泄水闸门以及泥沙对水轮机和过水建筑物的磨损等。为了及时发现和防止这些问题,制定解决问题的方法,了解这些方法的成效,除了在水库规划之前就要对河道泥沙进行观测研究外,工程建成运用后,还要进行水库库区泥沙冲淤观测研究,以便及时掌握进出库水沙过程及库区冲淤变化,为合理制定水库的运用方式服务。

发展概况 中国的水库泥沙测验工作,始于50年代初期。开展最早的官厅水库,已积累了30余年的资料和经验。80年代初,中国约有300余座水库进行了这项工作,基本上掌握了全国水库淤积的状况,其中有21座被列为全国重点泥沙观测研究水库。在测验技术、仪器设备方面,大多数水库都采用一般常规的技术和设备,少数大型水库已开始应用电磁测距定位、遥感照片分析水库地形变化;部分水库已用电子计算机统计分析资料。

观测范围 水库泥沙冲淤观测区域,应包括水库所影响到的整个范围,即从水库回水末端稍上起到水库坝址稍下止。大坝以下的河道变化,由河床演变观测控制。库区以上的流域面积范围,也要定期进行调查了解,以掌握水库来水来沙条件及其变化。对于在多沙河流上的蓄洪运用水库,因淤积末端向上游延伸可能较远,测区上界可先定为水库水平回水长度的1.1~1.3倍,待观测几年后再进行修正。

观测内容 一般包括:①进出库水文泥沙测验。测验项目主要有:水位、流量、含沙量、悬移质输沙率推移质输沙率及颗粒分析等。要求能控制进出库干流及主要支流的水量、沙量及泥沙颗粒组成等的变化过程。②水库淤积测验。测验项目主要有:库区水位,淤积量,淤积分布、淤积泥沙容重及泥沙颗粒分析等。要求掌握库区水位变化过程、淤积过程、淤积组成、容重变化过程及淤积形态等;在库区发生冲刷时,还应掌握冲刷过程、冲刷量及冲刷形态等。③坝前区泥沙冲淤观测。包括流速分布、泥沙运行情况、冲淤情况及泥沙对水轮机或泄水建筑物的磨损撞击情况等。④专项测验。根据水库存在的问题,开展专门测验,如异重流观测、库内水流泥沙因子测验、岸坡崩塌观测河势观测及坝前、坝下游局部冲刷测验等。

测验方法 进出库水文泥沙测验,按一般基本水文站观测方法进行。同时视本水库的特点和观测研究的需要,适当增加一些观测项目。对于水库淤积量及淤积分布形态的测验,方法一般有:地形法、横断面法及混合法三种。地形法是通过测量库区地形,绘制地形图以计算库容,并与上次测量结果比较,求出冲淤量和冲淤分布。这种方法精确度较高,但工作量大,难以经常采用。一般常用的是横断面法,即定期或不定期地施测库区固定横断面,利用相邻两横断面面积或冲淤面积的平均值,乘上断面间距以计算库容或冲淤量。混合法是在施测固定断面之外,再施测一些附加断面,或在两断面之间增加一些测点,然后绘出地形,据以计算库容或冲淤量。上述三种方法中的地形或断面都应测到上次测量以来的最高水位以上,并应同时采取淤沙样品,分析淤积物容重及粒径组成。

观测频度 水库泥沙冲淤测验的频度,应视泥沙冲淤剧烈程度、水库大小及生产上的要求而定。多沙河流上的水库,一般每年测量一次,新建成或冲淤剧烈的水库要加密测次。少沙河流上的水库视淤积发展情况规定测次。

资料整理 淤积观测资料应及时进行整理、分析,以指导观测工作。对开展水库测验工作时间较长、已积累有一定资料的水库,应将历年资料中某些特征值进一步统计分析(如历年各月平均及最高最低水位统计表、历年水库淤积量及进出库年水量、年沙量统计表、历年纵横剖面实测成果表、淤积物容重及淤积物粒径统计表等),并绘制相应的过程线和分布图等。