小浪底水库泥沙淤积.ppt

小浪底水库泥沙淤积的 观测及处理途径探索 水资一班 王柯鑫、赵静、王焰、郄虎虎、胡俊亚、李浩、赵庆格 梗概 一、小浪底介绍 黄河小浪底水利枢纽工程位于河南省洛阳市孟津县小浪底，在洛阳市以北黄河中游最后一段峡谷的出口处，南距洛阳市40公里。上距三门峡水利枢纽130公里，是黄河干流三门峡以下唯一能取得较大库容的控制性工程。被中外水利专家称为世界上最具挑战性的工程之一。 水库面积达272.3平方公里，控制流域面积69.42万平方公里；长期有效库容51亿m3，淤沙库容75. 5亿m3 ,总装机容量为180万千瓦，年平均发电量为51亿千瓦时；每年可增加40亿立方米的供水量 小浪底工程由拦河大坝、泄洪建筑物和引水发电系统组成。拦河大坝采用斜心墙堆石坝，设计最大坝高154米，坝顶长度为1667米，坝顶宽度15米，坝底最大宽度864米 磅礴气势-泄水 二、水库淤积观测  水库泥沙运用的设计原则 按小浪底水库泥沙运用的设计思想，小浪底 水库泥沙运用应遵循的主要原则是： 拦粗排细，且初期以拦沙运用为主。 采用蓄清排浑运用方式，利用水库75.5亿m3的拦沙库容和10.5亿m3的调水调沙库容，在50年运用期内相当于约25年内下游河床不再抬升。 蓄水以来水库泥沙冲淤情况 蓄水后第一年即2000年，水库入库沙量3.61亿t，出库沙量0.042亿t，排沙比仅为1.2%。 蓄水后第二年即2001年，水库入库沙量2.94亿t，出库沙量0.29亿t，排沙比为9.9%。 蓄水后第三年即2002年，水库入库沙量2.71亿t，出库沙量0.634亿t，排沙比为23.4%。 蓄水后第四年即2003年，水库入库沙量7.10亿t，出库沙量1.07亿t，排沙比为15.1%。 到2006年4月,在坝前40 km范围内淤积了约7亿m3 细颗粒泥沙(水库总淤积量约21. 66亿m3 ) ,库容损失较大 62亿吨小浪底调水调沙 水库过水断面及纵断面变化 高程-库容变化 最低河底高程变化 库区水沙特性 小浪底水库人库站为三门峡水文站。 1952-2000年三门峡站年平均径流量382.0亿m3，,年平均输沙量为12.3亿t，最大年出库沙量22.56亿t,最大出库含沙量911.0kg/m3。 三门峡至小浪底区间泥沙入库主要是汛期暴雨径流形成泥沙,区间内产沙很少,约0.47亿t，仅占三门峡年输沙量的0.4% 根据实测资料,距离小浪底大坝40 km的库区范围内主要是细泥沙沉积区,水深60～75 m;距离小浪底大坝100 km的库尾主要是粗泥沙沉积区,水深一般为8～15 m;两区之间是粗细泥沙过渡区,水深15～60 m。 在淤积泥沙的颗粒组成上，测验范围内淤积泥沙的粒径普遍较细，d50一般在0.004~0.016m之间，属于粉沙类。2003年汛后观测结果显示，在距坝40.9km以下，淤积泥沙其d50在0.004~0.008mm之间，属极细的粉沙类 库区泥沙淤积观测与分析 年入出库水量 2004年库区来水2003来沙较年偏少,库水位最高达到EL261.99m,相应库容为82.63亿m3,最低库水位EL218.63m,相应库容18.60亿m3。 2004年人库水量166.4亿m3，月平均人库流量为13.87亿m3，最大日均人库流量为2840m3/s，7-10月份入库水量占全年的39.6%，全年出库水量206.6亿m3，最大日均出库流量是2680m3/s。月平均出库流量为17.22亿m3，7-10月份出库水量占全年的33.4% 入出库泥沙量 2004年泥沙人库主要集中在2次调水调沙期间,其中8月22日最大日均人库含沙量542kg/m3。第3次调水调沙期间人库沙量为0.44亿t，出库沙量为0.055亿t，第4次调水调沙期间人库沙量为1.7亿t，出库沙量为1.5亿t 浑水泥沙颗粗径分布 虽然含沙量随深度增加而变大, 但泥沙粒径却没有明显的变化。8月19日及9月7日出现浑水水库时,中值粒径为0.004-0.005mm,平均粒径为0.005-0.006mm之间,9月28日及10月26日中值粒径为0.004-0.005mm之间,平均粒径为0.006mm这表明在异重流运行到坝前, 不论是浑水层上升还是下沉阶段, 泥沙粒径组成基本相同, 均属于细粉砂类泥沙。如将浑水水库中的泥沙及时下泄, 这部分细颗粒泥沙完全可以挟沙入海, 且不会对下游河床造成淤积。 研究思路 加大排沙力度,较好的途径是提高水库异重流排沙效率和扩大淤积面溯源冲刷范围;措施是进行水库淤积面泥沙扰动,增大水库浑浊层厚度、泥沙含量以及加大坝前淤积河床纵比降。 考虑到富含细颗粒的高含沙水流可进行高效、远距离的管道输送且大坝上、下游存在水位差这一有利条件,需开发水深为60 m左右的库区挖沙及扰沙设备,在水库调