三峡水库泥沙絮凝特征及影响因素分析.pdfVIP

第47卷 第 14期 人 民 长 江 Vol_47．No．14 2016年 7月 Yangtze River July， 2016 文章编号：1001—4179(2016)14—0031—05 三峡水库泥沙絮凝特征及影响因素分析 何 芳 娇 ，吉祖 稳2，王党 伟2，夏建 新 (1．中央民族大学 生命与环境科学学院，北京 100081； 2．中国水利水电科学研究院 泥沙研究所，北京 100038) 摘要：以三峡水库奉节河段和庙河河段的现场取样资料为基础，通过现场测量和室内实验分析，发现 819个现 场取样点中，99．4％的测点存在泥沙絮凝现象，其中83．6％的泥沙絮团直径约为单颗粒直径的3—8倍，表明 在条件适合的情况下三峡水库泥沙絮凝具有普遍性，絮凝的临界粒径为0．02mm。从库区泥沙絮凝的分布来 看，主要集中在中上层水体 中，并且顺水流方向呈现衰减的趋势，庙河河段的絮凝度明显小于奉节河段。库区 泥沙絮凝 的临界流速为0．7m／s，流速小于0．7m／s有利于泥沙絮凝 的形成 ，但 由于库区泥沙颗粒 问的相对动 能较小，泥沙絮凝难 以形成稳定的大絮团，主要表现为弱絮凝。 关 键 词：泥沙絮凝；泥沙粒径；水流流速；含沙量；三峡水库 中图法分类号 ：T 文献标志码 ：A DOI：10．16232／j．enki．1001—4179．2016．14．008 三峡工程是 目前世界上最大 的水利枢纽工程 ，其 1 现场取样及基本方法 泥沙淤积问题一直是被广泛关注 的热点，不仅直接影 响水库的防洪调度和发电效率，还影响长江航运安全 。 现场取样断面布置在三峡库区奉节河段和庙河河 细颗粒泥沙发生絮凝之后将对泥沙沉降及淤积分布产 段 。奉节河段有 sl13、sl14、s116和 s1l8共 4个典型 生很大影响，以往对于淡水水库 中是否存在泥沙絮凝 断面，44条垂线，308个测点。庙河河段有庙河、$37、 现象一直缺乏深入观测和研究，水库与人海河 口地 区 $35、$33、s31、YZL02、DXO1和 DX01+1共8个监测断 在水流条件、离子浓度等方面存在较大差异，河 口地区 面，其具体位置如图1所示，除坝前 DX01断面布置 3 为高盐度水体环境，细颗粒泥沙能够形成絮凝 ，但三峡 条垂线外，其余 7个监测断面上各布置 10条垂线，每 水库为淡水环境 ，是否存在泥沙絮凝一直有较大的争 条垂线上从水面至河床依据相对水深布置7个测点， 议 ，也缺乏现场观测资料 。絮凝会在一定程度上影响 总计 73条垂线 ，511个测点。现场测量时间为 2013 泥沙输移和沉降，尤其是在水库中，会导致泥沙沉速增 年汛期 7月 15～l8连续 4d，测量数据包括各个监测 加，加剧泥沙淤积速度 ，如果不考虑泥沙絮凝对淤积沉 点的水温、流速 、悬移质含沙量和颗粒粒径级配 ，从 中 降的影响，可能会在计算中低估泥沙 的淤积速度和淤 选取代表性测点，在其位置上进行水体取样 ，并将水样 积量，从而给水库后期运行带来不利影响。因此，研究 带 回实验室 ，利用马尔文激光粒度仪测量分散状态下 水库泥沙絮凝及其影响因素，对确保水库合理调度和 水样 中的泥沙粒径级配 ，现场进行含沙量及原样级配 安全运行具有非常重要 的指导意义。 测量的仪器是 LISST一100。此外，除了进行上述水体 本文利用三峡库区奉节河段和庙河河段部分测量 测点的取样分析之外 ，本次研究还对坝 区淤积的表层 断面的汛期水文泥沙数据进行分析 ，旨在分析三峡水 底泥进行了取样分