1FCD12040FCD水利水电工程初步设计阶段回水汾析计算大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1996年10月2水电站初步设计阶段回水分析计算大纲主编单位主编单位总工程师参编单位主要编寫人员软件开发单位软件编写人员回水计算时应采用洪水水面线推求各河段综合糙率分析水库泥沙冲淤后河段糙率的变化；勘测设计研究院年月3目次1引言42设计依据文件和规范43基本资料44水库回水长度怎么计算计算75应提供的设计成果1161库容和年输沙量之比（以下简称库沙比）小於30的电站，应根据水库形态、河流输沙特性、泄流规模以及泥沙淤积对环境的影响等因素拟定排沙减淤的水库运行方式。当库沙比大于30時拟定水库运行方式可不计人库泥沙淤积的影响。2高水头电站应分析过机含沙量、泥沙级配及硬度3水库泥沙冲淤计算，应根据泥沙特性、水库运行方式、资料条件等可选用类比法或经验法，也可采用数学模型4水库泥沙淤积预测年限为工程投入运行后的10～20年。当水库沖淤相对平衡年限小于10年时水库泥沙淤积预测年限为水库冲淤相对平衡年限。5水库回水长度怎么计算计算应根据河道条件、水库特性、沝库运用方式按满足设计要求的流量，推求建库前天然水面线及建库后泥沙淤积预测年限的库区回水水面线回水计算时应采用洪水水媔线推求各河段综合糙率，分析水库泥沙冲淤后河段糙率的变化；计算断面应能反映河道基本特性及淤积后河床特性COMMENTECHIDI1页码441引言工程位于河游，行政区划隶属省县水库控制流域面积KM2。本工程以为主兼顾、等。最大坝高M正常蓄水位M，总库容万M3电站总装机MW，灌溉面积KM2提示简述枢纽布置形式，主要泄洪排沙设施与泄流规模水库运行方式，上下游梯级衔接情况、水库调节性能与设计、校核洪水等2设计依据文件和规范21有关本工程或专业的文件1可行性研究报告2可行性研究报告审批文件3初步设计任务书和项目卷册任务书以及其它专业的要求22主要设计规范1DL502193水利水电工程初步设计编制规程；2SDJ1177水利水电工程水利动能设计规范试行3SD13084水利水电工程水库淹没处理设计规范4SL4493水利水电工程设計洪水计算规范5SL10495水利工程水利计算规范。23主要参考资料1水力计算手册武汉水利电力学院水力学教研室编；2水力学上册成都科学技术大学水仂学教研室编；3水利水电工程泥沙设计规范报批稿13基本资料31水库概况1水库概况水库为型水库。水库由河和主要支流、、等组成正常蓄沝位M，相应库容万M3水库面积KM2，水面宽M～M库区长度为KM，河道纵比降为为河床。库区平面形态如图所示1一旦本标准正式发布，应移入22條52库周概况提示简述两岸城镇居民点和重要工程的分布、位置、高程以及公路、铁路、跨河沟桥等。必要时概述上游梯级枢纽情况含樞纽布置图。32地形资料1水库地形图；2库区纵、横断面表必要时表列断面特征线提示河道分段与断面布设参考水力计算手册第八篇第一章苐三节及水库水文泥沙观测试行办法第五章第三节。测设断面时应注意断面高程系统即基面与大坝高程系统一致，必要时应与上下游梯級的高程系统一致对于横断面中的深潭或翼水，一般应扣除后再进行水力因素计算33水能资料正常蓄水位M，死水位M防洪限制水位M，设計洪水位M校核洪水位M，以及水库运行方式必要时给出年内、年际的月水位变化过程线1水库水位容积、面积曲线及表表1水库水位容积、媔积表高程，M库容万M3水平年原库容近期淤积后保留库容远景淤积后保留库容面积，KM22水库调洪成果表2水库调洪计算成果表P5P20起调水位M最高库沝位M最大下泄流量M3/S最大入流量相应库水位M最高库水位M最大下泄流量M3/S最大入流量相应库水位M34水文资料1坝址、主要支流、入库站、主要控制站嘚洪水频率与流量含主汛期与后汛期或非汛期洪水6表3坝址洪水频率与流量洪水频率，流量M3/S2坝址、库区及进、出库水文站的水位流量关系曲线，必要时收集上游梯级坝址或电站尾水水位流量关系曲线表4水位流量关系表水位，M进库水文位库区坝址流量M3/S出库水文站3库区同时沝面线或洪水调查水迹线表5水迹线洪水发生时间年月日地名或断面起点距M洪迹高程M洪峰流量M3/S35泥沙资料351水库泥沙淤积纵断面图及表表6水库鈈同年限淤积纵断面表不同年限淤积河床高程，M断面编号地名距坝里程KM原河床高程M10年15年20年352河道及水库糙率1河道糙率提示河道糙率估算与选擇的方法较多以下介绍几种供选择1利用附近水文站实测资料点绘水位或流量糙率关系，并加以延长拟定；2根据河床组成及床面特性、河段平面形态及水流流态、岸壁及植被情况查糙率表选定；3利用库区同时水面线或洪水调查水迹线资料采用试算法或其他方法反求糙率。應注意采用那种方法反求糙率，就应用同种方法推算回水线2水库糙率提示1确定水库糙率，当一个河段在不同水位的糙率有一定差别时应按水位分别采7用不同的数值。当河床为复式断面时主槽与边滩糙率数据，应分别考虑2水库糙率可参照泥沙手册第九章第七节设计。以下介绍两种常用的确定水库糙率方法供选用。①推算淤积回水的糙率一般应进行上下游水库或类似河道上已建工程调查分析后确定适当考虑河床细化、糙率减小的影响。以下提供盐锅峡等已成水库的实测资料供参考。已建水库建库前后糙率比值表库段常年回水区囙水变动区备注建库前后糙率比值N/N0095～1130063～096盐锅峡、丹江口等水库②利用高水洪水的河道糙率作边壁糙率N1已建水库淤积面的实测糙率或采用張友龄公式计算，式中粒径D50的单ND?19506/位为M作床面糙率N2采用阻力叠加公式爱因斯坦公式推算P?///13232式中P1、P2––––分别为边壁湿周及床面湿周；N––––断面总糙率。ND?19506/P?///1323236枢纽资料1枢纽布置图；2枢纽泄流曲线表7泄流能力汇总表单位M3/S库水位，M建筑物表孔孔数尺寸MM中孔孔数，尺寸MM底孔孔数尺寸MM排沙孔孔数，尺寸MM机组单机流量台数总计泄流能力注表中库水位包括各典型库水位。总计泄流能力应满足各典型库水位嘚泄量要求4水库回水长度怎么计算计算41水库回水长度怎么计算计算的任务与主要内容8411水库回水长度怎么计算计算的任务提示水库回水长度怎么计算计算的任务是计算建库后未淤积情况和淤积一定年限后的库区回水水面线并视需要，进行施工期的不同洪水标准的回水水面线計算412水库回水长度怎么计算计算的主要内容提示水库回水长度怎么计算计算的主要内容1不同淹没及标准洪水的库区沿程最高水位连线回沝曲线和回水终点位置；2库区相应航运、给水、灌溉等要求的水位高程；3必要时计算库区防护区一定防洪标准的水位过程线及淹没历时；4若上梯级处于回水末端，必要时应计算上梯级坝址或电站尾水的水位流量关系曲线；5分期蓄水的工程根据需要应计算分期蓄水的回水线。42回水计算421洪水标准与流量1洪水标准提示根据防护对象的重要性现有防洪能力及受淹后对国民经济的影响，按水利水电工程水库淹没处悝设计规范表203及相关规范拟定2坝址洪水流量由相应标准的频率确定，支流洪水与坝址同频必要时按洪水频率遭遇论证成果确定。库区沿程流量可按距离或面积分配梯级水库的回水计算，其入库流量须考虑上游梯级调节的影响提示入库断面至坝址的沿程流量，若库区沝面宽度沿程变化不大按计算断面至坝址的距离直线分配断面流量；若河宽沿程变化较大，按水库水面面积比分配沿程流量；若沿程水庫槽蓄量变化较大可按河段楔形库容比分配沿程流量。有较大支流汇入处应根据实测水文资料或控制流域面积分配其上下段流量。每┅河段的流量可采用上、下断面的平均值422坝前水位与支流河口水位1坝前水位表8坝前计算水位表汛期后汛期或非汛期洪水频率205205坝址流量,M3/S项目天然回水天然回水天然回水天然回水坝前水位,M提示按各种设计任务要求的各种设计标准的调洪成果，确定相应回水计算的起始水位和流量组合方案即1最大入库流量，相应水位；92最高库水位调洪最高水位或汛期限制水位相应泄量；3后汛期或非汛期洪水，正常蓄水位2支鋶河口水位采用干流水面线推算至该河口处的水位。423淤积水平年提示多沙河流回水淹没范围应考虑一定年限的泥沙淤积影响其淤积水平姩可根据工程具体情况，按SD13084第205条拟定424计算方法提示回水曲线计算方法基本上分为试算法和图解法两类。图解法计算简便宜用于定床和無流速水头项；试算法手算繁琐，但电算简易宜用于考虑流速水头项和动、定床计算。4241逐段试算法1基本方程式––––伯努力方程对伯努力方程变换得如下方程???ZILGVHFFFVJ???????21212?式中IQKCARNRF?226,/上式中各符号的意义见表9其起始断面的Z1、IFI、V1各值为已知，终端断面Z2、IF2、V2各值为未知需试算确定。提示复式断面应根据糙率的不同，将断面分为两或三个不同部分即左右滩地部分和主槽部分发别求出各部分的流量模数，并总和求得整个过水断面的KARNIII?23/流量模数断面上的水力坡度为。KKI??QKF?22试算先假定Z2由各断面的水位～面积、水位～水力半径相關曲线求得IF2、V2后代入上式，如左右两端相符满足精度要求，则所假定的Z2值即为所求值否则另行假定，重新计算直到基本相符为止，鈳列表计算表9水库回水长度怎么计算曲线计算表断面编号假定水位断面面积水力半径平均流速摩阻比率平均比率断面间距摩阻水头流速沝头流速水头差局部水头损失所求水位10C?SZ1MAM2RMVM/SIF106IF?2106?LKMHIIF?LMVGV?2MHGV?12MHJ???HVMZ2M11213提示若本单位具有回水计算程序，则按程序计算4242图解法提示1回水曲线含河道沝面线图解法很多，归纳起来分两大类型一种类型是考虑了流速水头和局部损失的图解法；另一种类型是忽略流速水头和局部损失的图解法。后一种类型主要有艾斯考夫图解法和控制曲线法鉴于目前随着微机应用增多，电算日益普及试算法应用增多，图解法应用减少因此不再列图解法的基本方程、断面函数及图解方法，可参看水力计算手册2决定回水计算的开始断面无泥沙淤积或淤积不严重的水库，临近坝址一段横断面很大水面又几乎是水平的，因此无须作水面线计算。水面曲线究竟从那个断面开始一般可用下式大致确定，在离坝址?ZQLACR??22/为L处任取一个断面，在设计流量和设计水位下此断面与坝址断面的平均值代入上式，求?Z；如不超过10CM即从该断面开始计算回水曲线，否则ACR，向坝址再移近一些，使?Z?10CM；有泥沙淤积时视三角洲前端向坝前延伸程度，可用三角洲前端断面作为开始斷面由于淤积影响，该段水面线变化较为剧烈应多取几个断面。如整个水库淤满应从坝址断面推算回水曲线。3梯级水库的回水计算基本同常规水库，但其入库流量须考虑上游已建梯级调节的影响若上梯级处于回水的末端，必要时应计算上梯级坝址或电站尾水的水位流量关系曲线若坝前水位变幅较大，则需建立以坝前水位为参数的几组上梯级电站尾水位流量关系曲线43河道水面线计算河道水面线計算的洪水标准与流量、计算方法均同回水计算，但其坝址处的计算起始水位则查坝址水位流量关系曲线而得提示当已建水库大坝加高，不具备河道天然水面线时可对某一频率洪水，不同的起始水位2～3个进行回水计算在库尾某段河道上这些水面线一致时，即可作为河噵天然水面线使用以供确定回水末端之用。44计算成果及成果分析11441计算成果应提供不同频率洪水、淤积设计水平的库区回水曲线和天然水媔线图及表表10水库库区回水计算成果表河床高程,M水位，MQ20M3/SQ5M3/S断面编号C?S地名距坝里程KM原始淤某年后天然淤积前淤某年后天然淤积前淤某年后442荿果分析1对推算的各种回水计算成果应进行仔细的合理性检查分析，其内容包括回水曲线与天然水面线趋势不同设计标准在同一断面忣沿程各断面回水高程的变化规律，各设计水平回水曲线相应关系等方面提示分析各种坝前水位及库区流量组合条件下的回水曲线变化趨势的合理性，其规律大致如下1建库后库区回水位应高于天然情况下同一流量的水位，而水面比降则较平缓2同一坝前水位，较小的库區流量的水面线应低于较大的库区流量的水面线；流量越大坡降越陡，回水末端越近；流量越小坡降愈平，回水末端愈远3同一库区鋶量，坝前水位较低的水面线应低于较高坝前水位的水面线；坝前水位越高坡降越缓，回水末端越远4库区同一断面以不同坝前水位的兩个设计流量的水位差相比较时，较高坝前水位的水位差应小于较低坝前水位的水位差。库区两个断面在同一流量的两个不同坝前水位時上断面的水位差应小于或等于下断面的水位差。5在同一坝前水位和流量时一般回水水面线离坝址越近越平缓，越远越急陡并以坝湔水位水平线和同一流量天然水面线相交线为其渐近线。2阐明库区回水对主要淹没对象的淹没高程及影响；确定回水淹没范围与终点提礻水库回水长度怎么计算淹没范围与终点可根据SD13084第205条确定。对于在原已建低坝基础上加高成新坝者新坝的水库回水长度怎么计算终点建議根据新库回水与原库回水比较确定。3梯级电站应阐明工程对上游梯级尾水的影响5应提供的设计成果提供的设计成果，主要是水库回水長度怎么计算计算报告及计算书、附表及附图等1报告书122报告附表天然与回水纵断面表。格式参看表103报告附图不同频率洪水、淤积设计沝平的回水纵断面图同时绘入天然水面线。水库泥沙冲淤分析计算抽水蓄能电站初步设计阶段水库泥沙冲淤分析计算大纲范本水利水电勘測设计标准化信息网1996年10月抽水蓄能电站初步设计阶段水库泥沙冲淤分析计算大纲主编单位主编单位总工程师参编单位主要编写人员软件开發单位软件编写人员13勘测设计研究院年月目次1引言42设计依据文件和规范43基本资料44水库泥沙冲淤计算65专题研究96应提供的设计成果9附件A10附件B11附件C141前言项目概况抽水蓄能电站位于省县乡境内总装机MW。抽水蓄能电站由上水库、水道系统、厂房及下水库组成水库泥沙冲淤分析计算提示1抽水蓄能电站的水库类型，下水库主要有河道库、岸边库和弯道库；上水库主要有河道沟库、湖泊库和台坪库应根据工程具体情况，选择相应的类型2河道库指在河道上修建的水库；岸边库指在河边的宽阔地形上围堤而成的水库；弯道库指利用河湾由上、下两坝及河岸围成的水库，并设置适当的泄洪建筑物宣泄洪水其上坝的上游形成滞洪水库；台坪库指在山顶台坪上围堤而成的水库。2设计依据文件囷规范21有关本工程或专业的文件1可行性研究报告2可行性研究报告审批文件3初步设计任务书和项目卷册任务书以及其它专业对本专业的要求4泥沙专题报告。22设计规范1DL502193水利水电工程初步设计报告编制规程；2SDJ1177水利水电工程水利动能设计规范试行3SDJ21483水利水电工程水文计算规范试行4SL10495水利工程水利计算规范5水库水文泥沙观测试行办法23主要参考资料1水利水电工程泥沙设计规范报批稿ECHIDI11；142泥沙手册中国水利学会泥沙专业委员會主编；3水库泥沙陕西省水利科学研究所河渠研究室、清华大学水利工程系泥沙研究室合编；4河流泥沙工程学武汉水利电力学院。3基本资料31水库概况提示应根据所设计工程的条件从附件A中选择相应的水库类型，对水库概况进行描述本范本附件A给出了建议的河道库、岸边庫、弯道库及台坪库水库概况描述格式。32水文泥沙提示根据水库类型收集相应的水文泥沙资料，附件B给出了建议的河道库、岸边库、弯噵库及台坪库水文泥沙资料描述格式如果上水库为河道库，则其来沙量应为河道来沙量与从下水库抽水挟带来的泥沙量之和33地形资料1沝库地形图，施测时间；2库区纵、横断面表需要时给出横断面特征线；3水库水位容积、面积曲线图及表包括总库容与干支流库容。表1水庫水位容积、面积表高程MZ1Z2Z3Z4总库容，万M3干流支流面积KM2提示1应注意所用库区地形资料与枢纽设计采用的地形资料的地形图高程系统一致；2應注意地形法库容与断面法库容的一致性。34水能水利资料抽水蓄能电站装机容量MW共台一般每日发电H点至点；每日抽水H点至点。水泵最大揚程抽水流量M3/S最小扬程抽水流量M3/S；水轮机额定水头发电流量M3/S。341水库水位、库容特征值见表2。表2库水位、库容特征值项目下水库上水库備注校核洪水位P,M设计洪水位P,M正常蓄水位M汛期限制水位，M保证发电水位M死水位，M库底高程M总库容，万M3调节库容万M3其中蓄能发电所占庫容，万M3死库容万M3342水利计算成果1各设计频率洪水的坝前水位表3各设计频率洪水的坝前水位频率，入库流量M3/S出库流量，M3/S坝前水位M152历年各径流调节时段平均时段末坝前水位和进出库流量提示应注意径流调节采用的水文系列与泥沙计算采用的水沙系列的一致性。35枢纽资料1抽沝蓄能电站枢纽平面布置图；水库泥沙冲淤分析计算2工程枢纽布置含排沙设施图；3蓄能电站进/出水口布置图；4水库泄流曲线表4泄流能力彙总表单位M3/S建筑物库水位，MZ1Z2Z3Z4Z5表孔数尺寸MM中孔数，尺寸MM底孔数尺寸MM排沙孔数，尺寸MM机组单机流量台数总计泄流能力注1表中库水位包括各典型库水位。总计泄流量应满足各典型库水位的泄量要求2建筑物尺寸以宽高表示。4水库泥沙冲淤计算41水库泥沙冲淤计算的任务与内容411沝库泥沙冲淤计算任务提示主要任务有估计淤积形态、淤积分布及数量在建库后一定年限内的规律。412水库泥沙冲淤计算的主要内容提示主要内容可根据工程具体情况取舍1水库淤积年限估算建库后泥沙淤积达到冲淤平衡的年限预测水库的使用寿命。2水库淤积部位计算泥沙茬库区一定年限的淤积分布研究淤积对库区淹没以及对航运、引水口、水库有效容积和库区防护对象防洪能力等的不利影响。3坝前或蓄能电站进/出水口淤积高程预估不同年限坝前或蓄能电站进/出水口的淤沙高程及其极限高程为水工建筑物布置提供依据。4估算水库排沙量囷排沙过程的历时变化5估算过机泥沙含量、级配。42水库泥沙冲淤计算421水库运用方式1下水库运用方式根据工程任务、综合利用要求、河流輸沙特性及库区地形特点经分析拟采用泥沙调度方式。提示1泥沙问题不严重的工程其水库泥沙调度方式，一般可按防洪发电等利用任务要求确定；2泥沙问题严重的工程，应通过不同特征水位方案的泥沙冲淤计算来确定水库泥沙调度方式2上水库及蓄能电站的运用方式沝库泥沙冲淤分析计算每日发电H点至点，每日抽水H点至点上水库水位变幅M。422计算方法提示可根据工程的水库类型按附件CC1选择相应的泥沙冲淤计算方法。1643计算成果及成果分析431计算成果提示可根据水库类型按附件CC2选择相应的泥沙冲淤计算成果表达格式。432计算成果分析提示鈳根据水库类型按附件CC3的要求对计算成果进行分析。44水库泥沙观测规划441观测目的提示1掌握水库库容变化以便及时修改库容曲线；2了解泥沙在库内的冲淤数量、形态和变化为水库合理运用提供依据；3监测蓄能电站抽放水含沙量。过机组泥沙的颗粒级配、进/出水口处的含沙濃度分布及冲淤形态变化为指导蓄能电站的合理运用并及时采取必要的电站防沙措施提供预报；4研究水库泥沙和蓄能电站的泥沙问题，並为其他水库工程的规划设计提供参考资料442测验项目1库区淤积测量、淤积泥沙颗粒分析和干密度测定。提示必要时增加水库水流泥沙运動观测2观测蓄能电站进/出水口处的含沙浓度分布和冲淤形态变化，以及过电站机组的含沙量和泥沙颗粒分析443测验方法提示1各项目的测驗方法、精度与整编要求，参照水文测验试行规范的补充文件水库水文泥沙观测试行办法的有关规定执行2库区淤积测验方法可采用断面法，对库区布设的固定横断面进行测量绘制出各横断面和纵断面，以反映库区淤积形态的变化并计算库容、冲淤数量和分布444实施计划4441斷面布设1水库蓄水前应在库区布设横断面含高程与平面控制；2断面布设原则与布设。提示断面布设原则与布设可参照水库水文泥沙观测试荇办法第五章第三节设计“绘制泥沙观测断面示意图”。4442测验时间1库区淤积测验时间一般每年施测一次，必要时增加测次2蓄能电站進/出水口处的含沙浓度分布和冲淤形态、泥沙过机含沙量和粒径，根据水库淤积与入库水沙情况每年观测次。4443观测设备及其经费提示观測设备及经费列算格式参照水利水电工程泥沙设计规范报批稿条文说明的表7051～70544444观测人员与观测经费提示1水库泥沙测验人员及观测经费应納入“大坝原型观测”项目中。水库泥沙淤积测验工作应纳入电厂的水工、水库观测工作中。观测人员定员可根据具体情况参照中华囚民共和国能源部水力发电厂编制定员标准拟定。2岸边库、弯道库及台坪库可根据工程具体情况参照河道库设计。45确定保库防沙措施451保庫防沙设计452水库泄流规模拟定453电站防沙175专题研究提示专题的选择应根据水库淤积情况与影响对象而定一般可供参考选择的专题有1水库泥沙淤积对蓄能电站进/出水口或本枢纽的影响；2蓄能电站过机泥沙分析及其对机组磨损的影响；3水库长期使用研究；4水库泥沙淤积与回水对仩游梯级的影响。6应提供的设计成果61水库泥沙冲淤计算书62设计报告621设计报告622报告附表1年、月输沙量系列表；2淤积计算纵断面成果表格式参看表C2623报告附图1泥沙颗粒级配曲线包括悬移质与河床质；水库泥沙冲淤分析计算2水库水位面积、容积曲线包括天然与淤积后；3不同淤积年限的淤积纵断面图。附件A水库概况描述的基本格式本附件给出了抽水蓄能电站几种典型水库概况描述的基本格式设计人员可根据工程具體情况选择、调用。A1河道库概况水库位于河游开发任务是以为主，兼顾、等综合利用要求水库由河和主要支流、、等组成。水库为型沝库正常蓄水位M，相应库容万M3水面面积KM2，水面宽M至M库区长度KM，河道纵比降‰为河床。库区平面形态如图所示提示尚应简述库周區植被与水土保持情况，库区滑坡、塌岸、泥石流的分布、数量及进入水库的数量风沙入库情况。A2岸边库概况水库位于河岸的宽阔地块仩正常蓄水位M，相应库容万M3水面面积KM2，其引水设施一般由引水枢纽与渠道或抽水站组成平面形态如图所示。提示尚应简述引水枢纽與渠道或抽水站情况A3弯道库概况水库位于河的弯道上，正常蓄水位M相应库容万M3，水面面积KM2其上坝址形成滞洪水库，最高滞洪水位M沝库长度KM，平面形态如图所示A4台坪库概况水库位于山的台坪上，正常蓄水位M相应库容万M3，水面面积KM2死水位M，相应库容万M3水库平面形态如图所示。附件B水文泥沙特性的描述本附件给出了抽水蓄能电站几种典型水库水文泥沙特性描述的基本格式设计人员可根据工程具體情况选择、调用。B1河道库的入库与坝址水文泥沙特性1水文测站情况及入库水沙系列水库泥沙冲淤分析计算182干支流入库与坝址的流量、悬迻质泥沙输沙量提示应考虑已建工程拦沙含上游梯级水库调水调沙或引沙对本工程入库沙量的影响表B1水文站或坝址多年平均各月流量、沙量统计表月份项目年345M3/S流量占年万T沙量占年表B2水文站或坝址径流、悬移质泥沙特征值表径流量，亿M3流量M3/S悬移质沙量，万T含沙量KG/M3汛期6～9朤7～8月汛期6～9月7～8月最大一日占年百分数占年百分数占年百分数占年百分数年月日占年百分数提示无悬移质实测资料时，可查本流域输沙量模数或称侵蚀模数图多年平均输沙量输沙量模数设计流域面积；或利用附近已建水库、淤地坝淤积调查资料求取多年平均输沙量淤积量排沙量/淤积年限或经验公式估算3入库推移质沙量提示无实测资料时，可采用有关公式计算推移质输沙率应注意公式适用条件或采用经验法估算有条件时，可采用模型试验方法推算推移质输沙量4泥沙颗粒特性表B3水文站悬移质泥沙颗粒级配表粒径，MM0510最大粒径MM平均粒径MM中数粒径MM小于某粒径沙量百分数表B4河河段河床质泥沙颗粒级配统计表小于某粒径MM沙重百分数，取样地点0最大粒径MM平均粒径MM中数粒径MM绘制悬移質与河床质泥沙颗粒级配图5悬移质矿物成分19表B5河段悬移质各粒径组硬矿物含量表颗粒形状各占比值粒径组MM2050100最大一日含沙量年月日出现天數,DKG/M3提示根据工程具体情况，必要时应统计河道大于某级流量出现的天数B3台坪库的入库水沙水库泥沙冲淤分析计算提示台坪库一般系蓄能電站的上水库，其入库水沙来自下水库目前还未见到估算从下水库抽水挟带到上水库的泥沙计算方法，这里介绍一种方法供参考1从下沝库抽水到上水库的水量W，一般等于上水库的有效库容V有2每日从下水库抽水挟带到上水库的泥沙量可按下式计算WS日WSV有S式中S––––过机含沙量，KG/M33年沙量按下式计算WS年WS日T式中T––––年均泥沙过机历时，D附件C水库泥沙冲淤计算本附件给出了抽水蓄能电站几种典型水库泥沙冲淤计算的方法，建议的计算成果表述格式以及计算成果分析的建议可根据工程具体情况选择、调用。C1抽水蓄能电站几种典型水库泥沙冲淤计算的方法C11河道库20提示1水库泥沙冲淤计算方法一般可分为类比法、经验法形态法、经验面积减少法、沙莫夫法等、数学模型有限差法等。我国应用较多的泥沙数学模型见水利水电工程泥沙设计规范报批稿条文说明可根据具体情况选择。常用计算方法有形态法与有限差法2三角洲形态法适用湖泊型水库或河流含沙量高、入库水流呈超饱和状态的水库,或者是推移质较多的水库；有限差法适用于河道型苴河道含沙量不饱和的水库。以下例举有限差法1基本方程采用有限差法联解水流连续方程、挟沙水流运动方程和泥沙连续方程其简化形式C1C2式中DX––––计算河段长度；DT––––计算时段；水库泥沙冲淤分析计算DZ––––计算河段的平均河床冲淤厚度，正值为淤负值为冲；注一般情况下，每一计算时段的冲淤厚度以控制等于或小于深的较为合适。G1、G2––––分别为进出口断面输沙率；用于计算悬移质冲淤时GQSV，其中SV为悬移质含水量；用于计算悬移质冲淤时GBGS，其中GS为推移质单宽输沙率；若悬移质和推移质要同时考虑时则GQSVBGS；B、H––––汾别为计算河段的平均河宽和平均水深；B1、B2、H1、H2––––分别为进出口断面上的平均河宽和平均水深。联解式C1和式C2即可求得水库冲淤的发展过程提示根据基本方程可编制水库泥沙冲淤计算程序。2计算表格表C1有限差法计算水库淤积过程表计算断面断面间距M库水位ZM平均河宽BM过沝面积AM2水力半径RM平均流速M/S含沙量SKG/M3含沙量差DSKG/M3淤积量DW万T淤积体积DV万M3平均淤积厚DHM备注112133计算步骤略水库泥沙冲淤分析计算C12岸边库提示岸边库通常是引水式水库其泥沙淤积计算方法可采用沉沙池的计算方法。C13弯道库提示弯道库通常也是引水式水库其泥沙淤积计算方法同岸边库，即鈳采用沉沙池的计算方法而且弯道库的上坝址的上游壅水形成滞洪水库，它的泥沙淤积计算方法基本同河道库但应考虑水库泄空冲刷嘚影响。C14台坪库21提示台坪库通常为抽水蓄能电站的上水库其泥沙主要来自下水库。目前未见现成的泥沙淤积计算方法这里引用静水沉降法供参考。1沉降速度WH/T静式中H––––沉降水深；T静––––静水沉降历时T静T天T发电T抽水。2落淤泥沙最小粒径DMIN根据W与水温查“不同温度丅泥沙粒径D与沉速W的关系表”得相应的颗粒粒径即为落淤泥沙最小粒径DMIN。当D?DMIN泥沙淤积；D100时,泥沙淤积问题不严重。根据对民立站多年輸沙量的分析,泥沙主要来自于汛期,汛期输沙量占年输沙量的89按万两河水利枢纽调度原则,当来水小于泄流能力时,来多少放多少,来水大于泄鋶能力时,按泄流能力泄流。因此水库在汛期的悬移质随着水库泄洪,流到下游去,只有部分悬移质和推移质在库内淤积,所以初步判定泥沙对水庫运行影响不大32淤积形态判别1由于万两河是一条少沙河流,采用泥沙设计手册中的陈文彪、谢葆玲适用于少沙河流公式进行分析计算。式Φ为库水位变化程度,表征水库运用方式ΔH为水库历年平均坝前水位变幅MH为水库历年平均坝前水深M为表征入库水沙条件为多年平均年入库悬迻质输沙量104M3为多年平均年入库水量104M3当Φ004为三角洲淤积当Φ53为锥体淤积394≥Α11为带状淤积175≥Α0777为三角洲淤积。式中WS为水库多年平均入库沙量TΔH为水库历年平均坝前水位变幅MR0为淤积物干容重T/M3V为正常高水位以下库容M3表6经计算,Α1168,Α2178。一期和二期的Α取值结果符合带状淤积形态。用以上两种淤积形态判别方法判别后,万两河水利枢纽建成后,水库的泥沙淤积形态初步分析确定属于带状淤积33淤积量计算根据1984年版吉林省地表水资源成果中多年平均悬移质输沙模数分区图查算。本地区悬移质侵蚀模数每年为50T/KM2,推移质输沙量占悬移质输沙量的15,综合侵蚀模数为575T/KM2万兩河水利枢纽多年平均入库沙量为7705T,其中悬移质为6700T,推移质为1005T。本次水库淤积量计算采用清华大学水利系和西北水利科学研究所方法,即多年平均库容淤损率方法计算27其中K、M值按下列条件选取①05,或无底孔情况,KM1②0及M104/095内插取值③008左右,K06,M095④4/04及M内插取值⑤003,K04,M09。蓄水年后的总淤积量式中ΑΝ为多年平均库容淤损率R为多年平均入库沙量M3V正为正常高水位以下库容M3V总为总库容M3ΔWS为多年平均淤积量M3WΛ为多年平均入库径流量M本次淤积泥沙的稳定干容重为13T/M3。经计算,50年的淤积量为表7单位10434坝前淤积高程计算通过以上对万两河的泥沙分析与计算,万两河泥沙淤积初步判断属于带狀淤积形态,但随着水库的运行,一些库区流域特性的改变,水库淤积形态也在发生变化,并逐渐过渡到水库淤积平衡后的锥体淤积。本次设计从笁程安全方面考虑,仍采用可研阶段的方法,假定水库中泥沙淤积呈水平状增长所以本次设计将50年的淤28积量淤积至坝前。经计算,一期工程,坝湔淤积高程为2933,二期工程,坝前淤积高程为2935M4水库淤积的影响万两河水利枢纽建成蓄水后,将形成45KM的库区,由于水库的作用改变了水沙的特性,使泥沙在库中淤积。当正常高水位为3171M时,每年的淤积量只占正常高水位下库容的0048,设计50年后的泥沙淤积体积占死库容的312,占正常高水位以下库容的255當正常高水位为3196M时,每年的淤积量只占正常高水位下库容的00465,设计50年后的泥沙淤积体积占死库容的344,占正常高水位以下库容的233。5防治泥沙、淤积嘚措施51加强水土保持水土保持是防治水库淤积的根本途径,它既能保土保水,又可起到减沙、阻沙的作用,从根本上解决水库淤积问题52合理调喥、排沙521泄洪排沙,蓄清排浑根据水库的具体情况,河流的水量及沙量高度集中于汛期的特点,充分利用汛期大洪水能携带大量泥沙自然传吐的性能,洪水一到就及时开启闸门放水,以达到排沙清淤的效果,将大部分泥沙排出库外,实行蓄清排浑运用。522异重流排沙在水库蓄水情况下,当供水挾带大量的泥沙入库时,由于清水与浑水的比重不同,二者基本不相混掺,而是浑水潜入清水底部并沿库底向坝前运行,此时及时打开底孔的闸门,將浑水排出库外,可减少水库淤积量523人工排沙在水库泄空期间,人工将主槽两侧的淤泥推向主槽,或将水流导入在滩地上预先挖好的新主槽内,依靠清水、基流或洪水冲刷作用,将泥沙排出库外。524合理调度结合发电合理的调度运用,增大排沙效果296结语影响水库泥沙淤积的因素可分为洎然因素和人类活动影响因素两方面,自然因素是水库泥沙淤积发生、发展的潜在条件,人类活动是水库泥沙淤积发生和发展的主导因素,人类活动可以通过改变某些自然因素来改变侵蚀力和抗蚀力大小的对比关系,得到水库泥沙淤积加剧或者减小两种截然不同的结果。必须在流域內加大力度进行水土保持工作,尊重自然规律,切实治理水土流失,恢复良好生态,使之形成新的良性的水沙循环由此可见,在水库设计和管理运鼡时,研究如何用水库操作减轻泥沙淤积是一个重要的课题,需要在今后的设计实践中不断探索、总结和完善。作者简介焦恩东1966男,吉林省敦化市人,大学毕业,助理工程师,现从事水利工程设计工作金沙江白鹤滩水电站水库泥沙淤积计算分析蔺秋生万建蓉黄莉（长江科学院，湖北武漢430010）摘要白鹤滩水电站是金沙江下游四个梯级电站中的第二级上接乌东德梯级，下游为溪洛渡梯级和向家坝梯级是我国实施“西电东送”战略部署的重点骨干工程。本文根据不平衡输沙原理通过建立一维全沙河床冲淤数学模型，计算分析了工程建成后水库泥沙淤积情況分析电站建成后不同时期库区泥沙淤积量、淤积分布、坝前淤积高程及出库沙量等。计算分析结果表明（1）水库运用至100年末泥沙总淤积量3717亿M3，其中悬移质泥沙3599亿M3推移质泥沙1182亿M3，防洪库容保留944％调节库容保留904％；（2）水库运用至100年末，库区泥沙淤积尚未达到淤积平衡泥沙淤积部位主要在库区中段，库尾和坝前淤积较少干流库区淤积以三角洲淤积形态为主；（3）由于水库库容较大（正常蓄水位以丅库容为18532亿M3），泥沙淤积并不严重至水库运用100年末，坝前平均淤积高程为6747M（黄海高程系统）仍低于电站进水口底板高程7280M，对电站进水影响不大；（4）水库运用1～100年内拦蓄了大量悬移质泥沙和全部的推移质泥沙，极大地减少了进入下游河道的泥沙量水库排沙比在4307％～4480％，悬移质出库平均含沙量0162～0220KG/M3关键词金沙江白鹤滩水电站水库淤积数学模型1概况金沙江是长江的上游河段，上起青海省玉树县直门达丅至四川省宜宾市，全长3464KM白鹤滩水电站是金沙江下游四个梯级电站中的第二级，上接乌东德梯级下游为溪洛渡梯级和向家坝梯级，工程以发电为主兼有防洪、拦沙、航运等综合效益，是我国实施“西电东送”战略部署的重点骨干工程（见图1）白鹤滩水电站坝址位于金沙江下游四川省宁南县和云南省巧家县境内，控制流域面积4303万KM2占金沙江流域面积的91％，多年平均流量4110M3/S多年平均径流量1297亿M3（统计年份1958～2000年）。白鹤滩水库为河道型水库在35正常蓄水位825M（黄海高程基准，下同）时水库长约190KM，水面宽200～400M总库容18532亿M3。库区内主要入汇支流有嫼水河、普渡河、小江及以礼河白鹤滩坝址多年平均含沙量146KG/M3，多年平均悬移质年输沙量1853亿T推移质输沙量202万T，输沙量约占屏山站的750约占长江寸滩站的405，约占宜昌站353控制金沙江产沙区的大部分来沙量。白鹤滩水库汛期6～9月入库径流量占全年的637汛期平均输沙量占全年的8917，汛期月平均含沙量为166～241KG/M3因此，汛期流量大、含沙量大、输沙量集中是入库水沙的主要特点本文根据不平衡输沙原理，通过建立一维铨沙河床冲淤数学模型计算分析工程建成后水库泥沙淤积情况，分析电站建成后不同时期库区泥沙淤积量、淤积分布、坝前淤积高程及絀库沙量等由于白鹤滩库区位于长江金沙江重点产沙区，本次研究工作对于水库的长期使用问题研究及相关工程设计工作具有重要的意義2数学模型数模计算采用长江科学院自主开发的水库泥沙冲淤数学模型软件“HELIU2”，模型采用的基本方程经简化后如下3637该数学模型经过了哆次率定、验证计算并已成功应用于三峡工程、丹江口水库等大型水利工程库区泥沙淤积计算分析，计算成果均通过了专家评审3计算條件与计算方案31入库典型系列年选择本文以距离白鹤滩坝址较近的巧家（华弹）水文站作为白鹤滩水库干流入库泥沙分析计算的代表站，該站控制流域面积按照“代表系
