馮家山水庫水沙調(diào)控研究.pdf

1、在中國干旱半干旱的西北地區(qū),水庫調(diào)蓄是該地區(qū)水資源控制利用的一種最重要的形式.在多沙河流的水庫進(jìn)行水沙調(diào)控是保持水庫庫容的重要措施.馮家山水庫是陜西省一座以農(nóng)業(yè)灌溉為主,兼有防洪、發(fā)電、養(yǎng)殖、向?qū)氹u第二發(fā)電廠和寶雞市供應(yīng)生產(chǎn)用水及生活用水等綜合利用的大型水利工程,水庫總庫容3.89億m<'3>,灌溉面積9.07萬hm<'2>.通過多年來對(duì)千河馮家山水庫的排沙觀測(cè)及試驗(yàn)研究表明,異重流排沙是多沙河流上水庫排沙減淤的一種重要方式.利用異重流

2、及蓄洪排沙可以減緩水庫淤積,提高排沙效率,延長(zhǎng)水庫的使用年限.利用千河千陽水文站1957~1993年的水沙資料及馮家山水庫的運(yùn)用方式,建立了馮家山水庫淤積數(shù)學(xué)模型,在數(shù)學(xué)模型驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,得到了馮家山水庫到2043年時(shí)的淤積過程、淤積總量及分布.其中水庫將淤積1.71億m<'3>,推移質(zhì)淤積占0.259億m<'3>,懸移質(zhì)淤積占1.45億m<'3>;有效庫容由2.86億m<'3>損失到1.43億m<'3>,死庫容由0.91億m<'3>損

3、失到0.33億m<'3>,從而導(dǎo)致馮家山水庫調(diào)節(jié)能力降低.通過修建局部壩前水庫,進(jìn)行了馮家山水庫排沙試驗(yàn)?zāi)M研究,觀察了異重流在水庫模型中的摻混過程及渾水水庫的形成過程,并定性地得到了壩前含沙量垂線分布和輸水洞引水中的最大含沙量.在數(shù)學(xué)模型計(jì)算得到水位~庫容關(guān)系的基礎(chǔ)上,對(duì)不同頻率的入庫洪水進(jìn)行了不同淤積年限庫容的調(diào)洪計(jì)算.計(jì)算和模型試驗(yàn)結(jié)果均表明:對(duì)于2043年時(shí)的水庫淤積地形,2年一遇的洪水和5年一遇的洪水,輸水洞引水為清水,對(duì)寶雞

4、市城市供水和寶雞第二發(fā)電廠生產(chǎn)用水的水質(zhì)(水中的泥沙限制含量小于5.0 kg/m<'3>)沒有影響;在2023年以前的水庫淤積地形上,遇到10年一遇的入庫洪水時(shí),輸水洞引水中的泥沙含量小于水中的泥沙限制含量小于5.0 kg/m<'3>,可以滿足寶雞市城市供水和寶雞第二發(fā)電廠生產(chǎn)用水的水質(zhì)要求.在1993年淤積地形上,遇到20年一遇的入庫洪水和50年一遇的入庫洪水時(shí),寶雞市城市供水和寶雞第二發(fā)電廠生產(chǎn)用水的水質(zhì)要求已經(jīng)破壞.在保證供水水質(zhì)