葠窝水库库区淤积测量及成果分析

隋丽君

（辽宁省葠窝水库管理局，辽宁 辽阳 111000）

1 控制测量

1.1 库区基本情况

葠窝水库大坝的死水位为70 m，正常高水位96.6 m，最高水位102 m。水库控制流域面积6175 km2，占整个流域面积的44.5%，是流域内主要的控制工程。

近年来库区开矿严重，人为带来的淤积增加，两岸植被破坏、水土流失更加恶化，使库区河床形态发生较大变化，以及村民垦荒造田，对库区的水土保持产生一定影响。造成国家三角点和水库的控制点被严重破坏，给测量工作带来不利的影响，延误正常的工期。

1.2 平面、高程控制测量

1.2.1 断面布设及断面桩埋设

根据测量要求延续原有的40个控制断面，断面标志桩采用钢筋混凝土预制桩，断面尺寸0.2 m×0.2 m，高约0.8 m，埋深约0.7 m，用水泥砂浆灌注，桩顶有划有十字线的金属标心，桩体侧向用红色油漆标有桩号。

1.2.2 平面、高程控制点测量

平面控制点测量以国家点或原有断面端点为起点按导线多段进行，且大部分控制点测量为前方或后方交会，平面精度按五等电磁波测距导线要求（SLJ97—97）控制；高程精度按四等水准测量要求控制。

1.2.3 图根点控制测量

所有断面端点组成本次测图的图根点，其坐标由上述五等导线点发展而来，施测时系与导线点同步测量，除了各断面端点为混凝土标桩外，个别地方也埋设了一些混凝土桩，有些桩在埋完之后还没有来得及测量就被破坏，故没有坐标和高程。保存完整且有成果的标桩，其中太子河50个。

1.2.4 测站点控制测量

为了满足碎部测量的需要，在测区内随机布置了多个测站点，测站点由图根点交会所得，其精度为：定向标准偏差小于0′64″，照准点高程精度标准偏差小于5 cm，照准点点位精度标准偏差小于5 cm。

2 碎步测量

碎部测量，共完成库区内10000多个点的三维坐标测量。

2.1 水下地形测量

水下地形测量采用SOKKIA230R全站仪结合测深锤进行。水下地形测点的密度按规范（SLJ97—97）白纸测图规定，选为图上1～3 cm，亦即实地50～150 m，实际测量时按横断面施测，横断面间距不大于150 m，断面上测点间距不大于50 m。计算机成图时，因注记点太密不便于读图，对其进行了稀释处理。

2.2 一般碎步测量

一般碎部测量由全站仪直接读取测点三维坐标，全站仪置于测站点或直接置于图根点，测点密度按规范白纸测图规定选为图上1～1.5 cm，亦即实地50～75 m。根据淤积测量的实际需要，最高高程选为102.0～104.0 m，实际测量中也有测至150.0 m以上的点。测点三维坐标由全站仪读取后，再拷贝到计算机中，其后的处理工作由计算机完成。

3 测量成果的整理

碎部点野外测量的成果为GSI格式的文本文件及BAS格式的文本文件，其中GSI格式文件除记录了测点的三维坐标外，还记录了有关测站、仪器及测量时间等辅助参数。测量的成果整理工作主要有两项：一是对前述文本文件进行处理，形成测点三维坐标数据库文件；二是利用三维坐标数据文件，进行计算机绘图。

3.1 数据预处理

在数据预处理阶段，主要解决两个问题：一是将以数据库形式存储的地形点三维坐标转换成CASS3.0能接受的文件格式，二是对数据进行其它的一些处理。

外业采集的地形点三维坐标数据是以数据库形式储存在磁盘中的，为了阅读的便利，首先将其转换成TXT格式文本文件，再由程序Readfile.exe生成AutoCAD下的批处理SCR文件，由CAD来检查采集数据的正确性（展点）。若采集无误，则调用Cdfq.lsp程序，将测量数据转换成CASS3.0能接受的DAT文本文件，为建立数字地面模型提供基础。

4 测量成果分析

4.1 库容计算

库容计算采用面积法进行，设S1，S2为相邻两等高线所对应的面积，hi为其等高距（2 m），则

而总库容为∶

用（1）、（2）两式计算的 Vi结果略有偏差，据研究，当S2/S1＞0.7时，误差不超过0.5%，而当S2/S1＜0.7时，以用（2）式计算较为接近实际。这次测量结果用两种方法计算的差值达81×104m3，因多数相邻断面面积之比小于0.7，故最终采用（2）式计算。

4.2 淤积量计算

4.2.1 用库容法计算淤积量

水库经多年运用后发生淤积，建库时库容与新库容之差即为淤积量，而不同高程相对库容之差即为该高程下的淤积量，由此可断定泥沙淤积在不同高度上的分布规律。表1中列出各不同高程时库容比较表。从表1中可见，最大淤积量为129.073×106m3，占总库容的 16.40%。

表1 不同高程新旧库容比较

4.2.2 用断面法计算淤积量

4.3 泥沙淤积分析

4.3.1 泥沙淤积沿工程的分布

以基本等高距2 m为基准，绘出各高程区间泥沙淤积分布柱状图。窝水库库区在102 m高程以下全部发生淤积，平均等高距间淤积量为6.45×106m3，淤积分布不均匀。发生淤积较大的区域是96～102 m之间及76～78之m间，每层淤积量均超过10×106m3；发生淤积较小的区域是62～70 m间，每层淤积量在1×106m3左右，这一部分在坝前区域。从地形图上看，淤积的泥沙正在逐渐向坝前推进。在实际测量中，看到的是大量的淤积主要来自于开矿弃渣、洗矿及填水库造地，弃渣主要分布在库区河流的中段，填水库造地大部分在河头部位，致使水库蓄水面积急剧减小。

4.3.2 泥沙淤积在河道纵断方向的分布

4.3.3 泥沙淤积在河道横断方向的分布

由于原始横断资料缺乏，原河道横断是在1964年辽宁省水利勘测设计院1∶1万地形图上截取的，有一定的误差。从横断面来看，除河头及坝前河底淤积厚度较小外，其余均淤厚严重，整个河道底部呈抬高趋势。在正常自然的河道横断面，显示出两岸略有冲刷，而河底有一定的淤积；在采选矿部位的断面，显示出岸坡及河底明显的淤积严重，改变了原有自然河道的形状，如太7～太15断面，细3、细5断面，兰4断面等；在河头部位的断面，显示出两岸被填土造地修建厂房，断面长度急剧缩短，有些断面长度减小为原来的二分之一甚至三分之一，如太21～太27断面，兰5断面等。

4.4 历次测量淤积量比较分析

历次测量均以1964年为基准，各年测得的淤积量见表2。

表2 各年淤积量表

从上表中可以看出，2001年至2008年的平均年淤积量为11.14×106m3，平均每天的淤积量为3×104m3。

5 结语

水库淤积测量是水库管理中的一项重要工作，它对水库的调度管理、安全运行及估计水库使用年限都有重要的意义。在窝水库控制测量采用全站仪完成，达到规范标准；碎部点测量采用全站仪结合测深锤进行，保证了外业测量工作的快速、高效、准确；测量成果的内业处理采用计算机进行，对数据进行处理、检查，最后绘出标准地形图，准确、清晰、规范。

经计算水库总淤积量为129.073×106m3，占总库容的16.40%，淤积问题极为严峻。为了水库的正常运行，希望得到有关部门的重视。