万安水库泥沙淤积分析

2015-04-19陈光平程爱平

江西水利科技 2015年1期

关键词：沙量万安赣江

陈光平，程爱平

（江西省赣州市水文局，江西赣州 34100）

1 基本情况

1.1 自然地理

万安水库坝址位于江西省万安县芙蓉镇上游2 km的土桥头，地处东经 114°41′，北纬 26°33′,上游距赣州市、下游距吉安市各90 km。

万安水库位于赣江中游，是大（1）型水利枢纽工程，集水面积 36 900.3 km2,总库容22.14亿m3，设计蓄水位100.00 m,初期运行蓄水位96.0 m，正常库容10.38亿m3，平均水深10.38 m。

1.2 河流水系

赣江发源于石城县洋地乡石寮岽，河口为永修县吴城镇望江亭。流域面积82 809 km2，主河道长823 km。纵贯江西南北，赣州以上为上游，属山区性河流，河道多弯曲，水浅流急，沿途纳湘水、濂江、梅江、平江、桃江，称为贡水，在赣州市八景台与章江汇合而成赣江。自赣州市至新干县为中游，新干以下至河口称为下游。

1.3 水文测站

峡山水文站地处赣州市于都县罗坳乡峡山村，集水面积15 975 km2，是贡江控制站，国家重要水文站。

居龙滩水文站地处赣州市赣县大田乡居龙滩村，集水面积7 751 km2，是桃江控制站，国家重要水文站。

翰林桥水文站地处赣州市赣县吉埠镇老合石村，集水面积2 689 km2，是平江控制站，国家重要水文站。

坝上水文站地处赣州市章贡区水南镇腊长村，集水面积7 657 km2，是章江控制站，国家重要水文站。

棉津水文站地处吉安市万安县芙蓉镇，集水面积36 818 km2。为赣江上游控制站，位于万安电站上游约16 km处。1985年撤消流量、悬移质输沙率监测，收集有1956～1984年连续29年的流量及泥沙资料。

西门水文站1979年设立，为万安水利枢纽工程设计施工及科研需要而设立的专用水文站。集水面积36 900km2，位于万安电站下游约2km处，距河口346km。已收集1984～1987年连续4年流量及泥沙资料。

吉安水文站地处吉安市吉州区，1930年设立，集水面积56 223 km2,为赣江中游控制站，国家重要水文站。

2 上游来沙量分析

万安水库的来沙量主要是赣江上游的贡江、桃江、平江及章江这4条主要支流的来沙量。因此，选取贡江峡山站、桃江居龙滩站、平江翰林桥站、章江坝上站作为万安入库泥沙控制站。在这4条支流上，均建有国家基本水文站，有泥沙测验项目。

2.1 基本情况

赣江上游4支均在赣州市汇入，赣州市流域面积35 672 km2（赣江部分），占万安水库流域面积的96.7%，万安水库的来水量及产沙量主要来源于赣州。赣州多年平均年降水量为1 560 mm。年降水量的年际变化较大，最大年平均降水量是最小年平均降水量的2.02倍。降水时空分配不均，4～6月是降水量最集中的时期，占年降水量的41%～55%。年平均降水日数为156～170 d，是全国降水日数最多的地区之一。

多年平均年径流总量为336.5亿m3，平均年径流深854.6 mm。径流量的年内分配不平衡，汛期平均径流量占全年径流量的72.6%，非汛期平均径流量占全年径流量的27.4%。径流量的年际变化规律与降水量的年际变化规律一致，最大年径流深在1 450～1 850 mm之间。

2.2 来沙量分析

2.2.1 上游四支历年泥沙变化

依据《中华人民共和国水文年鉴长江流域水文资料》[1]，赣江上游四支贡水峡山站、桃江居龙滩站、平江翰林桥站、章水坝上站及棉津站1959～2011年历年来沙量见表1。棉津站泥沙资料系列从1959～1984年，棉津水文站位于万安水库坝前位置，1988年撤销。棉津站泥沙量减去上游四支总来沙量为赣江上游四支至万安水库坝址区间的来沙量。

赣江上游四支及棉津站1959～2011年历年来沙量见图1。由图1可知，上游四支来沙量1959年以来总体上是下降趋势，特别是1995年后赣江上游四支来沙量明显偏少。由表1可知，赣江上游四支1959～1984年多年平均来沙量726万t/a，1985～1993年多年平均来沙量620万t/a，1994～2011年多年平均来沙量447万t/a。分析其主要原因，一方面因为赣江上游修建多座水库拦沙的作用；另一方面赣江上游水土保持卓有成效。2011年赣江上游区平均森林覆盖率上升至76.2%，是全国平均森林覆盖率的4.1倍，同时大量采砂等人类活动也有一定影响。

表1 赣江上游四支及棉津站历年来沙量万t/a

续表1 赣江上游四支及棉津站历年来沙量万t/a

按《水文资料整编规范》[2]建立1959～1984年赣江上游四支总来沙量与棉津站来沙量相关关系（见图2）。由图2可以看出，赣江上游四支总来沙量与棉津站沙量相关系数R2=0.977，相关关系良好。依据此关系线，可计算棉津站位置1985～2011年历年来沙量，相应可计算出上游四支与万安坝址区间历年来沙量，计算结果见表2。

2.2.2 万安水库建库前后来沙量

万安水库于1993年6月下闸蓄水发电，因此以1994年为建库的分界线。为便于分析，棉津站泥沙资料系列分别采用1959～1984年作为一个系列，1985～1993年作为一个系列。分别计算万安水库建库前1959～1993年、建库后1994～2011年万安水库入库站位置棉津站来沙量（见表 3）。

图1 赣江上游四支及棉津站历年来沙量

图2 赣江上游四支总来沙量与棉津站相关关系图

表2 各阶段万安水库上游多年平均来沙量变化万t/a

表3 万安水库建库前后不同阶段来沙总量万t/a

由表3可知，1959～1984年赣江上游四支总来沙量约18 900万t，期间棉津站来沙量约 21 000万t，因此推算赣江上游四支至棉津站区间来沙量约2 100万t，区间多年平均来沙量80.8万t/a；1985～1993年赣江上游四支总来沙量5 580万t；建库前1959～1993年，赣江上游四支流总来沙量24 500万t，赣江上游四支至棉津站区间来沙量2 700万t，合计27 200万t，多年平均780.8万 t/a。

建库后1994～2011年赣江上游四支流来沙量8 040万t,棉津站来沙量8 940万t，赣江上游四支至万安库区区间来沙量为900万t。建库后多年平均来沙量496.7万t，比建库前减少了284.1万t。

3 下游出库泥沙分析

万安水库出库泥沙主要由西门站控制。该站只收集了1984～1987年连续4年泥沙资料。但距离上游棉津站仅18km且中间无支流加入，所以可借用棉津站的资料代替西门站资料，棉津站撤消后采用吉安站资料反推西门站泥沙量。

3.1 棉津站与吉安站泥沙关系

棉津水文站位于万安电站上游约16 km处，是万安电站的入库站，1984年停测。棉津站至吉安站逐年泥沙情况见表4。从1959～1960年、1964～1984年两个系列分析统计（1961～1963年吉安站无资料），棉津站的多年实测泥沙量18 600万 t，吉安站多年实测泥沙量为22 400万t,区间泥沙总量为3 800万t,区间多年平均来沙量为165万t。

点绘棉津站与吉安站1956～1984年历年输沙量相关关系。由图3可见，两站输沙量相关关系较好。

3.2 西门站输沙量的推求

西门水文站距棉津水文站约18 km，之间无较大支流汇入，该站在万安电站坝址下游约2 km，为出库站，西门站与棉津站集水面积之比为0.998。1965～1983年借用棉津站输沙资料，将棉津站1965～1983年历年输沙资料与根据吉安站减各支流输沙量推求出的西门站历年泥沙进行对比，推求1988～2011年西门站历年输沙量（见表 5）。

3.3 出库泥沙分析

根据表5分别计算西门站历年径流量、输沙量5年滑动变化值及建库前后多年平均输沙量，分别见表 6、表 7。

表4 棉津站至吉安站区间泥沙统计表（1959～1984）万t/a

图3 棉津站与吉安站（1956～1984年）历年输沙量关系图

表6、表7可知，西门站建库前后输沙量变化较为明显，建库前年最大输沙量为1 440万 t，建库后年最大输沙量为961万 t；建库前多年平均年输沙量为738万 t，建库后多年平均年输沙量为184万 t，即建库后出库泥沙量平均每年减少了554万 t。从近10年西门站年输沙量情况看，年际间变化较小，年输沙量在150万 t左右，趋于稳定。