西藏雅鲁藏布江藏木水电站入库悬移质输沙量推算

2017-03-23刘家富李和平

水电站设计 2017年1期

关键词：悬移质输沙量含沙量

刘家富,李和平

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川成都 610072)

西藏雅鲁藏布江藏木水电站入库悬移质输沙量推算

刘家富,李和平

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川成都 610072)

入库悬移质输沙量是预测一个水库泥沙淤积严重与否的前提，直接关系到工程的枢纽布置和运行方式。为了合理推算雅鲁藏布江藏木水电站入库悬移质输沙量，本文对羊村水文站实测资料的可靠性进行了深入研究，同时通过建立奴各沙水文站～羊村水文站同步月平均输沙率相关关系y=2.503x0.912 5，对羊村水文站悬移质泥沙资料系列进行了插补延长和修正。由此推算藏木水电站入库悬移质输沙量约为1 590万t，年平均含沙量为0.527 kg/m3，属于泥沙问题严重的水库。

输沙量；雅鲁藏布江；羊村水文站；藏木水电站

0 前言

藏木水电站是雅鲁藏布江中游规划建设的第一座大型水电站，藏木水电站库容较小，雅鲁藏布江的悬移质输沙量大小直接关系到工程的枢纽布置和运行方式。因此，合理推算藏木水电站的入库悬移质输沙量显得尤其重要。

入库悬移质输沙量是指进入水库周界的悬移质输沙总量，一般我们根据水文站的泥沙测验资料进行入库悬移质输沙量的推算[1]。但由于历史原因和测验技术的问题，水文站的泥沙资料往往不连续，或者精度有问题，给入库悬移质输沙量的推算带来一定的困难[2]。本文充分利用了雅鲁藏布江流域上下游水文站的实测资料，根据天然河流上下游水沙过程的变化规律，对羊村水文站测验资料的可靠性进行了深入研究，同时采用相关性分析方法对羊村水文站的泥沙资料进行了插补和修正，在此基础上，推算出了藏木水电站的入库悬移质输沙量。

1 工程概况

藏木水电站坝址位于西藏自治区山南地区加查县藏木乡，距加查县城约17 km。藏木水电站采用堤坝式开发，最大坝高116 m。水库正常蓄水位3 310.00 m，死水位为3 305.00 m，正常蓄水位以下库容8 660万m3，调节库容1 310万m3，水库回水长度约12.4 km。藏木水电站为日调节电站，装机容量51万kW。

2 流域概况

雅鲁藏布江发源于喜马拉雅山北麓的杰马央宗冰川，在中国境内(河源～巴昔卡)全长2 057 km，流域面积为240 480 km2。雅鲁藏布江流域由西向东横贯西藏南部，该流域支流众多，其中集水面积大于10 000 km2的有5条，分别为多雄藏布、年楚河、拉萨河、尼洋河、帕隆藏布。藏木水电站位于雅鲁藏布江中游河段，该河段径流补给以降雨为主，地下水和融雪水也占较大比重。上游拉孜～奴各沙河段平缓，叉流发达，为西藏的主要农产区，人类活动频繁，加之自然条件较差，植被稀疏，是雅鲁藏布江的主要产沙区。雅鲁藏布江流域水系见图1。

图1 雅鲁藏布江流域水系

3 泥沙基本资料复核

3.1 泥沙基本资料合理性分析

羊村水文站站址控制集水面积占藏木水电站坝址集水面积的97.2%，为推算藏木水电站入库悬移质输沙量，选择其上游约72 km的羊村水文站作为设计依据，同时选择上游约320 km的奴各沙水文站和下游约361 km的奴下水文站作为参证站。根据收集到的羊村、奴各沙和奴下水文站实测悬移质泥沙基本资料，三站具有1961年、1964～1965年、1976～2004年共32年的同期悬移质实测资料，分析三站同期悬移质年输沙量关系见图2。

图2 羊村、奴各沙和奴下水文站同期悬移质年输沙量关系

由图2可知：羊村、奴各沙和奴下水文站悬移质年输沙量变化趋势基本相同，三站悬移质输沙量年际间呈现同时增大、同时减小的变化规律。其中，1961年、1964～1965年、1976～1998年的三站同期悬移质输沙量大小关系基本上为S奴各沙

进一步分析比较1999～2004年羊村、奴各沙和奴下水文站逐日平均含沙量过程，部分年份三站汛期(6～9月)逐日平均含沙量过程线见图3。由图3可知：1999～2004年羊村水文站与奴各沙水文站、奴下水文站相比较年内沙峰不对应，尤其是2000年和2001年羊村含沙量过程出现馒头峰，与奴各沙水文站和奴下水文站同期的含沙量过程均为锯齿状变化相比较，含沙量数据不甚合理。

3.2 羊村水文站悬移质资料系列的插补延长和修正

羊村水文站实测悬移质系列不连续，且1999～2004年的泥沙测验资料不甚合理。为推算藏木水电站入库悬移质输沙量，需对羊村水文站悬移质资料进行插补延长，并对1999～2004年的资料进行修正。羊村水文站悬移质泥沙资料的插补延长和修正可采用下列两种方法进行：

(1)建立羊村水文站本站的月平均流量～月平均含沙量相关关系，用月平均流量插补缺测的月平均含沙量，并对1999～2004年的泥沙资料进行修正，可得羊村水文站1956～2004年共49年的悬移质资料系列，以此统计得羊村水文站多年平均悬移质年输沙量为1 770万t。

图3 羊村、奴各沙和奴下水文站逐日平均含沙量过程线

(2)建立奴各沙水文站～羊村水文站同步月平均输沙率相关关系y= 2.503x0.912 5，见图4。根据该关系插补羊村水文站缺测的月平均输沙率，并对1999～2004年的月平均输沙率进行修正，可得羊村水文站1956～2004年共49年悬移质资料系列，以此统计得羊村水文站多年平均悬移质年输沙量为1 550万t。

图4 奴各沙水文站、羊村水文站月平均输沙率关系

根据天然河流上下游悬移质输沙量平衡的原则，三站悬移质输沙量存在规律：S奴各沙

4 坝址悬移质输沙量推算

藏木水电站入库悬移质输沙量采用插补延长和修正后的羊村水文站月平均含沙量与相应的藏木坝址月平均流量进行推算。经计算，藏木水电站入库悬移质输沙量为1 590万t，年平均含沙量0.527 kg/m3。输沙量年内分配不均匀，主要集中在汛期(6～9月)，占全年输沙量的97.5%。藏木水电站入库悬移质输沙量、含沙量见表1。

库沙比是判别水库泥沙问题严重与否的一个重要指标。藏木水库总库容8 860万m3，每年入库悬移质输沙量1 590万t，库沙比仅为7，远小于藏木水电站的设计基准期100年。因此，藏木水电站属于泥沙问题严重的水库，在进行电站设计时需要制定合适的泥沙防治措施。