水库坝前淤积高程确定的探讨

田根友

【摘要】在水库设计中，坝前淤积高程是死水位的选择制约因素之一。坝前淤积高程的确定，不仅涉及到取水的保证问题，更重要涉及到工程规模大小的确定问题，本文结合观音岩水库的坝前淤积高程和死水位选择，分析比较了0.67淤积法（贵州省内的类比法）、经验面积减少法两种方法的差异，指出在今后工作中应该注意的问题。

【关键词】坝前淤积高程；0.67淤积法；经验面积减少法；死水位的选择

前言

水库死水位的选择，首先需计算出水库使用年限的坝前淤积高程，再根据其他要求确定死水位，不同计算方法坝前淤积高程差异很大。在观音岩水库的坝前淤积高程和死水位的选择计算中，分别采用0.67经验淤积法和经验面积减少法，最后推荐采用经验面积减少法的成果。本文结合观音水库坝前淤积分析和死水位选择，分析比较这两种方法成果的差异，提出在今后工作中多使用经验面积法。

1、水库概况

观音岩水库位于贵州省水城县阿嘎乡，坝址以上集水面积97.2km2，多年平均来水量6780万m3，水库正常蓄水位1430m，正常蓄水位以下库容1979万m3，死水位1382.5m，死库容为251万m3。悬移质输沙模数为1000t/km2，推移质输沙模数按悬移质输沙模数20%计算。坝址多年平均悬移质输沙量9.72万t，悬移质泥沙含量1.42kg/m3，推移质输沙量1.94万t，年输沙总量11.66万t。

观音岩水库是以工业用水、灌溉用水和农村人畜用水为供水任务的综合型水库，灌区主要分布在阿嘎乡和蟠龙乡境内，海拔高程较低，对死水位限制较小，人畜饮水为次要任务，根据死水位确定供水范围，工业分布与水库下游沿河两岸，不影响死水位的选择，本阶段确定死水位的主要因素是泥沙淤积 。

2、水库坝前淤积高程的确定

本工程采用0.67淤积法和经验面积减少法计算坝前淤积高程

2.1 0.67经验淤积法

本法为根据我省一个已运行多年水利工程的泥沙淤积情况进行总结，得出的结论是水库坝前淤积厚度为水平淤积厚度的0.67（简称0.67经验法），水平淤积厚度为水库设计年限的淤积量平铺在库内的坝前淤积厚度（虚拟值），死库容不小于设计淤积量。泥沙淤积按50年计算，淤积量采用“多年平均排沙比法”计算。

V沙=（1-η）G·F·T/γs

式中：V沙-水库泥沙T年淤积库容（万m3）；

1-η-水库拦沙率；

G-多年平均输沙模数（t/km2）；

F-集雨面积（km2）；

T-泥沙淤积年限（年）；

γs-泥沙容重（t/m3）。

根据径流计算成果，水库多年平均径流量6830万m3，查《泥沙设计手册》中的“拦沙率”经验关系曲线，观音岩水库拦沙率为95.6%。多年平均悬移质输沙量9.72万t，推移质输沙量1.94万t，输沙总量11.66万t，50年泥沙淤淤积体积426万m3。平铺后水平淤积高程为1392.4m，按0.67折算，坝前淤沙高程为1375.09m，死水位不低于水平淤积高程取1392.5m，死库容429万m3。

2.2 经验面积减少法

该方法根据水库多年实测泥沙淤积资料建立经验关系，通过分析水库不同高程淤积面积，最终确定坝前淤积高程和淤积后的水位面积容积曲线。

一般认为水库形态为影响淤积分布的主要因素，水库形态可用V=khm来表示，采用双数纸点绘水深h与库容V，求出m值，根据m值判断水库形态，各水库形态和对应的公式见表1。

利用（1-Vr）/a0=（Vs-V0）/HA0，Vr為坝前淤积面以下相对淤积体积，Vs为总淤积量。假定一个坝前淤积深度反复试算，使两边的数据相等。即可求出不同高程的淤积面积，从而得到淤积后的库容曲线。

（1）确定水库淤积分布的类型

利用双对数纸点绘水深与库容的关系曲线，根据本水库的天然水位面积容积

曲线得出水深在30m以下m=2.3，水深在30～60m，m=2.4，水深在60～80m，m=2.7，属于泛滥平原—丘陵型（Ⅱ）。

（2）确定坝前淤积深度h0

假定几个坝前淤积深度，分别计算相应的V0、A0和（Vs-V0）/HA0的值，然后将其与坝前淤积深度计算的辅助曲线点绘在同一纸上，并连成直线，它与Ⅱ线交点的横标P0=0.37即为要求的坝前相对淤积深度，从而h0=0.37*88.5=32.7m，相应高程为1374.2m。

（3）淤积分布计算

不同高程的相对面积α可根据相对深度P查图所得，相对面积乘以比例常数得到淤积面积，这样即可求出相应高程淤积后的面积，淤积后的库容曲线就可求得。原始库容及淤积后库容计算成果见表2及图1。

水库坝前淤沙高程为1374.5m，根据水工建筑物布置要求和兴利要求，选择死水位为1382.5m。

3、死水位选择比较及对规模的影响

按0.67法分析，平铺后水平淤积高程为1392.4m，坝前淤沙高程为1375.09m，死水位不低于水平淤积高程取1392.5m，死库容429万m3。正常蓄水位为1432.5m，经验面积减少法分析，死水位为1382.5m，死库容 251万m3，正常蓄水位为1430m。死水位相差10m，正常蓄水位相差2.5m，投资相差近6000万元。

4、结论

0.67淤积法为我省泥沙淤积类比法，其根据我省已调节性能较差的电站泥沙淤积情况总结得出，为我省中小型工程的设计做出了贡献，由于资料有限，以点带面难以实用于其他类型，特别是调节性能高的水利工程。经验面积减少法是根据不同类型的水库运行多年后总结出的方法，具有一定的理论依据，实用于不同类型的水库泥沙淤积计算。因此，建议在以后的工程泥沙淤积计算中实用多种方法进行分析比较。