紫坪铺水库未来50年、100年水库淤积形态、淤积平衡形态及有效库容计算

紫坪铺水库水力设计

一、概况

1.1 研究区域概况

紫坪铺水库位于我国四川省成都市，是一个以灌溉、供水为主，结合发电、防洪、旅游等的大型综合利用水利枢纽工程。水库正常蓄水位877米，死水位817米，设计洪水位871.1米（P=0.1%），核定洪水位883.1米，最大坝高156米。在校核洪水位下，总库容11.12亿立方米，其中正常蓄水以下库容9.98亿立方米，正常蓄水位至汛期限制水位之间库容4．247亿立方米，死库容2.24亿立方米。电站装机容量76万千瓦，保证出力16.8万千瓦，年发电量34.176亿千瓦时，年平均利用小时4496小时，电站建成后可承担西南电网的调峰调频任务和担负一定的事故备用。紫坪铺水利枢纽工程坝址以上流域面积22662平方公里，占岷江上游面积的98%，多年平均流量469立方/秒，年径流量总量148亿立方米，占岷江上游总量的97%，控制上游泥沙来量的98%，工程能有效地调节上游水量、洪水和泥沙。紫铺水库建成后，可调节增加枯水期洪水7.75亿立方米，设计枯水年宝瓶口现状多进水量6.86亿立方米，基本满足灌溉、城市工业、生活环境用水要求。

大型水利枢纽工程-----紫坪铺水库是国家西部大开发“十大工程”之一，被列入四川省水库“一号工程”，于2001年3月29日正式动工兴建。

二十世纪五十年代国家开始筹备建设的紫坪铺水库工程，因其坝基地址选在紫坪铺镇（前称白沙）紫坪村而得名，并在以后的几十年间被广泛传播为大众熟知。该工程动态投资72亿元，静态投资62亿元，水库正常蓄水位为877米，最大坝高156米，总库容11.26亿立方米，其中调节库容7.74亿立方米，水电站装机容量76万千瓦，建成后除了满足川西灌溉、城市供水、防洪发电外，还将是一个比西湖大100倍的最大“水上公园”。2004年12月1日开始蓄水，2005年5月第一台机组发电，2006年12月整个工程竣工投入使用。紫坪铺水利枢纽工程，是都江堰灌区的水源工程，是岷江上游不可

多得的调节水库，它是具有防洪、灌溉、城市工业、生活和环保供水、利用供水水量发电等综合效益的大型水利工程。

一、流域概述

紫坪铺水利枢纽工程位于岷江上游，都江堰城西北9KM处。岷江是长江一级支流，全长711KM，流域面积13588平方公里。都江堰以上为上游，河长314KM，落差2062M，流域面积23037平方公里。紫坪铺水利枢纽工程坝址以上流域面积22662平方公里，占岷江上游面积的98％，多年平均流量469立方／秒，年径流量总量148亿立方米，占岷江上游总量的97％，控制上游泥沙来量的98％，工程能的效地调节上游水量、洪水和泥沙。

二、工程布置

工程正常蓄水位877．00米，相应库容9．98亿立方米，校核洪水位883．10米，总库容量11．12亿立方米，属于大（I）型水利枢纽工程，其主要建筑物等级为I级工程按1000年一遇洪水设计，洪峰流量为12700立方米／秒。枢纽由大坝、溢洪道、引水发电系统及厂房、冲沙放空洞、泄洪排沙洞组成。

三、工程效益

提高都江堰设计灌溉面积1086万库耕地的灌溉供水保证率，还将为毗河丘陵扩灌区314万亩灌溉面积提供水源；向成都市提供工业和生活水量50立方米／秒（比现在增加22立方米／秒）；在枯水期（12月至次年5月）向成都市提供20立方米／秒的环境用水。电站装机760MW，多年平均发电量34．17亿KW．H，可在电网中承担调节频任务。可将岷江上游百年一遇的洪水削减为十年一遇下泄，大大减轻都江堰至新津县长约78公里河段的洪水威胁。

四、施工进度

工程总工期六年（2001至2006年），不包括一年的筹建期（2000年）。导流洞二条，洞径分别为11米、10米，洞长分别为780米、695米。施工期2年，必须保证2002年11月中旬截流。大坝趾板砼筑开始至第一台机给发电2．5年。坝体分四期填筑，砼板分三期浇筑，于2004年10月至2005年4月先后下闸，封堵导流洞，水库开始蓄水。大坝继续施工至2006年底建完。厂房工程自2005年5月第一台机组低水位发电后，每隔6个月安装

一台机组，到2006年10月四台机组全部安装完毕。

五、环境效益

调节径流，提高岷江水资源利用率。都江堰灌区面积目前的2万平方公里提高到2.5万多平方公里。确保城市供水，改善环境质量，促进成都市社会经济的全面发展。提高防洪能力，可使岷江上游百年一遇的洪水削减至十年一遇洪水下泄，防洪标准从十年一遇提高到百年一遇。同时还可新开发河滩地约一万亩。充分发挥水库的净化功能，改善都江堰供水水质，减少泥沙危害，节约净化处理费水库电站每年提供电能34．17亿KW·H，避免了同规模火电站产生的环境污染。紫坪铺水利枢纽工程形成了新的风景旅游区，把自然景观和人文景观融为一体，联成一片，提高了以都江堰为中心的风景旅游区的环境质量。

1.2基本资料

紫坪铺水库库区图

水情系统流域图

1.3研究任务

紫坪铺水库未来50年（2065年）、100年（2115年）的水库淤积形态、淤积平衡形态及有效库容计算。

二、基本知识

2.1水库淤积

2.1.1水库淤积主要是河水挟带的泥沙在水库回水末端至拦河建筑物之间库区的堆积。拦河筑坝后抬高了水位，形成了在建筑物前近似水平、而在上游末端与天然河流原水面线相切的水面曲线，称回水曲线。

2.1.1水库淤积形态

分为纵剖面形态和横断面形态。纵剖面形态包括三角洲、锥体和带状淤积三种形态。在库水位变化幅度不大，淤积处于自由发展情况下，水库淤积一般呈三角洲形态；在回水曲线较短，入库水流在通过库段时紊动强度较大，或含沙量较高，含沙水流在达到拦河建筑物前泥沙来不及完全沉积情况下，水库淤积将形成锥体形态；水库水位在淤积发展过程中大幅度变动，水流挟沙量较小，则在水库回水末端变动范围内将产生一系列微型三角洲，并叠加形成带状淤积。三角洲是水库淤积的基本形态。由于回水曲线具有下凹的形状，故三角洲纵剖面亦为下凹面。

横断面形态在多沙河流与少沙河流的水库中有所不同。多沙河流上的水库普遍有淤积一大片，冲刷一条带的特点。淤积一大片指泥沙在横断面上基本呈均匀分布，库区横断面上不存在明显的滩槽。冲刷一条带指水库在有足够大的泄流能力,并采取经常泄空的运用方式时,库底被冲出一条深槽，形成有滩有槽的复式横断面。淤积过程中横断面的变化，一般还具有死滩活槽的规律，即滩地只淤不冲，滩面逐年淤高；主槽有淤有冲。在合理的运用方式条件下,库区可保持一条相对稳定的深槽,不致被泥沙淤死。少沙河流水库，淤积一大片的特点并不突出，但冲刷一条带和死滩活槽的基本特点依然存在。

2.1.2水库淤积过程

水库淤积过程是在水流对不同粒径泥沙的分选过程中发展的。在回水末端区，