陇东黄土高原地区水库泥沙淤积预估实例研究
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为突 出。
时增 设非常溢洪道 ，９ ８年淤积 面高 出泄洪洞底 １ ２ ｍ， １７ ． 再 ５
次造成水 库的防洪隐患 。１７ ９ ９年改建至 ２ ０ ０２年 的 ２ ３ ａ时
黄河流域 的河流在汛期含沙量都 比较高 ， 以泥沙含量超 过 ４０ｋ／３ ０ ｇｍ 定义为 高含沙水流 …， 这种 高含沙水流 现象也 是我 国黄土高原地 区独有 的现象。 由于高含 沙水 流进入水库 后没有采取 有效 的防 淤减淤 措施 而造成 库容减少 ， 重地 严 影 响 了水库 的使 用 寿命 ， 库容 逐年 减 小 ， 洪负担 逐年 加 防 重， 库容 淤积 损 失 问题严 重影 响 了水 库 的发 电效 益 、 防洪 效益 、 溉效 益的正常 发挥 。因此 ， 灌 在该 地 区建立一 个预测 库 区 冲淤 的模 型越来 越显得 重要 ， 于解决黄 土高原 地 区 对 高含沙水 流影 响下 的水库 更具有重 要 的指 导意义 ， 不仅 它 能 够更好 的服务 于水 库管 理 ， 也能 为水库管理 者提供 重要
・
设计与研究 ・
陇东黄土高原地区水库泥沙淤积预估实例研究
郭 军
（ 甘肃省水利水 电学校 ， 甘肃 兰州 ７０２ ） ３０ １
摘要 ： 东黄土高原是我国水土流失最为严重的地 区， 陇 区内地表植被 差 ， 强降雨导致高合 沙水流的产生 ， 流域 内的水
库 淤积现 象十分严重 。通过解放沟水库的资料建立 了一个数 学预估模型 ， 用于反 映淤积后相对水深与水平淤积面积
建立一个 函数 ， 令
＾
树源 ， ７ ｋ 河床 比降 Ｏ ％， 沟长 ｍ， ． 水库控制流域面积 ２ ｍ ， ４ ３ｋ ２ 总库容 １２ ｍ ， （） ９万 ３ 属小 １型水库 。该流域属 陇东 黄土高原
残塬沟壑 区， 被较差 ， 土流失严重 ， 植 水 县境 内年径流量 ５７ ．１
１ 引言
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ：０ ５ ０ ４ （ ０ １ １ — ｏ ４ Ｏ ２ ９ — １４ ２ １ ） １０ ０ 一 ２
游的农业 和工业发展提供了有力保证 ， 同时对下游油 田矿 区 和群众生命财产起重要 的保护作用。 解放 沟水库 于 １ ７ 年 ５月底建成 后一直在拦 洪 蓄水 ， ９１ 初步设计 时没有考虑泥沙淤积问题 ， 以经过两年多 的运行 所
发现水库 淤积和排洪 问题非常严峻 。１７ ９ ４年 加高大坝 的同
陇东黄土高原位于甘肃东部 ， 国水土流失最为严重 是我
的地 区， 同时也是黄河泥沙的主要输人 区之一 。近年来该地
区发现了储备 丰富的石油 、 天然气及 煤矿资源 ， 随着 当地经 济建设和社会发展对水资源需求量 的逐年增加 ， 用水矛盾较
间 内水库库 容减少了近 ６ ％，淤积面高程达 到 １ ０ ． ｍ， ０ １５０ 比原河床高程 １０ ００ ｍ高出 １． ｍ。 ９． ５０
３ 水 库 淤 积 模 型 建 立 ３１ 建 模 原 理 ．
水库 投入初期库 底没有淤积量 ， 随着水库 的使 用 ， 库底
逐渐减小 ， 库底 区水平 淤积面积也在发生变化。在 已有观测
的依 据 。
２ 工 程 概 况
式 中： 卜 Ｐ ～
淤积水平面积 ； 淤积后 正常 蓄水位水深与初期水深的 比值 ； 积、 产沙等有关。
ａｂ ｃ ． 、——库 区影 响泥沙淤积 的待 定系数 ，与 流域 面 对式 （ ） １ 求取对 数 ， 得
ｉＦ ａ ｂｇ ＋ ｌ（ － ） ｇ ＝ ＋ ｌ ｃ １ｐ Ｐ ｇ （） ２
的关系， 并采用最小二乘法推求三个参数。通过解放沟水库实际建模， 实测淤积量与计算淤积量的误差范围在 ８ 左 ％
右， 建立一个反映流域 内淤积变化的数 学模型可更好的服 务管理单位 ， 测水库 淤积 变化情 况。 预
关键词 ： 高含 沙水流 ； 水库 淤积 ； 数学模 型； 淤积预 估 中图分 类号 ：ｖ ４ ＋ Ｔ １ ５． １
Ｑ ，ｃ Ｅｌ 一－ｌ —ｌ１ ） （ｂ） ｌ ａｂ ｃ（ Ｉ ａ，＝ ｇ ￣ ｇ ｇ一 ２
Ｉ
（） ３
用 最ｄLeabharlann Baidu－ 乘 法 （原理 求解 Ｑ（ ， ，） 小 时 ａ ｂ ｃ的 ｘ 引 ａ ｂｃ最 ，， 回归 解 。根据水 深 的变化 ， 求解 不同相对 淤积深 度 的水库 淤积 面积 ， 两个 面积之 间的堆积体 即为淤积体 积ｎ 圳。ａ ｂ ，，
亿 ｍ， ３ 过境流量 ４ １ ｍ ， ． 亿 ３ ５ 侵蚀模数 ７ ３０ｆ ｋ ａ ， ０ （ｍ・）年平 均输沙量 ２６７ ｔ． 水库于 １７ 年动工修建 ，９１ ７ 万 ［］ ２。 ３ ９０ １７ 年建
第 ４ 第 １ 期 ７卷 １
２１ 年 １ 月 ０１ １
甘 肃 水 利 水 电 技 术
Ｇ ｍｌｕ ａ ｅ ｎ ｅ ｖ ｎｃ ｄ Ｈｙｄ ｏ ｗｅ ｃ ｏ ｏ ｙ ｓ Ｗ ｔ ｒＣｏ ｓ ｒ ａ ｙ ａ ｎ ｒ ｐｏ ｒＴｅｈｎ ｌｇ
Ｖ０ ．７． ． １ １ ４ Ｎｏ １ Ｎ ｖ，０ １ ｏ ．２ １
庆城水库位于甘肃省东部的庆城县 ， 介于东经 １７１ ０ 。６ ３ １８０ ９之 间， ０ 。５４ 该县南北长 ５ ｍ， ６ ｋ 东西约 ７ ｍ。庆城县 ０ｋ 属 于泾河流域 ， 内有 马莲河 和蒲河 两条一级支流 ， 县 解放 沟 水库就位于马莲河一级支流环江 。 解放沟发 源于县境 内的柏
资料 的基 础上 ， 建立相对 水深与淤积 面积 的数 学关系 ， 出 求 他们之 间的相关 性 ， 于相对水深求解水平 淤积面积 ， 用 利 利 Ｖ ｎ．ｕ４］ ａｔ ［ 公式建立了相对水 深与淤积面积 的关系 ： Ｈ ． ５
Ｆ ｌ￣ （－ ） ＝Ｏ Ｐｂ１尸 ｃ （） １
的库容淤 积和库 容损 失资料 ， 为正确判 断水库 的淤积 程度 和淤积速 率提供 技术 参考 ， 为水库今 后除险加 固提供 可靠
时增 设非常溢洪道 ，９ ８年淤积 面高 出泄洪洞底 １ ２ ｍ， １７ ． 再 ５
次造成水 库的防洪隐患 。１７ ９ ９年改建至 ２ ０ ０２年 的 ２ ３ ａ时
黄河流域 的河流在汛期含沙量都 比较高 ， 以泥沙含量超 过 ４０ｋ／３ ０ ｇｍ 定义为 高含沙水流 …， 这种 高含沙水流 现象也 是我 国黄土高原地 区独有 的现象。 由于高含 沙水 流进入水库 后没有采取 有效 的防 淤减淤 措施 而造成 库容减少 ， 重地 严 影 响 了水库 的使 用 寿命 ， 库容 逐年 减 小 ， 洪负担 逐年 加 防 重， 库容 淤积 损 失 问题严 重影 响 了水 库 的发 电效 益 、 防洪 效益 、 溉效 益的正常 发挥 。因此 ， 灌 在该 地 区建立一 个预测 库 区 冲淤 的模 型越来 越显得 重要 ， 于解决黄 土高原 地 区 对 高含沙水 流影 响下 的水库 更具有重 要 的指 导意义 ， 不仅 它 能 够更好 的服务 于水 库管 理 ， 也能 为水库管理 者提供 重要
・
设计与研究 ・
陇东黄土高原地区水库泥沙淤积预估实例研究
郭 军
（ 甘肃省水利水 电学校 ， 甘肃 兰州 ７０２ ） ３０ １
摘要 ： 东黄土高原是我国水土流失最为严重的地 区， 陇 区内地表植被 差 ， 强降雨导致高合 沙水流的产生 ， 流域 内的水
库 淤积现 象十分严重 。通过解放沟水库的资料建立 了一个数 学预估模型 ， 用于反 映淤积后相对水深与水平淤积面积
建立一个 函数 ， 令
＾
树源 ， ７ ｋ 河床 比降 Ｏ ％， 沟长 ｍ， ． 水库控制流域面积 ２ ｍ ， ４ ３ｋ ２ 总库容 １２ ｍ ， （） ９万 ３ 属小 １型水库 。该流域属 陇东 黄土高原
残塬沟壑 区， 被较差 ， 土流失严重 ， 植 水 县境 内年径流量 ５７ ．１
１ 引言
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ：０ ５ ０ ４ （ ０ １ １ — ｏ ４ Ｏ ２ ９ — １４ ２ １ ） １０ ０ 一 ２
游的农业 和工业发展提供了有力保证 ， 同时对下游油 田矿 区 和群众生命财产起重要 的保护作用。 解放 沟水库 于 １ ７ 年 ５月底建成 后一直在拦 洪 蓄水 ， ９１ 初步设计 时没有考虑泥沙淤积问题 ， 以经过两年多 的运行 所
发现水库 淤积和排洪 问题非常严峻 。１７ ９ ４年 加高大坝 的同
陇东黄土高原位于甘肃东部 ， 国水土流失最为严重 是我
的地 区， 同时也是黄河泥沙的主要输人 区之一 。近年来该地
区发现了储备 丰富的石油 、 天然气及 煤矿资源 ， 随着 当地经 济建设和社会发展对水资源需求量 的逐年增加 ， 用水矛盾较
间 内水库库 容减少了近 ６ ％，淤积面高程达 到 １ ０ ． ｍ， ０ １５０ 比原河床高程 １０ ００ ｍ高出 １． ｍ。 ９． ５０
３ 水 库 淤 积 模 型 建 立 ３１ 建 模 原 理 ．
水库 投入初期库 底没有淤积量 ， 随着水库 的使 用 ， 库底
逐渐减小 ， 库底 区水平 淤积面积也在发生变化。在 已有观测
的依 据 。
２ 工 程 概 况
式 中： 卜 Ｐ ～
淤积水平面积 ； 淤积后 正常 蓄水位水深与初期水深的 比值 ； 积、 产沙等有关。
ａｂ ｃ ． 、——库 区影 响泥沙淤积 的待 定系数 ，与 流域 面 对式 （ ） １ 求取对 数 ， 得
ｉＦ ａ ｂｇ ＋ ｌ（ － ） ｇ ＝ ＋ ｌ ｃ １ｐ Ｐ ｇ （） ２
的关系， 并采用最小二乘法推求三个参数。通过解放沟水库实际建模， 实测淤积量与计算淤积量的误差范围在 ８ 左 ％
右， 建立一个反映流域 内淤积变化的数 学模型可更好的服 务管理单位 ， 测水库 淤积 变化情 况。 预
关键词 ： 高含 沙水流 ； 水库 淤积 ； 数学模 型； 淤积预 估 中图分 类号 ：ｖ ４ ＋ Ｔ １ ５． １
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用 最ｄLeabharlann Baidu－ 乘 法 （原理 求解 Ｑ（ ， ，） 小 时 ａ ｂ ｃ的 ｘ 引 ａ ｂｃ最 ，， 回归 解 。根据水 深 的变化 ， 求解 不同相对 淤积深 度 的水库 淤积 面积 ， 两个 面积之 间的堆积体 即为淤积体 积ｎ 圳。ａ ｂ ，，
亿 ｍ， ３ 过境流量 ４ １ ｍ ， ． 亿 ３ ５ 侵蚀模数 ７ ３０ｆ ｋ ａ ， ０ （ｍ・）年平 均输沙量 ２６７ ｔ． 水库于 １７ 年动工修建 ，９１ ７ 万 ［］ ２。 ３ ９０ １７ 年建
第 ４ 第 １ 期 ７卷 １
２１ 年 １ 月 ０１ １
甘 肃 水 利 水 电 技 术
Ｇ ｍｌｕ ａ ｅ ｎ ｅ ｖ ｎｃ ｄ Ｈｙｄ ｏ ｗｅ ｃ ｏ ｏ ｙ ｓ Ｗ ｔ ｒＣｏ ｓ ｒ ａ ｙ ａ ｎ ｒ ｐｏ ｒＴｅｈｎ ｌｇ
Ｖ０ ．７． ． １ １ ４ Ｎｏ １ Ｎ ｖ，０ １ ｏ ．２ １
庆城水库位于甘肃省东部的庆城县 ， 介于东经 １７１ ０ 。６ ３ １８０ ９之 间， ０ 。５４ 该县南北长 ５ ｍ， ６ ｋ 东西约 ７ ｍ。庆城县 ０ｋ 属 于泾河流域 ， 内有 马莲河 和蒲河 两条一级支流 ， 县 解放 沟 水库就位于马莲河一级支流环江 。 解放沟发 源于县境 内的柏
资料 的基 础上 ， 建立相对 水深与淤积 面积 的数 学关系 ， 出 求 他们之 间的相关 性 ， 于相对水深求解水平 淤积面积 ， 用 利 利 Ｖ ｎ．ｕ４］ ａｔ ［ 公式建立了相对水 深与淤积面积 的关系 ： Ｈ ． ５
Ｆ ｌ￣ （－ ） ＝Ｏ Ｐｂ１尸 ｃ （） １
的库容淤 积和库 容损 失资料 ， 为正确判 断水库 的淤积 程度 和淤积速 率提供 技术 参考 ， 为水库今 后除险加 固提供 可靠