乌江渡水电站库区泥沙监测资料分析

摘 要：乌江渡发电厂根据大坝及库区安全运行需要，开展乌江渡库区泥沙原型观测及库容复核，通过实测资料验证库区泥沙淤积情况，并指导电站的合理运行，综合考虑洪水调度、电力调度、泥沙调度，为水电站正常运行提供技术依据。

关键词：泥沙淤积；GPS；RTK；退耕还林；总库容

1 工程概况

乌江渡水库位于乌江中游，为狭长河道型水库。正常蓄水位？荦760.00m，死水位？荦720.00m，设计洪水位？荦760.30m，校核洪水位？荦762.80m。正常蓄水位时，水库面积48km2，主河道回水长度76km，总库容23.0亿m3，有效库容13.5亿m3，多年平均径流量158亿m3，多年平均流量502m3/s，设计单库运行为不完全年调节水库。

2 库容复核目的及意义

乌江渡水电站自1979年下闸蓄水以来，坝前泥沙淤积较快，至1989年根据实测泥沙淤积方量计算，水库泥沙淤积方量达2.04～2.10亿m3，坝前泥沙淤积已达？荦659.70m，已经达到水库泥沙设计50年的淤积状况，并给乌江渡水电站运行带来了一些影响，最终导致分别设在？荦645m、？荦655m、？荦665m的三个工业取水口彻底报废。乌江渡水库从1979年至1985年期间水库泥沙淤积发展较快，但从1986年以后有所减缓，特别是随着上有东风水库的建成以及后来上游梯级水库逐步形成，乌江渡水库的泥沙淤积得到了进一步的缓解，至2012年实测坝前泥沙淤积？荦660.46m。为了充分的发挥梯级水库联合调度的优势，最大限度的发挥水库梯级调度的防洪功能以及经济效益，开展水库库容复核工作非常有工程实践意义。

3 水库泥沙淤积发展特征

乌江渡水库自蓄水几年后，坝前泥沙淤积发展较快，排沙设施效果不理想，入库泥沙绝大多数落淤在库内。截至1989年底坝前淤积已达？荦659.70m，已经达到原设计运用50年后坝前淤积？荦660m，直接影响了大坝三层取水口（？荦645m、？荦655m、？荦665m）的运行使用。1995年底坝前淤积高程为661m，1998年12月实测坝前淤积最高达？荦663.11m，已超过50年后设计标准3.11m。2000年底，实测坝前淤积高程为662.23m，较1998年淤高下降近1m，2005年乌江渡库区泥沙的淤积形态与往年相比未见改变，冲淤平衡自2000年起推进至海马孔后已维持至今。在梯级流域开发以后，上游水电站相继建成，库区岸边实施退耕还林后，库区泥沙淤积明显放缓，趋于稳定平衡状态。

4 水库泥沙淤积初步分析

为全面反映乌江渡库区泥沙淤积情况，乌江电厂于2012年9月20日至2012年11月17日对乌江渡库区进行了一次泥沙淤积断面测量。

4.1 纵剖面形态

根据水库纵剖面呈带状淤积的特点，整个水库划分为：水库变动回水区段、常年回水区行水段和常年回水区静水段。

4.1.1 变动回水区段

从六广至海马孔，该段全长23.339km。具有水库与天然河道双重属性，在库水位较高时较粗泥沙在该段开始淤积，当库水位下降后回水末端向下游移动，原来高水位淤积泥沙被冲到下游淤积；库水降低至一定程度时，变成天然河道，河床发生冲刷，形成一定宽度和深度的主槽，该段泥沙淤积层厚10～30m。近几年由于上游洪家渡、东风电站、索风营电站的相继下闸蓄水，2012年11月测量时，库水位在？荦750.00米左右。六广至海马孔段已成天然河道。2012年实测从六广至海马孔段距离全长约23.34km，泥沙淤积高程和往年测值相比，趋于稳定状态。由于水库回水末端河床狹窄，入库泥沙粒径小，库水位变幅较大，低水位时末端呈天然河道，淤积泥沙易被冲走。因此，该运行条件下不可能发生末端泥沙淤积上延，对上游索风营电站尾水位也不会产生影响。

4.1.2 常年回水区行水段

从海马孔至岩脚寨，该段全长21.44km，主要是悬移质淤积，淤积范围较长，水深在10～80m间变化，主要是异重流沿程落淤及水库末端泥沙冲刷下移淤积而成，淤积厚度20～40m。该段实测的淤积均有不同程度的下降，2005年淤积高程比2000年分别降低0.63～3.45米。该段纵剖面比降2.39‰，较天然河床1.99‰的比降陡。

4.1.3 常年回水区静水段

从岩脚寨至坝前，该段全长22.869km，常年水深在65～100m之间，是大坝工程开挖导流洞时上游围堰的回水段，淤积物主要是悬移质泥沙中的极细沙，主要是异重流和静水沉降而形成。该段淤积厚度在30～50m，呈带状沿程淤积形态。从实测情况来看，可将该段划分为四段，即：岩脚寨至息烽河口库段、息烽河口至坝前#3断面库段、坝前#3断面至近坝前#1断面库段及坝前#1断面至大坝库段。

（1）岩脚寨至息烽河口库段，该段全长约14.913km，历年淤积出现交替变化，与2005年相比，除梯子岩、大塘外，均出现平缓淤积抬高，其中岩脚寨淤高2.81m，长岗淤高2.83m，尹家坝淤高2.86m，漩塘淤高1.76m，表明异重流所挟带的泥沙大多数在此段落淤，也说明水库的异重流大多数潜入此段后消失。

（2）息烽河口至坝前#3断面库段，该段长约7.719km，该段2012年实测淤积高程比2005年增加2m左右，但和2005年以前往年测值相比相差较小，趋于稳定，表明该段泥沙在2000年上游实施退耕还林政策以后，植被较好，说明息烽河、金沙河的入库水含沙量较小，已基本无泥沙淤积到河里。

（3）坝前#3断面至近坝前#1断面库段，该段长约0.222km，实测该段淤高出现在近坝前#1断面，最深点高程为660.70m，比2005年最深点高程淤高2.08m，比2000年的最深点抬高4.87m，但和1995年最深点高程一样，2012年来水较好，受水库泄洪影响，泥沙向坝前推进，导致淤积抬高。

（4）坝前#1断面至大坝库段，该段长约0.015km，2012年实测断面最深点淤积高程为660.46m，比2005年最深点高程为658.72m抬高1.74m，比2000年最深点高程662.23降低1.77m，坝前淤沙高程呈现交替变化，主要受泄洪影响。

4.2 横断面淤积形态

由往年所测横断面淤积形态表明，水库泥沙主要集中在主河槽内平行淤积，边壁落淤很少。一些宽阔断面如周家堰、野纪河口、漩塘等有滩地淤积现象，表现基本上也是与其主河槽一致平行淤积。2012年实测横断面淤积高程，大部分断面比2005年实测断面淤积高程抬高，但与2000年实测断面淤积高程相比，大部分有所降低。在方家坝至代家湾库段，主河槽出现的深切现象主要是在低水位运行情况下、索风营电站建成后发电、弃水对该段的冲刷所致。

5 库区泥沙监测成果分析

自1979年11月下闸蓄水至2012年11月测量时，乌江渡水库库容淤积为1.868亿m3，占设计总库容的8.12%。从往年泥沙实测资料表明：

（1）上游洪家渡、东风水电站、索风营电站水库相继建成，以及库区实施“退耕还林、还草”的政策，对泥沙起到了很好的拦蓄作用，使上游来水含沙量大大减少，水库的泥沙淤积速度大大减缓、泥沙淤积量大大减少。

（2）由于水库变动回水区段库水位变幅较大，低水位时末端呈天然河道，淤积泥沙易被冲走。因此，该运行条件下不可能发生末端泥沙淤积上延，对上游索风营电站尾水位不会产生影响。

（3）根据2012年及往年实测资料分析，2012年所测泥沙淤积与1989年相比，1989年占设计总库容的9%左右，2012年占设计总库容的8.12%。从泥沙淤积量减少的结果来看，主要是由于1989年与2012年两次测量采用的方法、测量精度以及测量时候的环境有所不同，但也可以说明自1989年以来乌江渡水库的泥沙淤积形势得到了较大的改善，泥沙淤积对乌江渡水库的有效库容指数没有产生任何影响。

由此推测乌江水库的最终淤积平衡将比原设计年限大大延长，对乌江渡水库的运行极为有利。

作者简介：华朝锋（1985-），男，贵州瓮安，助理工程师，主要从事水电站大坝安全监测、维护工作。