小浪底水库坝前异重流厚度变化分析

□张保伟 □杨 彪 □史 喆（黄河水利委员会河南水文水资源局）

小浪底水库坝前异重流厚度变化分析

□张保伟 □杨 彪 □史 喆（黄河水利委员会河南水文水资源局）

小浪底水库经过十多年运用，已经取得了显著的成绩。多年来，经过黄委会精心准备，合理调度，利用调水调沙实验，使得有限的水流在小浪底水库人工塑造异重流取得成功。文章分析了坝前异重流厚度与入库流量大小等因素的密切关系，为进一步研究小浪底水库异重流规律、排沙减淤提供了可供参考的理论依据。

异重流；小浪底水库；调水调沙；排沙减淤

1 小浪底水库概述

黄河小浪底水库位于黄河中游的下段，上距三门峡水库130 km，下距花园口水文站128 km。是黄河干流三门峡以下唯一能取得较大库容的控制性工程，它处在承上启下控制下游水沙量的关键部位。水库总库容126.50亿m3，调节库容10.50亿m3，死库容75.50亿m3，有效库容51.00亿m3。

小浪底水库属典型的河道型水库，上窄下宽，水库最窄处不足300 m，最宽约为3000 m。库区属土石山区，水库两岸山势陡峭，沟壑纵横，支流众多，各级支流有50余条，支流流域面积小，河长短，比降大，支流库容占总库容的42.20%。库区内主河道弯道、八里胡同缩窄河段对异重流的纵向发展具有较大影响。

黄河小浪底水库是黄河干流上的一座集减淤、防洪、防凌、供水灌溉、发电等为一体的大型综合性水利工程，是治理开发黄河的关键性工程。水库坝址以上控制流域面积69.42万km2，占黄河流域面积的92.30%，有效地控制了黄河洪水，使黄河下游花园口的防洪标准由60 a一遇提高到千年一遇，基本解除了黄河下游凌汛的威胁，减缓了下游河道的淤积。

小浪底水库于1999年10月下闸蓄水，其排沙形式主要为利用异重流排沙出库。利用异重流排沙是减少水库淤积、延长水库寿命的一条重要途径，特别是像黄河这样的多沙河流，库底纵比降大，产生异重流的机会较多，形成的异重流有足够能量运行到坝前。只要调度适当，异重流排沙效果是明显的。因此，对小浪底水库异重流的重要特性进行分析研究，可为异重流期间排沙和开展最大排沙量及最优排沙时段的预报提供技术支持，对以后小浪底水库运用方式研究有重要意义。

2 历年异重流到达坝前厚度变化分析

水库异重流从潜入点形成后，经过在库区内的运行，到达坝前异重流界面雍高、厚度增加、含沙量增大，随排沙洞的开启排沙出库。坝前异重流界面壅高和厚度变化是异重流在坝前的重要特征，对异重流携带泥沙多少、水库排沙时间长短以及水库排沙比大小等有直接影响。运行到坝前区的异重流对水库排沙运用有着重要意义。因此，分析异重流在坝前区的厚度变化过程尤为重要。

2.1 厚度变化过程

异重流在坝前的厚度历年都在变化，历年变化过程见图1。

图1 坝前异重流厚度变化过程线图

从图1可以看出，异重流厚度历年变化趋势是逐年增厚，说明异重流效果逐年明显，也说明了调水调沙实验的成功。

2.2 坝前异重流厚度与入库流量关系

异重流在坝前的厚度与上游来水的大小有直接关系（见图2），从图2可以看出，异重流在坝前的厚度，随着上游来水流量的变化而变化，当流量约在3000 m3/s时，异重流厚度比流量约在4500 m3/s时，异重流到达坝前厚度大，当流量达到5000 m3/s时，异重流厚度到达坝前明显增大。根据这个规律，调水调沙实验时，当小浪底水库水位降到合适位置，经过多库连调，入库流量达到5000 m3/s以上。

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张保伟（1979-），男，工程师，主要从事水文水资源研究与管理工作。