水库泥沙冲淤分析计算
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水库泥沙计算报告1. 背景介绍水库是人类为了调节水文环境和实现水资源综合利用而建造的重要水利工程。
在水库运行过程中,泥沙的沉积和淤积是一个普遍存在的问题,会对水库的正常运行产生不利影响。
因此,对水库中的泥沙进行计算和分析是非常重要的。
2. 数据收集首先,我们需要收集水库的相关数据。
这些数据包括水库的容积、入库河流的径流量、泥沙含量以及其他相关的水文和地理数据。
这些数据可以通过水利部门、气象部门、地质部门等渠道获取。
3. 数据预处理在收集到数据后,我们需要对数据进行预处理,以便后续的计算和分析。
预处理包括数据清洗、数据格式转换、数据归一化等步骤。
通过预处理,我们可以得到规范化的数据,便于后续的计算和分析。
4. 泥沙输移计算模型建立在进行泥沙计算之前,我们需要建立一个合适的泥沙输移计算模型。
泥沙输移模型是描述泥沙在水库中输移过程的数学模型,可以根据水库的特点和泥沙的性质选择合适的模型。
常用的泥沙输移模型包括Euler-Lagrange模型、Euler-Euler模型等。
5. 泥沙计算有了泥沙输移模型后,我们可以进行泥沙计算。
泥沙计算主要包括泥沙的输入计算和泥沙的输出计算两个方面。
5.1 泥沙输入计算泥沙的输入计算是指计算进入水库的泥沙量。
这包括从入库河流输入的泥沙量以及其他来源的泥沙量。
我们可以根据收集到的数据和泥沙输移模型,计算出进入水库的泥沙量。
5.2 泥沙输出计算泥沙的输出计算是指计算从水库中输出的泥沙量。
这包括水库下泄的泥沙量以及其他出口的泥沙量。
同样,我们可以根据收集到的数据和泥沙输移模型,计算出输出的泥沙量。
6. 泥沙沉积分析通过泥沙计算,我们可以得到水库中的泥沙量变化情况。
进一步分析泥沙的沉积情况,可以帮助我们评估水库的泥沙淤积程度,制定相应的清淤方案。
7. 结论通过以上的步骤,我们可以得到水库泥沙计算报告。
该报告包括水库的泥沙输入和输出计算结果,以及泥沙沉积情况的分析。
这些结果可以为水利部门和水库管理者提供决策依据,以保证水库的正常运行和水资源的合理利用。
抽水蓄能电站水库泥沙冲淤计算本附件给出了抽水蓄能电站几种典型水库泥沙冲淤计算的方法,建议的计算成果表述格式以及计算成果分析的建议,可根据工程具体情况选择、调用。
C1 抽水蓄能电站几种典型水库泥沙冲淤计算的方法 C1.1 河道库以下例举有限差法:(1) 基本方程 采用有限差法联解水流连续方程、挟沙水流运动方程和泥沙连续方程。
其简化形式:J Q n B H g x Q B H Q B H =+-22210322222212121212/()∆ (C1) ()G G t x B Z s12-=⋅⋅⋅∆∆∆γ(C2) 式中:∆x ––––计算河段长度; ∆t ––––计算时段;∆Z ––––计算河段的平均河床冲淤厚度,正值为淤,负值为冲; 注:一般情况下,每一计算时段的冲淤厚度,以控制等于或 小于深的110115~较为合适。
G 1、G 2––––分别为进出口断面输沙率;用于计算悬移质冲淤时,G=Q ⋅S v ,其中S v 为悬移质含水 量;用于计算悬移质冲淤时,G=B ⋅g s ,其中g s 为推移质单宽 输沙率;若悬移质和推移质要同时考虑时,则G=QS v +B ⋅g s ;B、H––––分别为计算河段的平均河宽和平均水深;B1、B2、H1、H2––––分别为进出口断面上的平均河宽和平均水深。
联解式(C1)和式(C2)即可求得水库冲淤的发展过程。
(2) 计算表格表C1 有限差法计算水库淤积过程表(3) 计算步骤(略)C1.2 岸边库C1.3 弯道库C1.4 台坪库C2 抽水蓄能电站几种典型水库泥沙冲淤计算结果的表述 C2.1 河道库(1) 水库泥沙淤积纵横断面成果表及水库泥沙冲淤过程纵断面图。
表 C2 水库不同年限淤积纵断面表(2) 不同方案坝前淤积高程与蓄能电站进/出水口门前淤积高程表。
表 C3 坝前及蓄能电站进/出水口淤沙高程(3) 水库冲淤计算成果表表 C4 抽水蓄能电站水库泥沙冲淤成果表(4) 水库容积演变曲线图及水库泥沙淤积后库容变化表表 C5 抽水蓄能电站水库泥沙淤积后库容变化表C2.2 岸边库、弯道库、滞洪库、台坪库C3 计算成果分析C3.1 河道库(1) 水库泥沙淤积对库容的影响;(2) 阐明选择正常蓄水位、汛期限制水位、排沙水位、保证发电水位、死水位过程中,不同方案的泥沙淤积对工程效益、安全运行的影响,对上游或下游梯级的影响,对航运的影响。
水库泥沙冲淤分析计算引言:水库是水资源调配、水能利用和洪水防治的重要工程,但是由于水库上游的河流携带大量的泥沙,常常造成水库的冲淤问题。
因此,对水库的泥沙冲淤进行分析和计算,对于合理设计水库以及有效防止泥沙淤积具有重要意义。
一、水库泥沙冲淤分析水库泥沙主要来自上游河流的冲刷、侵蚀和自然沉积等过程。
通过对上游河流的泥沙输沙率、输沙浓度、输沙密度等参数的测量和分析,可以预测水库的泥沙输入量。
2.泥沙输移分析:泥沙在水库中的输移过程是一个复杂的动力学过程。
通过建立泥沙输移模型,考虑水库的流动、湍流、沉积、悬移负荷等因素,可以分析泥沙在水库中的输移规律。
3.水库冲淤分析:水库的冲淤是指由于泥沙的淤积和冲刷作用,导致水库内部水深的变化。
通过对水库的水位和泥沙淤积的监测和分析,可以计算水库的冲淤量。
二、水库泥沙冲淤计算1.泥沙输入计算:根据上游河流的泥沙输沙率和水库上游面积,可以计算出每年输入水库的泥沙量。
泥沙输沙率的计算可以通过现场测量或者借助河流流量和泥沙浓度的关系公式进行计算。
2.泥沙输移计算:根据泥沙输移模型,考虑水库的流动特性、悬移负荷、沉积速率等因素,可以计算出泥沙在水库中的输移量。
输移过程可以采用数值模拟方法,结合实际数据进行计算和验证。
3.冲淤量计算:根据水库的水位和泥沙淤积的测量数据,可以计算出水库的冲淤量。
冲淤量可以通过净淤积量和淤积面积的乘积来计算,也可以通过冲淤前后水位和底床标高的差值来计算。
三、水库泥沙冲淤分析计算的应用水库泥沙冲淤分析计算在水库设计、建设和运营中具有重要的应用价值。
通过对泥沙输入和输移的分析,可以合理设计水库的泥沙过闸设施,有效控制泥沙的进入。
通过对冲淤量的计算,可以及时采取清淤措施,避免泥沙淤积对水库堆养生态环境和水能利用带来的影响。
结论:水库泥沙冲淤分析计算是水库设计和管理的重要内容,通过该分析和计算可以对水库的冲淤问题进行预测和控制,保证水库的正常运行和安全性。
FCD 12030 FCD抽水蓄能电站初步设计阶段水库泥沙冲淤分析计算大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1996年10月1水库泥沙冲淤分析计算大纲主编单位: 主编单位总工程师: 参编单位: 主要编写人员: 软件开发单位: 软件编写人员:勘测设计研究院年月2目次1. 引言 ..................................................... 42. 设计依据文件和规范 ......................................... 4 3. 基本资料 ................................................... 4 4. 水库泥沙冲淤计算 ............................................. 6 5. 专题研究 .....................................................9 6. 应提供的设计成果 ............................................. 9 附件A ......................................................... 10 附件B . (11)附件C (14)31 前言项目概况抽水蓄能电站位于县乡境内,总装机。
抽水蓄能电站由上水库、水道系统、厂房及下水库组成。
2 设计依据文件和规范2.1 有关本工程(或专业的文件(1 可行性研究报告;(2 可行性研究报告审批文件;(3 初步设计任务书和项目卷册任务书,以及其它专业对本专业的要求; (4 泥沙专题报告。
2.2 设计规范(1 DL 5021-93 水利水电工程初步设计报告编制规程; (2 SDJ 11-77 水利水电工程水利动能设计规范(试行; (3 SDJ 214-83 水利水电工程水文计算规范(试行; (4 SL 104-95 水利工程水利计算规范; (5 水库水文泥沙观测试行办法。
水库泥沙淤积计算水库泥沙淤积是水库运行过程中不可避免的问题,它严重影响着水库的储水能力和防洪能力,因此需要进行淤积计算和淤积处理。
水库泥沙淤积计算是指根据水库来水量、悬移质含量及水库设计参数,预测和评估水库内泥沙的变动情况。
本文将从计算方法、影响因素、淤积处理等方面进行分析。
一、计算方法水库泥沙淤积的计算方法有多种,其中包括定量法、定性法和统计法等。
定量法一般是根据水库来水量、泥沙含量及输沙通量对泥沙淤积量进行量化计算。
其中,泥沙输沙通量可以通过测量泥沙的入库量和出库量来获得,来水量可以通过水文站点或流量站点的数据进行获取,泥沙含量可以通过定期对水库内的泥沙含量进行取样分析得到。
定性法则是根据水库淤积的观测结果、工程经验和相关理论,对淤积量进行近似估计。
统计法则是通过对历史水文数据和泥沙数据进行分析,建立统计模型,从而预测未来的泥沙淤积情况。
二、影响因素水库泥沙淤积的程度和速度受到多种因素的影响,其中包括来水量、泥沙输沙通量、水库设计和操作措施等。
来水量是泥沙进入水库的主要因素,来水量的大小直接影响着泥沙的输送和淤积情况。
泥沙输沙通量则是衡量泥沙进出水库的动态平衡度的重要指标,输沙通量的变化趋势会直接影响水库中泥沙的淤积速度。
水库设计和操作措施则是通过控制水库进出口流量、泄洪策略等手段来减少泥沙的淤积,它们对水库淤积情况的影响不可忽视。
三、淤积处理对于水库泥沙淤积问题,可以采取一系列的淤积处理措施。
其中,清淤是最常见也是最直接的处理措施,通过清除水库沉积物来提高水库的容积和防洪能力。
清淤可以采用机械清淤、人工清淤、水力冲刷等方法,根据淤积量的不同和水库的实际情况选择合适的处理方法。
此外,还可以通过在水库入库口设置泥沙过滤设施、改变水库运行策略等手段来减少泥沙的进入和淤积。
总之,水库泥沙淤积计算是水库管理中的重要环节,它关系着水库的正常运行和防洪能力。
通过合理的计算方法和淤积管理措施,可以预测和控制水库的淤积情况,保证水库的稳定和安全运行。
水库泥沙冲淤分析计算抽水蓄能电站初步设计阶段水库泥沙冲淤分析计算大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1996年10月抽水蓄能电站初步设计阶段水库泥沙冲淤分析计算大纲主编单位:主编单位总工程师:参编单位:主要编写人员:软件开发单位:软件编写人员:勘测设计研究院年月目次1. 引言 (4)2. 设计依据文件和规范 (4)3. 基本资料 (4)4. 水库泥沙冲淤计算 (6)5. 专题研究 (9)6. 应提供的设计成果 (9)附件A (10)附件B (11)附件C (14)1 前言项目概况抽水蓄能电站位于省县乡境内,总装机 MW。
抽水蓄能电站由上水库、水道系统、厂房及下水库组成。
水库泥沙冲淤分析计算2 设计依据文件和规范2.1 有关本工程(或专业)的文件(1) 可行性研究报告;(2) 可行性研究报告审批文件;(3) 初步设计任务书和项目卷册任务书,以及其它专业对本专业的要求;(4) 泥沙专题报告。
2.2 设计规范(1) DL 5021-93 水利水电工程初步设计报告编制规程;(2) SDJ 11-77 水利水电工程水利动能设计规范(试行);(3) SDJ 214-83 水利水电工程水文计算规范(试行);(4) SL 104-95 水利工程水利计算规范;(5) 水库水文泥沙观测试行办法。
2.3 主要参考资料(1) 水利水电工程泥沙设计规范(报批稿)[echidi1][1];(2) 《泥沙手册》(中国水利学会泥沙专业委员会主编);(3) 《水库泥沙》(陕西省水利科学研究所河渠研究室、清华大学水利工程系泥沙研究室合编);(4) 《河流泥沙工程学》(武汉水利电力学院)。
3 基本资料3.1 水库概况(1) 水库地形图,施测时间;(2) 库区纵、横断面表,需要时给出横断面特征线;(3) 水库水位容积、面积曲线图及表(包括总库容与干支流库容)。
表 1 水库水位容积、面积表抽水蓄能电站装机容量 MW(共台),一般每日发电 h( 点至点);每日抽水 h( 点至点)。
水库特征水位
4.3.1 死水位
结巴水库死水位的选择考虑两方面因素:①应满足下游干渠自流灌溉对高程的要求;②水库正常运行年限内水库泥沙淤积的影响。
结巴水库作为下游干渠灌溉水源工程之一,灌溉取水主要为由水库放至总干渠,再由主干渠分水至降乡引水干渠及结巴子灌区东西干渠,均为自流灌溉。
因此结巴水库死水位的选择主要考虑水库正常运行年限内水库泥沙淤积的影响。
4.3.1.1 泥沙淤积计算
本阶段设计按泥沙全部入库,水库正常运行50年进行泥沙淤积计算。
(1)年淤积量计算
r P m
W
P
a
V
⨯
-⋅
⋅
⨯
+
=
)
1()
(
)
1(
年
式中:
年
V—多年平均年淤沙容积(m3/年);
P—多年平均含沙量(t/m3),取0.101kg/m3;
W—多年平均径流量(m3),取3689.71万m3;
m—入库泥沙沉积率(%),取100%;
p—淤积体的孔隙率(t/m3),取0.4;
γ—泥沙颗粒干容重(t/m3),取2.7 t/m3;
a—推移质淤积量与悬移质淤积量之比(%),取20%。
经计算,上坝址年淤积量
年
V为0.28万m3/年。
(2)淤积总量计算
结巴水库按正常运行50年进行泥沙淤积总量计算,上坝址泥沙淤积总量为14万m3。
水库特征水位
4.3.1 死水位
结巴水库死水位的选择考虑两方面因素:①应满足下游干渠自流灌溉对高程的要求;②水库正常运行年限内水库泥沙淤积的影响。
结巴水库作为下游干渠灌溉水源工程之一,灌溉取水主要为由水库放至总干渠,再由主干渠分水至降乡引水干渠及结巴子灌区东西干渠,均为自流灌溉。
因此结巴水库死水位的选择主要考虑水库正常运行年限内水库泥沙淤积的影响。
4.3.1.1 泥沙淤积计算
本阶段设计按泥沙全部入库,水库正常运行50年进行泥沙淤积计算。
(1)年淤积量计算
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年
式中:
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V—多年平均年淤沙容积(m3/年);
P—多年平均含沙量(t/m3),取0.101kg/m3;
W—多年平均径流量(m3),取3689.71万m3;
m—入库泥沙沉积率(%),取100%;
p—淤积体的孔隙率(t/m3),取0.4;
γ—泥沙颗粒干容重(t/m3),取2.7 t/m3;
a—推移质淤积量与悬移质淤积量之比(%),取20%。
经计算,上坝址年淤积量
年
V为0.28万m3/年。
(2)淤积总量计算
结巴水库按正常运行50年进行泥沙淤积总量计算,上坝址泥沙淤积总量为14万m3。
一种水库冲刷淤积计算方法
以某水库为例,建立冲刷淤积计算方法,主要包括以下几步:
一、确定水库库容量
首先根据水库水库容量计算其冲刷淤积量,在此基础上再进行冲刷淤积计算。
二、确定冲刷淤积强度
通过水库的淤积量可以确定水库的冲刷淤积强度,可以采用渐强方法,该方法主要通过渐强的算法,至少要知道淤积量,再按照一定的算法公式确定冲刷淤积强度。
三、确定冲刷淤积方法
根据水库冲刷淤积强度可以确定具体的冲刷淤积方法,在确定冲刷淤积方法时,应考虑水库冲刷淤积后可能造成的水土流失,在冲刷淤积时,可以采取涵闸搅动法、抽水搅动法等不同的技术方法。
四、确定冲刷淤积效果
确定水库冲刷淤积方法后,就要开始计算水库冲刷淤积效果,以确定冲刷淤积效果可以通过调查水库冲刷淤积前后水位、库容量的变化,或者按照一定的计算公式计算水库冲刷淤积效果。
水库一维泥沙淤积计算课程设计武汉大学水利水电学院2013-3-15目录一、目的与要求 (1)二、基本原理 (1)1、基本方程 (1)2、方程离散 (1)3、公式补充 (2)三、计算步骤 (3)四、计算框图 (4)五、计算结果 (5)1、历年输沙量特征值 (5)2、各年淤积总量 (5)3、各年水位库容关系 (6)4、水面线的变化 (7)5、深泓变化 (8)6、坝前断面变化 (9)六、结果分析 (12)1、剖面形态分析 (12)2、库容损失合理性分析 (12)七、计算程序 (13)一、 目的与要求通过课程设计,初步掌握一维数学模型建立数学模型的基本过程和计算方法,具备一定的解决实际问题的能力。
以水流、泥沙方程为基础,构建恒定流条件下的河道一维水沙数学模型,并编制出完整的计算程序,并以某个水库为实例,进行水库泥沙淤积计算。
水流条件:恒定非均匀流。
泥沙条件:包括悬移质,推移质的均匀沙模型,推移质计算模式为饱和输沙,悬移质计算模式为不饱和输沙,水流泥沙方程采用非耦合解。
二、 基本原理1、 基本方程水流连续方程:0=∂∂+∂∂xQt A ①水流运动方程()f i i gA x hgA AQ x t Q -=∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂02②或 034222=+∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂RA n Q g x z gA A Q x t Q ③泥沙连续方程()())(*S S QS xSA t --=∂∂+∂∂αω ④ 河床变形方程)(*00S S xG t y b--=∂∂+∂∂αωρ ⑤ 推移质平衡输沙方程G=G * ⑥水流挟沙力公式采用张瑞瑾公式,推移质输沙率公式采用Mayer —_Peter 公式,MAYER—PETER 公式中的能坡J 按均匀流曼宁公式近似计算(每个断面不同)。
2、 方程离散方程 ①在恒定流情况下有0=∂∂xQ,离散为:Q=const 方程 ③变形为034222=+∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂R A n Q x z A Qx gA Q 或 023422222=+∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂R A n Q x z gA Q x 上式离散为0)1((213434221212121222121=ψ-+ψ∆+-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++++++jj j j j j j j j j j j R A Q R A Q xn z z A Q A Q g 方程(4)去掉时间项得到)(*S S qx S --=∂∂αω 该方程的解析解为:()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆--∆-+⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆--+=+++q x x q q x S S S S S S j jjjj j αωαωαωexp 1exp 1***1*1 由方程(4—5)可得()()00'0=∂∂+∂∂+∂∂ty B x QS x BG b ρ 对2 号断面以下,上式可以离散为:()()()()0)1(1010'0=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆ψ+ψ-+∆-+∆-++ty B y B xQS QS xBG BG j j j j b b ρ对于进口断面,推移质不考虑,悬移质采用单点离散 方程(5)可离散为: '01*10)(ραωtS S y ∆-=∆3、 公式补充mgR u k S ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ω3*K 取 0。
泥沙淤积计算范文一、泥沙淤积计算的基本原理泥沙淤积是指水流中悬浮的固体颗粒物沉降到水底形成堆积。
淤积的过程主要受到水流速度、泥沙浓度、水深和底床粗糙度等因素的影响。
根据分析泥沙淤积的基本原理,可以得到以下几个关键参数:1.水流速度:水流速度越大,悬浮固体颗粒物沉降的速度越快。
2.泥沙浓度:泥沙浓度越大,水中的固体颗粒物越多,淤积速度越快。
3.水深:水深越大,水流阻力越小,对泥沙的携带和沉降影响越小。
4.底床粗糙度:底床的粗糙度越大,对泥沙的携带和沉降影响越小。
根据以上参数,可以通过数学模型来计算泥沙淤积的情况。
常用的数学模型包括固体颗粒物输运方程、沉积方程和淤积速率方程等,通过建立方程组来求解泥沙淤积的情况。
二、泥沙淤积计算的方法1.实测法:实测法是指通过实地调查和观测来获取泥沙淤积的数据。
该方法可以直接测量水体中泥沙的体积、重量和粒径等指标,以及底床上的泥沙厚度等信息。
常用的实测工具包括水下测量仪器、沉积物采样器和探针等。
通过实测法可以获得准确的泥沙淤积数据,但是需要消耗大量的时间和成本。
2.理论计算法:理论计算法是指根据水流力学和泥沙输运原理,通过数学模型和计算方法来推算泥沙淤积的情况。
常用的计算方法包括泥沙输移模型、流场数学模型和近似计算方法。
根据实际情况选择适合的计算方法进行计算,可以获得快速和经济的计算结果。
三、泥沙淤积计算的实例分析以水库为例,水库是泥沙淤积的重要场所。
根据水库的实际情况和需要,可以采用不同的计算方法进行泥沙淤积的预测和计算。
假设水库的入库泥沙含量为100mg/L,出库泥沙含量为20mg/L,入库流量为1000m3/s,出库流量为500m3/s。
根据给定的数据,可以采用质量平衡法来计算泥沙淤积量。
通过以上实例分析,可以看出泥沙淤积计算的方法和步骤,以及计算结果的意义和应用。
综上所述,泥沙淤积计算是水利工程中的一个重要任务,它可以为工程设计和管理提供科学依据。
泥沙淤积计算的方法主要包括实测法和理论计算法,根据实际情况选择合适的计算方法进行计算。
FCD 12010FCD 水利水电工程初步设计阶段水库泥沙冲淤分析计算大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1996年3月1水电站初步设计阶段水库泥沙冲淤分析计算大纲主编单位:主编单位总工程师:参编单位:主要编写人员:软件开发单位:软件编写人员:勘测设计研究院年月2目次1. 引言 (4)2. 设计依据文件和规范 (4)3. 基本资料 (4)4. 设计原则和设计内容 (6)5.专题研究 (7)6.应提供的设计成果 (8)31 引言工程概况本工程位于省市(县)的江(河)上,是河流(段)梯级水库的第个水库。
该工程以为主,兼有任务的综合利用效益。
本枢纽主要由等建筑物组成,水库正常蓄水位m,最大坝高m,总库容亿m3,电站装机容量MW,保证出力MW,多年平均发电量万kW h,灌溉面积万km2,供水流量m3/s。
2 设计依据2.1 本工程的文件(1) 工程可行性研究报告及其审查意见;(2) 工程初步设计阶段设计任务书或项目设计大纲;(3) 需方的技术要求。
2.2 设计规范(1) DL 5021—93 水利水电工程初步设计报告编制规程;(2) SDJ 214—83 水利水电工程水文计算规范(试行);(3) SD 130—84 水利水电工程水库淹没处理设计规范(试行)。
2.3 主要参考资料(1) 水利水电工程动能设计规范(报批稿);(2) 水电工程水利计算规范;(3) 水利水电工程库区泥沙淤积计算规范(报批稿)。
3 基本资料3.1 地形资料(1) 库区地形图;(2) 库区纵横剖面图;(3) 水库库容曲线(总库容及干、支流库容)。
表1 水库库容曲线453.2 水文泥沙资料(1) 设计依据站的历年逐月平均流量、年径流量及多年平均年径流的月分配。
(2) 设计依据站的历年逐月悬移质输沙量(率)及年内分配,年、汛期平均含沙量及实测最大断面平均含沙量。
(4) 代表河段的床沙级配曲线。
(5)推移质输沙率(量)。
(6) 河道水面线测量或调查资料。
浅谈水库泥沙淤积计算方法在工程中的应用摘要:某水电站为旬河梯级开发中的一级,该工程为小型水电站工程,水库回水与上游水电站尾水衔接,二级公路沿库区右岸通过。
计算水库泥沙淤积和回水高度,确定库区淹没范围,是主要设计内容,因此泥沙淤积计算是该电站设计的重点之一。
本次对水库淤积的纵、横剖面形态进行了计算,并采用美国陆军兵团水面线计算软件HEC-RAS推算了水库回水曲线。
关键词:泥沙淤积平衡比降水电站应用一、工程概况本工程水库正常蓄水位331.00m,总库容436.9万m3,电站装机容量9000kW,多年平均发电量2293万kWh。
大坝坝顶总长度124.50m,坝顶高程335.10m,最大坝高30.60m。
溢流坝段长64.50m,布置在主河床,堰高16.50m;左岸挡水坝长11.00m,坝高16.60m;右岸厂房坝段长49.00m,布置在主河床右侧,其中机组段长29.00cm,安装间段长12.00m。
水库采取“蓄清排浑”的运行方式,即当汛期入库流量大于分界流量182m3/s,小于造床流量729 m3/s时,水库降低至排沙水位329.00m运行,多余水量通过泄水闸门控制泄流。
水电站库区为山区型河道,多为“U”型,两岸大部分为岩质岸坡,库区河段天然平均比降J0=1.8‰。
河谷宽窄相间,库面平均宽度88m,回水长度4.1km。
水库悬移质多年平均输沙量111万t,推移质按悬移质的20%估算,为22.2万t,共计输沙量133.2万t。
二、水库泥沙冲淤分析及计算1. 水库泥沙淤积形态判别水库泥沙淤积形态判别采用《泥沙计算手册》中清华大学水利系及西北水利科学研究院公式:α= V / WS / J0式中:α—判别系数;V—水库正常蓄水位331.0m以下的库容(万m³),V= 265;WS—多年平均输沙量(万m³),WS =133.2;J0—水库库区原河床平均比降(‱),J0=18.0。
计算得α=0.11<2.2,库区纵向淤积形态为锥体淤积。
水库的淤积计算攫想与实践水库的淤积计算水库的淤积速度是以水流在上游的澄清程度来表徵的.国外杂志上曾发表过许多关于拦抄特性随不同准数变化曲线的文章.最普遍的是库容与平均径流量.的比值,即/(哈津,勃柳奈等).准数n/.虽然也说明淤积过程的性质,但没有考虑水流的输沙量和泥沙的颗粒级配.因此将其用于计算公式中必须同其他考虑泥沙特性的参数相结合,如文献[1)所给出的那样.对于淤积过程的特性,我们曾采用河槽容积与库容n的比值.在河槽容积中水流输移由颗粒级配和设计流量给定的设计泥沙量.文献[2)根据原型和实验资料作出不同准数的水库拦沙特性曲镍.按照图1的曲线,澄清度e变化的垒部区域可分为两个区.珏姐l9羟m-!TZ鼍噩=;..::;=▲一7廿一巍●I一挂尔睛{可段,1949年I2一{击乖晴河段,I951华,3一{盏尔崎河段.1052年,4一希什拉乌河段.1058华?5一实醣数据(直线承槽)I6一凯拉库姆水库数据,7~塔什凯普韩承瘁(1939年1q6L年'8一撬德赞求晖'一l9靼华)?9一博琏好依河段I1O一宴验河殷I号,iI一美国奥新盒诺河器I12一美国博依先河景?l3一乌卸库躲阿木电站河段,"一拄'5)式计算,15一接u2)式计算o@一I区,罾一I区'圈1水流在水库内的澄清度与Wp/W比值关系曲线B?^?斯克雹尼柯夫在第一区澄清度为常数,等于1;1),在第二区随,n值加大,澄清度则从1逐渐减小到0.显然,第一区相应于淤积的第一阶段,包括河段内泥沙发生完垒沉积的过程,即由条件e=1表示的时闻.沉积的第二阶段从第=区的过渡段开始,在这段时期随着上游的淤积,带往下游的悬沙逐渐增加.由第一阶段向第二阶段过渡的指标是/n=0.12.按照这一准数,若水库初始库容"满足条件H≤(/O.12)=8.33,(1)则其积淤过程只限于第二阶段.如果不遵循条件(1),即n>8.33,剐淤积过程将从第一阶段开始,然后进入第二阶段,因而计算方法应当用相应的形式反映出来.作为水库淤积的计算方法,建议采用泥沙平衡方程式[4]d3=Pd,(2)式中Pi一输沙率.对于第一阶段B=1,按照(2)式淤积量则为}矿3=IP,dt=Gol?(8){因为在第二阶段开始前的库客为H=/O.12=8.33,所以第一阶段的淤积量为s=x一.于是根据(3)式第一阶段的淤积时间可攮下式确定t,=afGo=(H一8.33,G.(4)如果H=8.33p=(O.O5~O.O6)H'则第二阶段的计算可以省去,并且水25库寿命(使用期限)接已知公式T=∥,G. 确定.对于第二阶段得到以下公式[3):£=0.041(,WH)(5)该式在图上是一条实线.(5)式适用于WplW=0.12~1.0.对于淤积条件.(5)式应为8=o.041i)'(6)解(2)和(6)式,则得到计算第二阶段淤积时间的公式.l48,8'',11,fl—一l一.,(7)而沉积量的计算公式为矾一互二:了(8)848.8WpWH/将第一和第二阶段的计算结果相加,即T=}l+f2|W3=W3+W3o以上建议,能使水库淤积的所有可能情况归属于三种淤积过程速度不同的泥沙沉积计算方式之一.上游属于第一种方式,水库运行初期在上游可以看到随着上游的淤积,带往下游的泥沙也随之增加.即只出现淤积第二阶段.水库属于第二种方式,在水库内既有完垒沉积的时期(淤积第一阶段),也有把泥沙带到下游逐渐增加的时期(淤积第二阶段). 库容大的水库通常属于第三种方式,在这种大水库中泥沙完全沉积对期只包括淤积的主要时间.在这里增长性的带走泥沙时期与淤积的总时间相比很小,可以忽略不计(即只出现淤积的第一阶段).因此.这种方法的特点是,它可以计算鄱种不适用按现有方法计算,而其淤积年限又用库容简单地除以输沙量的水库.在以上公式中=BL,或者近似地=(0)LHIH,B一稳定河床的水深和宽度[.],工n一水库的起始长度}0一汛期的平均流量j一稳定输沙时的流速,实际计算时可采用口=1.0~1.2mlsG一多年平均输沙率.根据实验资料在文献C43第91页上有8= ,(./Wo)曲线,在该谧线上也清楚地区分出澄清度变化的两个区.在第一区8=1,第二区0=0(1一W3/w.),(9)式中.一河段初始澄清度js一第二阶段的淤积量jW.一第二阶段的极淤积量.在文献[4]第92页上,联立求解(4)式和(9)式,从而导出B.C.拉普辛柯夫公式W3=Wd(1一,),(10)该式在文献C5,6)中有理论论据.早先厂.沙奠夫就曾导出过类似的公式W3=Wd(1—0).(11)从(1o)式的分析中可以看出,上游淤积刚一开始(.>o),澄清度8就开始比8值逐渐减小,即带往下游的泥沙均衡地增加,因而它只相应于淤积第二阶段的条件.因此,以(10)式为基础的拉普辛柯夫法,以及沙奠夫法仅对有淤积第二阶段的河段才是正确的. 文献[53第61页证明,(11)式只适用于从计算时间的起点开始泥沙就沉积的水库部分,即只适用泥沙按淤积第二阶段的规律沉积的水库部分.公式(1)是由原型资料统计分析结果得出的,因此当,Wn=1时,绐出的值£=0.04=P0,这在实际计算中是完垒允许的.如果把(1)式写成(till图1中的虚线)8=0,041C(WpfWH)一(∥/WH)),f12)则当WpfWu=1时可得出s=0.联立求解(12)和(2)式可推导出一个公式,该式的数值解给出的计算结果同(7)式和(8)式是吻合的.从(9)和(10)式可得e:0B一/(13)该式仅对第二阶段是正矾的.在以下面的形式给出的(10)式l=J一口一中,.P0/.?淤积一定'时刻下尚未沉积的上游容秘.I比对比l电/"若采用"≈W.,脚可写成Wp/WJ{=(p/")/(14)联解(13)和(14)式,可得0随WHn变化的一般公式8:Ke『(∥p/H),(15)式中K:(p/∥n)——相应于8的比值.由415)式得,当pfH=K时,£=8.e的最大值为8;1.O.因此当Wp/W->f( 时,£<£,这就只相应于淤积的第二阶段. #舻皿÷皿PI{I』IIl.II{l}_一.III.Il^ll{—卜l一按(15)式计算曲曲线F2一按(5)式计算曲曲线}3一接(121式计算曲啦钱,是按?H?戈斯眠愚新基的方挂计算的J4一法船哈德河臣6--乌奇库尔罔河嚣JB--日媚节蓄水{电,,占一变化的第一和第二区圈2按不同计算公式计算的水库拦涉能1力随Wp,w口变化的曲线如果将(15)式同(2)式联立求解,并考虑到在淤积过程中容积n是变化的,栗刚矽"一.值,并允许"≈.,则得到(10)式.逸就进一步证明,拉普辛柯夫法只反映淤积第二阶段构条件.在图2中绘出了8在K=0.12和0=1.0时按415)式计算的结果,以及按(15)和(12)式的e值.从图2看出,按有理论根据的关系式琢文蔼印分母,可能是cT一译注.(15)的计算值高于按(5)和(2)式的计算值,后者是以足够大量的原型和实验室试验研究为依据的.根据水工设计院卫生防疫站按戈斯图恩斯基方法对某些河段计算的结果,其计算的澄清度值与图2中按公式(6)计算的结果实际上完吻台.因此(5)式和以其为基础的所建议的计算方法(式7和式8),同现在通用的方法比较,能更精确地反映水库淤积第二阶段泥沙沉积过程.大家知道,小蔷水泡,池塘等在泥沙沉积速度方面是不同于水库的,对它们的淤积计算建议用不同公式和经验曲线进行.在.B.卡拉乌台夫的着作中,曾介绍了许多有关池塘的研究结果,其闻也介绍了G.布朗(美国)的研究结果.布朗的文章首次发表于1953年(8],而后在文献(9]中又发表了一些批判性见解文章.为了估算蓄水池的拦沙能力,布朗研究了相对容积准数.-/,即池塘容积与小溪或者河流年平均径流量之比,l并利用该准数对44座池睹式蔷水池C83绘制了曲线, 见图3.为了确定泥沙沉积率,.B.卡拉乌台夫提出了一个理论公式[1,第101页),该式联合考虑了沉积的第一阶段和第二阶段:8=1一(1一W)e一(●w/l—w)416)式中W=,cr.*文献[1]第102页指出,(16)式只在=30时才同布朗的经验曲线相吻合.图3仵出了布朗曲线以及当=35时按416)式计算的结果,二者是吻台的.在图8中绘出了不同水库(其中包括美国的一些水库)澄清度变化的现有的原型数据点,这些点与布朗曲线差别很大.文献[9]指出,布朗曲线不能用来分析lllffl学辨lll'II凡牺,.一/r}…}!,1自I/Il刊I'Illllf…llll'flJlIl1IllI布朗曲线,1一租颗粒讫抄,2一中颗粒泥抄j3--缅囊牲娓牡,原型蛊料4一乌奇库尔阿木电站的河段(蚋雷悬河)?5一希什拉乌斯基来电站(1958年开始,1960年)}6一坞尔加勃葡曲墙什凯昔林新基水库t10^O~10聃年)}7一拇尔加勃骨上的荔承坦真木库?8—捷替赞河的捷德赞水库(1950~19 66年)?0一瑟舡选里亚河的法尔暗德水库(19盯~1955 年)?1O一篝奇;迭里亚诃的凯拉庠姆水庠(1956--1985 年)}1l一毒格连河的塔什肯水库t1936--1962年),12一姆尔加勃河的伊茯漕坦水库}13一瓦赫什河的曳涪夫承电站的河段}I4一羹昝赞河的善罗格水庠?15一古马特水库(格鲁青亚和国)?16一奥斯金老水库(受国)?17一舆新金新木库(美国)}lB一诺表先水率(荛目)}19一拉稿扎努奇;水库t格鲁青亚共和且)?一一推荐的曲线}…一卡拉鸟音夹曲线Ia一巾=35?6一巾=300,6一巾=5O0图5澄清度e与库容wn同年平均径流量W,之比的关系曲线泥沙特性,因此专家们很少用它来计算泥沙沉积.1971年波尔朗德C93在验证契尔奇拉和布朗的经验曲线时指出,契尔奇拉的方法能给出较好的结果.文献C73是在既不考虑上述意见和其他文献的分析,也不掇据苏联许多水库的原型资料的情况下,提出以布朗曲线作为山区水库淤积的计算方法的.同时也投有指出,水库淤积按二个阶段来进行计算是由文献(2]首次提出的.如果按文献[7]建议那样,将公式用于第一阶段的计算f=(H一9,2c)/G0,刚第二阶段开始之前的河段容税,将等于0.2We(河流年径流量的五分之一),这是不切台实的,它大大地超过几乎全部已有水库的起始容积}在这种情况下,永库将只出现淤积第二阶段,这是同实际资料, 理论和实验室研究结果相矛盾的.以库容为2.5{Lm.的法尔哈德水库为例,在流的28流量为168{Lm.的情况下,第二阶段的淤积量等于33.6fLm.,超过初始库容的12倍.对于初始库容为1.j6亿.,河流径流量为16/Lm.的塔什凯普林水库,第二阶段的淤积量等等于3.2亿m..橙积置.融积时同f【I和l阶&)(亿m)Il.Iz】s2BO.314计算?.iI99I;O.38£实际已知数据l0400m},;1.2m/sFH0.39亿m}G;O.05ltZ,m./年;W=0.0267~ve} =0.222亿优.Jf1=3.s#-.表内列出的是格鲁吉亚加盟共和国古马特水库按本文建议的方法进行淤积计算的结果和格鲁吉亚加盟共和国水利与土壤改良科研所的原型观测资料.本文建议的方法在文献[2,3]中用8个实验室的和16个原型水库(其中8个国外水库)的淤积资料进行了验证.表中的计算结果同实际资料的吻合证明了本文建议的方法的可靠性,同酣也说明,山区水库的淤积服从于泥沙在水库中沉积的单一规律,而不同于与池塘淤积相应的布朗曲线.按蛸布朗曲线,古马特水库第一年被带到下游的泥沙量应大于4O%,这是与实际裙矛盾的.从图8可以看出,类似的与实际不相符的情况几乎在垒部已有的水库,其中包括国外的水库都会出现.图8给出了当=300时按(13)式计算结果画出的曲线d,该曲线L乎同本文建议的曲线相吻合,也是本文建议方法可靠性的补充证明.就外包的角度看,=500(曲线6)似乎应当视为水库的极限值...利西齐娜调查了125座小水库,得出=0.35文献[103以数值积分的形式对(13)式和(2)式进行了联立求解,并且提L出了淤积计算的图解分析法.参考文献(略) 杨清译赵纯厚校。
调研潭岭水库泥沙淤积的计算方式1 地形法此法以建库前后同一格式、同一基准、同一比例的地形图为基础,每隔若干年测量一次,根据地形的变化求算出库区泥沙的分布和淤积量。
这种方法具有较高的精度,但要求严格。
因为建库前后的测图很难确保一致,同时建库后的库区水下地形测绘工作相当复杂,而且工作量大,这些都使其实用性受到一定的限制。
2 沙量平衡法此法要求在水库入水口和出水口各设立泥沙观测站,并定时定位测定水库悬移质的含量和推移质的输沙量。
借助入库输沙量与出库排沙量之差,粗略地计算出停积在库内泥沙的数量。
这种方法调查周期长、精度较差,且无法确定泥沙的淤积部位和形态,更无法说明某一库段泥沙的淤积速率和淤积量。
3 剖面法剖面法是目前较常用的一种方法,它要求定时定位测量库区特征部位的横剖面,并根据水深测量确定库底高程的变化,以此求算出该剖面泥沙的淤积速率。
此法简单易行,但调查周期较长,往往要经过多次测量对比,才能求算出测量周期内泥沙的淤积量,而且无法了解首次测量前库内的泥沙淤积量。
4 地质沉积界面法此法要求在库区实地探测采样,把蓄水后的淤积物和蓄水前库底物质呈垂直柱状取上,并根据蓄水前后因水动力条件变化所造成淤积物在组成、结构和构造上的差异,划分出建库前后泥沙沉积物的界面,这样就能直接测出蓄水后淤积物的厚度。
与此同时,还可以对淤积物进行分层取样和地质观测,深入研究泥沙淤积的规律和淤积特征以及水库底质污染的程度与变化趋势。
此法具有直观、准确、经济和快速等优点,特别适宜于少沙河流入庫的泥沙淤积研究。
如果配合同位素年代学法应用,还可以测定淤厚大的泥沙的淤积速率。
这次调查,我们主要采用地质沉积界面法,研究水库的泥沙淤积状况,并且主要使用YN-2重力采取器进行水下采样。
YN-2型重力采样器主要由钻头、取样管、接头和重锤组成。
此采样器穿透力强,对柱状样品原始状态破坏较小,适宜于水库、湖泊和港湾的水下采样。
取样管内径5毫米,每节长50厘米,由两个半合管和接头组成,可根据需要驳接加长,一般驳长5~6米。
一种水库冲刷淤积计算方法1、引言水库冲刷淤积是影响水库安全运行的重要因素之一,它是指在水文调度过程中发生的淤泥及其他悬浮物物质随水体切割运动而被带走的现象,对水体运动的分析和控制有着重要的意义。
随着水库发展利用的不断深化,许多水库的安全生存岁月已经受到了冲刷淤积的影响,严重影响了水库的有效利用。
因此,对水库冲刷淤积的研究具有重要的实际意义,为了准确研究冲刷淤积,就需要研究一种更好的计算方法。
本文就为此研究一种水库冲刷淤积计算方法,分析水库淤泥分布特征,根据积蓄计算计算淤泥流量,构建出更好的淤泥模拟模型,以此来更准确的计算冲刷淤积。
2、水库冲刷淤积计算方法综述水库冲刷淤积计算方法有很多,从机械模型、数学模型和集合模型等不同的模型进行模拟流体运动和淤泥运移。
1)机械模型机械模型是以水文参数作为模型参数,建立冲刷模型,依据实验数据计算淤泥运动的方法,其优点是直观性强,简单易行,但缺点是受水文参数影响大,对模型参数依赖性大,不能反映淤泥的变化特征,无法准确表征淤泥的积累和冲刷过程。
2)数学模型数学模型是以水文参数为模型参数,建立淤泥模型,根据计算流体力与淤泥力相互作用,计算淤泥运动的方法,其优点是模型简单,且对模型参数的影响不大,能够较好地表征淤泥的变化特征,但缺点是受水文参数影响大,无法给出淤泥运动的精确计算结果。
3)集合模型集合模型是以淤泥、水文参数和水体流动规律为模型参数,建立淤泥模型,根据淤泥与水体流动直接作用,计算淤泥运动的方法,其优点是对模型参数不敏感,可以给出淤泥运动的准确计算结果,但缺点是模型计算复杂,难以实施。
3、一种水库冲刷淤积计算方法本文研究一种水库冲刷淤积计算方法,其思路是建立一个集合模型,结合机械模型和数学模型的优点,利用水体流动规律和淤泥力来给出淤泥流量的计算方法,具体如下:1)分析水库淤泥分布特征根据水库库容曲线及淤泥深度分布特征,确定水体流动方向,以及淤泥的积蓄和冲刷特征。
水库泥沙冲淤分析计算抽水蓄能电站初步设计阶段水库泥沙冲淤分析计算大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1996年10月抽水蓄能电站初步设计阶段水库泥沙冲淤分析计算大纲主编单位:主编单位总工程师:参编单位:主要编写人员:软件开发单位:软件编写人员:勘测设计研究院年月目次1. 引言 (4)2. 设计依据文件和规范 (4)3. 基本资料 (4)4. 水库泥沙冲淤计算 (6)5. 专题研究 (9)6. 应提供的设计成果 (9)附件A (10)附件B (11)附件C (14)1 前言项目概况抽水蓄能电站位于省县乡境内,总装机 MW。
抽水蓄能电站由上水库、水道系统、厂房及下水库组成。
水库泥沙冲淤分析计算2 设计依据文件和规范2.1 有关本工程(或专业)的文件(1) 可行性研究报告;(2) 可行性研究报告审批文件;(3) 初步设计任务书和项目卷册任务书,以及其它专业对本专业的要求;(4) 泥沙专题报告。
2.2 设计规范(1) DL 5021-93 水利水电工程初步设计报告编制规程;(2) SDJ 11-77 水利水电工程水利动能设计规范(试行);(3) SDJ 214-83 水利水电工程水文计算规范(试行);(4) SL 104-95 水利工程水利计算规范;(5) 水库水文泥沙观测试行办法。
2.3 主要参考资料(1) 水利水电工程泥沙设计规范(报批稿)[echidi1][1];(2) 《泥沙手册》(中国水利学会泥沙专业委员会主编);(3) 《水库泥沙》(陕西省水利科学研究所河渠研究室、清华大学水利工程系泥沙研究室合编);(4) 《河流泥沙工程学》(武汉水利电力学院)。
3 基本资料3.1 水库概况(1) 水库地形图,施测时间;(2) 库区纵、横断面表,需要时给出横断面特征线;(3) 水库水位容积、面积曲线图及表(包括总库容与干支流库容)。
表 1 水库水位容积、面积表抽水蓄能电站装机容量 MW(共台),一般每日发电 h( 点至点);每日抽水 h( 点至点)。
水泵最大扬程抽水流量 m3/s,最小扬程抽水流量 m3/s;水轮机额定水头发电流量 m3/s。
3.4.1 水库水位、库容特征值,见表2。
表 2 库水位、库容特征值(1) 各设计频率洪水的坝前水位表 3 各设计频率洪水的坝前水位(2) 历年各径流调节时段平均(时段末)坝前水位和进出库流量3.5 枢纽资料(1) 抽水蓄能电站枢纽平面布置图;水库泥沙冲淤分析计算(2) 工程枢纽布置(含排沙设施)图;(3) 蓄能电站进/出水口布置图;(4) 水库泄流曲线。
表 4 泄流能力汇总表单位:m3/s4 水库泥沙冲淤计算4.1 水库泥沙冲淤计算的任务与内容4.1.1 水库泥沙冲淤计算任务4.1.2 水库泥沙冲淤计算的主要内容4.2 水库泥沙冲淤计算4.2.1 水库运用方式(1) 下水库运用方式根据工程任务、综合利用要求、河流输沙特性及库区地形特点,经分析拟采用泥沙调度方式。
(2) 上水库及蓄能电站的运用方式水库泥沙冲淤分析计算每日发电 h( 点至点),每日抽水 h( 点至点),上水库水位变幅 m。
4.2.2 计算方法4.3 计算成果及成果分析 4.3.1计算成果4.3.2计算成果分析4.4.1 观测目的4.4.2 测验项目(1) 库区淤积测量、淤积泥沙颗粒分析和干密度测定。
4.4.3 测验方法4.4.4 实施计划 4.4.4.1 断面布设(1) 水库蓄水前应在库区布设横断面(含高程与平面控制); (2) 断面布设原则与布设。
4.4.4.2测验时间(1) 库区淤积测验时间,一般每年施测一次,必要时增加测次。
(2) 蓄能电站进/出水口处的含沙浓度分布和冲淤形态、泥沙过机含沙量和粒径,根据水库淤积与入库水沙情况,每年观测 次。
4.4.4.3 观测设备及其经费4.4.4.4 观测人员与观测经费4.5 确定保库防沙措施 4.5.1 保库防沙设计 4.5.2 水库泄流规模拟定4.5.3 电站防沙5 专 题 研 究6 应提供的设计成果6.1 水库泥沙冲淤计算书 6.2 设计报告 6.2.1 设计报告 6.2.2 报告附表(1) 年、月输沙量系列表;(2) 淤积计算纵断面成果表(格式参看表C2)。
6.2.3 报告附图(1) 泥沙颗粒级配曲线(包括悬移质与河床质);水库泥沙冲淤分析计算 (2) 水库水位面积、容积曲线(包括天然与淤积后); (3) 不同淤积年限的淤积纵断面图。
附件A 水库概况描述的基本格式本附件给出了抽水蓄能电站几种典型水库概况描述的基本格式,设计人员可根据工程具体情况选择、调用。
A1 河道库概况水库位于 河 游,开发任务是以 为主,兼顾 、 等综合利用要求。
水库由 河和主要支流 、 、 等组成。
水库为 型水库,正常蓄水位 m ,相应库容 万m 3,水面面积 km 2,水面宽m 至 m ,库区长度 km ,河道纵比降 ‰,为 河床。
库区平面形态如图 所示。
A2 岸边库概况水库位于河岸的宽阔地块上,正常蓄水位 m ,相应库容 万m 3,水面面积 km 2,其引水设施一般由引水枢纽与渠道(或抽水站)组成,平面形态如图 所示。
A3 弯道库概况水库位于 河的弯道上,正常蓄水位 m ,相应库容 万m 3,水面面积 km 2。
其上坝址形成滞洪水库,最高滞洪水位 m ,水库长度 km ,平面形态如图 所示。
A4 台坪库概况水库位于 山的台坪上,正常蓄水位 m ,相应库容 万m 3,水面面积 km 2,死水位 m ,相应库容 万m 3。
水库平面形态如图 所示。
附件B 水文泥沙特性的描述本附件给出了抽水蓄能电站几种典型水库水文泥沙特性描述的基本格式,设计人员可根据工程具体情况选择、调用。
B1 河道库的入库与坝址水文泥沙特性(1) 水文测站情况及入库水沙系列水库泥沙冲淤分析计算(2) 干支流入库与坝址的流量、悬移质泥沙输沙量水文站(3) 入库推移质沙量(4) 泥沙颗粒特性表 B3 水文站悬移质泥沙颗粒级配表表B4 河河段河床质泥沙颗粒级配统计表绘制悬移质与河床质泥沙颗粒级配图。
(5) 悬移质矿物成分表B5 河段悬移质各粒径组硬矿物含量表(6) 泥沙的干密度水库泥沙冲淤分析计算悬移质泥沙淤积物干密度采用 t/m3;推移质泥沙淤积物采用 t/m3;冲泻质泥沙淤积物采用 t/m3.(7) 糙率B2 岸边库(或弯道库)的入库水沙岸边库(或弯道库)通常是引水式的,其入库水沙资料除执行B1条款外,还需统计河道大于某级含沙量出现的天数,见表B6。
表 B6 河水文站大于某级含沙量出现天数B3 台坪库的入库水沙水库泥沙冲淤分析计算附件C 水库泥沙冲淤计算本附件给出了抽水蓄能电站几种典型水库泥沙冲淤计算的方法,建议的计算成果表述格式以及计算成果分析的建议,可根据工程具体情况选择、调用。
C1 抽水蓄能电站几种典型水库泥沙冲淤计算的方法 C1.1 河道库以下例举有限差法:(1) 基本方程 采用有限差法联解水流连续方程、挟沙水流运动方程和泥沙连续方程。
其简化形式:(C1)(C2)式中:Dx ––––计算河段长度;Dt ––––计算时段;水库泥沙冲淤分析计算DZ ––––计算河段的平均河床冲淤厚度,正值为淤,负值为冲; 注:一般情况下,每一计算时段的冲淤厚度,以控制等于或 小于深的 较为合适。
G 1、G 2––––分别为进出口断面输沙率;用于计算悬移质冲淤时,G=Q×S v ,其中S v 为悬移质含水 量;用于计算悬移质冲淤时,G=B×g s ,其中g s 为推移质单宽 输沙率;若悬移质和推移质要同时考虑时,则G=QS v +B×g s ; B、H ––––分别为计算河段的平均河宽和平均水深;B 1、B 2、H 1、H 2––––分别为进出口断面上的平均河宽和平均水深。
联解式(C1)和式(C2)即可求得水库冲淤的发展过程。
表 C1 有 限 差 法 计 算 水 库 淤 积 过程 表C1.2 岸边库C2.1 河道库(1) 水库泥沙淤积纵横断面成果表及水库泥沙冲淤过程纵断面图。
表 C2 水库不同年限淤积纵断面表(2) 不同方案坝前淤积高程与蓄能电站进/出水口门前淤积高程表。
水库泥沙冲淤分析计算表 C3 坝前及蓄能电站进/出水口淤沙高程(3) 水库冲淤计算成果表表 C4 抽水蓄能电站水库泥沙冲淤成果表(4) 水库容积演变曲线图及水库泥沙淤积后库容变化表表 C5 抽水蓄能电站水库泥沙淤积后库容变化表C3 计算成果分析C3.1 河道库(1) 水库泥沙淤积对库容的影响;(2) 阐明选择正常蓄水位、汛期限制水位、排沙水位、保证发电水位、死水位过程中,不同方案的泥沙淤积对工程效益、安全运行的影响,对上游或下游梯级的影响,对航运的影响。
阐明方案比较结果,提出推荐方案;(3) 阐明推荐的正常蓄水位、汛期限制水位、排沙水位、保证发电水位、死水位的冲淤计算成果;(4) 分析水库泥沙淤积对坝前、蓄能电站进/出水口口门的影响,必要时,分析过机泥沙(包括含沙量与粒径)对电站(或上水库)的影响。
C3.2 岸边库、弯道库、滞洪库、台坪库水库泥沙冲淤分析计算[1]一旦本标准正式发布,应移入2.2条。
[echidi1]水库泥沙冲淤分析计算1 水库概况万两河水利枢纽工程位于吉林省桦甸市红石镇境内, 水库坝址建在第二松花江上游左岸支流万两河上。
万两河发源于桦甸市南乡龙岗山北侧, 流经桦甸市的王家店、治安屯等地, 流向由南向北, 于红石镇任家店东测汇入第二松花江。
万两河属山区性河流, 流域地势南高北低, 水系发育较好, 河道坡度较陡, 高差大, 沿河两岸为岩石陡壁, 生长灌木杂草。
流域植被较好, 河道稳定, 河底由砾石和卵石组成。
万两河水利枢纽建成后, 由于改变了天然河道的泥沙输移特性, 河流中一定量的泥沙将在水库淤积。
为此要分析建库后泥沙淤积问题, 并提出相应措施, 使泥沙淤积其对工程的影响降到最低程度, 更好的发挥工程的正常效益。
2 水文特性2.1 水库上游来沙万两河水利枢纽坝址处无水文观测站, 年输沙量计算根据1984 年版《吉林省地表水资源》成果中多年平均悬移质输沙模数分区图查算。
本地区悬移质侵蚀模数每年为50 t/ km2 a , 推移质输沙量占悬移质输沙量的15 % , 综合侵蚀模数为57.5t/ km2 a 。
万两河水利枢纽坝址年输沙量成果表见表1.1 。
表1 万两河水利枢纽坝址年输沙量成果万两河邻近流域的金沙河上有民立水文站,该站有1958 4/1988 年31 年泥沙观测资料, 且该流域与万两河所在流域植被等情况比较相似,可认为万两河泥沙的年内、年际变化情况与民立站类似, 所以本次以民立水文站为参证站, 分析万两河水利枢纽坝址的泥沙情况。
民立站历年各月平均悬移质输沙量统计见表4.2 。