昌马水库排空过程泥沙含量的计算分析

昌马水库防淤排沙运用浅析摘要：北方水库安全运行管理中，大多气候干旱，雨量稀少，水土流失严重，造成水库淤积。

为解决水库泥沙淤积问题，延长水库使用寿命，认真分析和掌握水库排沙运用规律，采取合理蓄水、泄洪、排沙、灌溉、发电，充分发挥工程效益，科学调度水资源，更好的为经济建设服务。

关键词：水库淤积；排沙；措施；调度一、水库基本情况昌马水库位于甘肃省河西走廊西端玉门市境内的疏勒河境内昌马峡进口1.36km处。

地理位置东经96°48′48″北纬39°57′40″，水库是以农业灌溉为主，兼顾工业供水、水力发电和防汛等综合利用的大Ⅱ型水利枢纽工程，现有农业灌溉面积134.2万亩，水电装机容量20.75兆瓦，总库容1.934亿m3相应水位2000.8m，淤积库容0.8亿m3，多年平均降雨量94.2mm，年蒸发量2800.2mm，2001年11月27日下闸蓄水，设计洪峰流量1620m3/s（100年），最大坝高54.8m，多年平均径流量10.31亿m3。

排沙泄洪洞位于右岸，进口底板高程1951.0m（原河床底部），出口底板高程1947.0m，设计流量991m3/s，校核流量1014m3/s，排沙泄洪洞控制排沙流量450m3/s。

二、水库淤积危害性分析水库淤积对水库正常运行存在极大的危害，主要对水库兴利、水库自身和下游灌溉、发电影响严重。

1.水库兴利、水库自身影响1.1抬高水库淤积，降低兴利库容。

1.2长时间淤积缩短水库使用寿命。

1.3水库回水末端淤积上延，将扩大淹没周边农田面积，影响农业生产。

2.下游灌溉、发电影响2.1水中含沙量增加，影响下游农田灌溉。

2.2排洪时含沙量增加，将会造成大量弃水，水的利用发电效率降低，严重破坏发电机转轮。

三、水库排沙常用的方法3.1滞洪排沙滞洪排沙就是在已形成浑水水库的情况下，当洪水到来时及时开启闸门，利用洪水挟裹大量泥砂排到库外，并可以将原来淤积的泥沙冲走一部分，汛期泥沙比较集中，因此滞洪排沙效果显著。

河流模拟课程设计—水库一维泥沙淤积计算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 h gA 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 --=??+??αω④ 河床变形方程)(*00S S xG t y b--=??+??αωρ⑤ 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 0.124，m 取1.05，干密度'0ρ取1.3 恢复饱和系数25.0=α均匀沙粒径为d=0.041mm （悬移质），d=2 mm （推移质）1、输入河床地形糙率等数据求得断面面积与水位的关系（A ~Z ），进而求得断面平均流速A Qu =，水力学半径χA R = 2、读入一个时段的水沙数据（特别注意，不要一次性将数据全部读入）读入第一时段（Q,S ）值3、计算水面线，同时得到各断面的水力要素求得各个断面的河宽、断面面积、水深、平均流速等值计算前要注意在坝前输入水位，各断面均应对流量赋值4、计算悬移质水流挟沙力mgR u k S=ω3*K 取 0.124，m 取1.05。