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黄河三盛公和位山枢纽分析

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:三盛公枢纽(见图1)位于黄河上游后套冲积平原上首,于1961年建成。实践证明,三盛公枢纽处理泥沙问题是成功的。位山枢纽修建和运用后,主要存在以下泥沙问题。位山枢纽修建后,上游河段水位升高情况如表1。由于位山拦河枢纽不能适应河道的水流泥沙特性,被迫破坝以消除拦河建筑物卡水淤积的不良影响。

黄河三盛公和位山枢纽分析

三盛公枢纽(见图1)位于黄河上游后套冲积平原上首,于1961年建成。枢纽上下游原河床比降1.75‱,多年平均径流量278亿m3,年平均流量880m3/s,悬移质输沙量1.79亿t,年平均含沙量6.42kg/m3。三盛公枢纽使后套灌区引水量较无坝引水时期增加30%,提高了供水保证率;进沙量则较前减少57%,引水含沙量平均减少67%。据内蒙古黄河工程管理局统计,1961~1971年枢纽上游共淤积4390万m3,其中主要淤积在滩地部分。在一般情况下,有3000万m3的槽库容可供长期使用,约相当于总库容的40%[3]。实践证明,三盛公枢纽处理泥沙问题是成功的。

位山枢纽(见图2)位于黄河下游中部,在规划中具有灌溉、分洪、航运、发电等综合效益。所在河段是黄河堤距由宽到窄的过渡地段,防洪问题很重要。枢纽河段河床比降约为1.2‱,年水量480亿m3,年平均流量1520 m3/s,年输沙量14亿t,年平均含沙量29.3kg/m3。位山枢纽以修建人工弯道造成环流效应等有利引水防沙为主要原则来布置枢纽拦河闸等主要建筑物。位山枢纽修建和运用后,主要存在以下泥沙问题。

图1 三盛公枢纽位置图

图2 位山枢纽位置图

1.拦河枢纽影响改变了河段的冲淤特性(www.xing528.com)

黄河下游的输沙率与流量成二次方关系,常用洪峰平均含沙量与平均流量的比值代表来水来沙的一种特性,称作来沙系数。统计分析枢纽修建前(1952~1959年)和枢纽修建后在拦河闸全开敞泄条件下(1961~1963年)的多次洪峰的水沙特性和河段冲淤情况见图3。可以看出,建闸后河道变得易淤难冲。建闸前后位山河段发生冲刷的来沙系数分别为小于0.01和小于0.005;而发生淤积的来沙系数则分别由建闸前的大于0.015变为只大于0.007,清楚地说明由于枢纽拦河闸的影响,显著地改变了位山河段的固有冲淤特性。

2.枢纽卡水严重,使上游行洪水位升高

位山枢纽拦河闸过水净宽160m,闸底槛设于高程36m处,坝址处原河道宽360m,洪水河床高程为32m。在通过设计流量6000m3/s时,因枢纽卡水壅高上游水位1.6m。由于泥沙淤积严重,拦河闸全部开启作敞泄运用二年多后,仍影响黄河下游关键部位孙口站(堤距由宽入窄的过渡地段)的排洪能力。当通过5000~6000m3/s流量时,水位抬高1.2~1.4m以上。位山枢纽修建后,上游河段水位升高情况如表1。由于位山拦河枢纽不能适应河道的水流泥沙特性,被迫破坝以消除拦河建筑物卡水淤积的不良影响。

图3 位山枢纽上游河段冲淤特性变化示意图

表1 位山枢纽上游壅水河段水位升高值单位:m

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