三峡水库运行初期糙率变化初步研究

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三峡水库的建设对我国社会经济持续发展起着重要作用,而泥沙淤积则是三峡工程关键性技术问题之一。三峡水库泥沙淤积会引起回水末端向上游延伸,抬升水位,造成回水末端地区淹没,严重影响人民生产生活安全。水库运行后,河道糙率是库区随淤积发展回水计算的关键性参数,对水库淤积后沿程水位确定、城市防洪安全、堤防及厂矿设计高程拟定、水库防洪库容计算、兴利库容核算等均具有直接影响。因此,寻找水库的淤积糙率的变化具有重要理论和现实意义。本文采用一维水流数学模型与理论分析相结合的方法,对三峡水库运行初期糙率的变化进行了初步研究,主要成果包括:(1)通过分析三峡水库运行10年来的水沙过程、泥沙冲淤情况及水位变化情况得出,三峡水库175m试验性蓄水期(2008~2012年),入库径流量与多年平均值相当,悬移质输沙量年内具有枯水期变化不大,汛期减少的特点,推移质泥沙数量总体呈下降趋势;三峡水库淤积主要呈现“宽谷淤积、峡谷不淤”的不连续带状淤积形态,淤积主要在涪陵以下的常年回水区内。(2)根据实测资料,建立一维水流数学模型,推算得出三峡水库试验性蓄水期(2008~2012年)正常蓄水运行阶段下特征洪水的沿程水位和糙率。结果表明,推算出的水面线与实测值吻合度高,糙率与沿程河段位置具有较好的相关关系,水库沿程糙率在时间、空间上都有变化。(3)通过对坝前水位Z0=145m,流量分别在10000m3/s、15000 m3/s、25000m3/s、34000 m3/s的推算结果分析,得出了三峡库区典型特征河段:常年回水区顺直段、弯曲宽谷段、分汊宽谷段、以及变动回水区下段典型淤积河段的糙率随时间、空间的变化趋势。(4)根据常年回水区顺直宽谷段和弯曲分汊段实测资料推算的糙率与韩其为插值公式值对比发现,弯曲分汊段的实测推算值与插值公式计算值结果相近,趋势一致,曲线均为凸线,可对韩其为插值公式进行适当修改;而顺直宽谷段的实测推算值与插值公式计算值结果差别很大,趋势相反,基于韩其为公式结构形式,重新拟合给出了适合于常年回水区顺直宽谷段的糙率插值公式。
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