水库运用方式的研究无论在水库规划设计阶段,还是运行管理阶段都是十分关键的问题。对高含沙河流供水水库而言,因入库水流挟带有大量泥沙,所以蓄水与排沙的矛盾更加突出,运用方式除常规径流调节外,还需进行泥沙调节,内容更加复杂,其研究也更为必要。王瑶水库是一座入库平均含沙量高达236 kg/m3的供水水库,为了控制淤积水库运用过程中必须排沙,但排沙期间供水任务难以为继,故工程设有反调节水库,通过与反调节库的联合调度,水库可在敞泄排沙期间兼顾供水任务。本文以王瑶水库为研究实例,对反调节库作用下的高含沙河流供水水库运用方式进行优化研究,研究过程及得出的结论具有重要的理论价值和工程实际意义。本文首先对水库运用方式的已有研究进行了整理,明确其分类方式、研究办法及热点方向。其次统计了王瑶水库实测水沙资料,分析出年内及年际变化趋势,并按不同流量级和含沙量级进行了区间划分,得出了各区间内的水沙占比,为水库排沙期和排沙限制条件的选取提供了依据。随后针对王瑶水库的高含沙水流特性,将已有非恒定不平衡输沙数学模型进行适配与完善,使之可用于王瑶水库冲淤剧烈变化情况下的预测计算。同时考虑反调节库参与互馈的过程,构建了水沙调节模型,用于联合调度过程中的水沙调节计算和供水情况统计。然后为王瑶水库运用方式拟定三个基础方案,利用数学模型模拟各方案的泥沙冲淤过程和水沙调节过程,由计算结果的横向对比确定王瑶水库合理运用方式类型为汛期相机敞泄运用。最后,根据控制变量法对水库排沙限制条件做进一步优化,提出王瑶水库合理运用方式及水沙调节预测结果。根据上述工作可得出结论:1)王瑶水库入库水沙中水少沙多,多年平均情况下,入库流量1.14m3/s,入库含沙量则高达235.8kg/m’。同时,水沙年际分配不均且变幅较大,水量呈先丰后枯趋势,沙量为丰枯交替变化:水沙年内分布相对集中,汛期7～8月内的入库沙量占全年的79.5%,而水量仅占45.1%。另外,通过进行滑窗平移分析,将水库排沙期定为7月4日至8月311日。2)根据不同流量和含沙量的分级统计,入库沙量集中大流量和高含沙量的来水中。由统计结果可知,在含沙量大于300 kg/m3的时段内,占全年92.4%的入库沙量集中于37.4%的来水中;在流量大于5m3/s的时段内,占全年89%的入库沙量集中于40.2%的来水中,并以此确定相机排沙条件为仅在流量大于5 m3/s且含沙量大于300 kg/m3时进行敞泄运用。3)构建了用于水库运用方式研究的水沙数学模型,模型分为泥沙冲淤预测和水沙调节两部分。其中泥沙冲淤模型根据非均匀不平衡输沙理论得到,而径流调节模型则考虑反调节水库参与联合调度的互馈过程,在等流量调节时历法的基础上建立得到。模型建立后综合考虑王瑶水库运用过程中的各项限制性因素,经过与实测资料的对比完成了模型的验证和参数的率定,而后用于水沙调节过程的预测和供水保证情况的统计。4)基于蓄清排浑运用初拟对比方案为汛期定期敞泄、汛期低水位运用和汛期相机敞泄,经过数模计算结果的比较,选定汛期相机敞泄运用方式,并对排沙限制条件进行优化。最后,提出了王瑶水库合理运用方式为汛期相机敞泄运用,即汛期内仅在入库流量大于3 m3/s且含沙量大于150 kg/m3的时段进行敞泄运用,其余时段和非汛期保持蓄水运用。5)通过数模计算得到水库相机敞泄运用的预测结果,水库运用50年后的累计淤积量为10067.4万m3,多年平均排沙比71.3%,剩余有效库容1479.5万m3,届时仍满足供水要求的可供水量为1104.7万m3(对应供水保证率98.7%,最大破坏深度28.8%)。