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泾河东庄水库是一座拟建的大型水利枢纽工程,总库容30.1亿m3,兼有防洪、减淤、发电和供水等综合效益,被称为陕西省的“三峡工程”。本文遵循河流泥沙冲淤演变规律,拟定了多种水库运用方式,采用数值模拟手段对水库运行一定时期后库区冲淤情况进行了分析预测。对东庄水库运用方式的最终确定具有较强的现实意义。
首先,本文对前人的研究方法和研究成果进行了统计分析,同时介绍了目前在水库运用方式方面的研究现状,此外,对泥沙基本理论及泥沙数学模型的发展历程和研究现状进行了回顾和总结。其次,本文选定适宜于模拟长河段、长历时泥沙冲淤变化的一维泥沙数学模型作为技术手段,对河床糙率、恢复饱和系数、水流挟沙力公式中的参数以及进口断面推移质输沙率和悬移质含沙量的确定进行了详细的分析说明,采用泾河1960-2001年42年中在原河道未建库状态下的水沙系列以及冯家山水库实际运用情况下的实测资料对模型进行参数率定和验证,其结果表明,本模型能较好地模拟东庄水库库区研究河段的泥沙冲淤变化。最后,结合东庄水库及渭河下游的具体限制条件,拟定了多种运用方式,用验证通过的泥沙模型对各种运用方式下的库区冲淤变化、库水位变化、水库泄放流量过程和含沙量过程进行了预测。
通过数值模拟,计算得出了5种方案下的库容曲线、库水位变化过程、库区纵剖面、下泄水沙过程等结果,通过分析对比所得结果与水库开发目标,得到了较为优良的方案,能较大程度地保持水库终极库容、改善渭河下游水沙特性。