万安水库泥沙淤积特性分析

万安水库泥沙淤积特性分析国电万安水电厂伍福芳郑雄波一、前言

根据万安水库蓄水后20a的大断面地形测量资料计算水库泥沙淤积量，分析库区淤积形态及分布情况，总结淤积形成及发展过程。尽管赣江属于少沙河流，但万安水库内仍有比较明显的三角洲形态特性，泥沙淤积量占死库容19%，占初期运行库容5.6%。在今后洪水调度中应注意运行方式和异重流排沙措施的正确使用。二、水文、水库特性

赣江主河道823km，流域面积82809km2。万安坝址位于赣江中上游，坝址以上主河长393km，流域面积36900km2，多年平均径流量299亿m3，约占赣江总流域面积的44.2%。流域内降雨量充沛，主要以暴雨洪水来水为主，年迳流年间变化较大，年平均流量最大与最大相差5倍左右。

万安库区系峡谷河段，建库后壅水不高，库平面呈带状，属河道型水库。在天然情况下，河床一般宽约700m左右，最大河宽约1300m，最狭窄外约450余m，河床纵坡降约2.90/000，河床质组成主要是粗砂，夹有少量砾石，个别河段的深槽及高滩上有卵石存在。水库泥沙主要来自章、贡两水，其中贡水占78%，章水占16%，赣州至万安坝址区间占6%。据棉津站长系列实测资料统计，多年平均悬移质输沙量约为750万t左右，属于少沙河流。三、监测断面基本情况

1990年设计单位移交了在库区八个测量断面及88—90年三年的断面测量资料。万安水电厂接管后延续并坚持了断面测量工作，同时陆续增设了棉津断面、坝前6个断面，2011年开始为了完整掌握设计回水断面的变化，将测量范围扩大到对所有的设计回水共35个断面。受测量资料时间限制，本次分析主要以2011年以前测量的15个断面为主，各断面资料表1，样本数量为坝前1-6#为2006-2012年，其余9个断面为蓄水前至今的1992-2012年测量资料。四、水库泥沙淤积特性分析

4.1、纵向淤积分布四、水库泥沙淤积特性分析

从图中万安水库沿程深泓点高程图可以分析出，库区内淤积呈现出三角洲形态，坝前淤积段、异重流淤积段、前坡段、顶坡段、尾部段位置相对明显。

尾部段处在新庙前断面至大湖江断面，长度约9.88km。与洲头有一定的关系，一是协同性。二是呈脉动关系。挟沙水流进入三角洲尾部段后，推移质和悬疑质中粗颗粒首先淤积，形成第一次明显的分选，但总体的淤积数量不大。尾部段随水库水位控制变高相应的回水线也不断向上游延伸。4.1、纵向淤积分布四、水库泥沙淤积特性分析

4.1、纵向淤积分布

顶坡段在大湖江断面至上坝与良口断面之间，长度大于9.54km。1994开始三角洲洲顶初见端倪，1995-1998年三角洲顶坡段不断地发展，2000-2001年、2004-2006年两个时间段再次加强，2007年以后三角洲顶坡变化不大，基本处于冲淤平衡趋向性。顶坡段水深随沿程增加，流速则沿程减少，泥沙大量落淤，形成第二次明显的分选。四、水库泥沙淤积特性分析

4.1、纵向淤积分布四、水库泥沙淤积特性分析

4.1、纵向淤积分布

坡前段在上坝断面与良口之间至棉津断面，长度大于13.14km。前坡段由于水深骤增，流速减小很多，泥沙淤积很剧烈，与其它段相比，同期淤积厚度要大些。异重流淤积段在良口与棉津之间至棉津断面，长度小于24.49km，经过前坡段的挟沙水流，悬沙中的床沙质基本落淤完毕，剩下的冲泻质为产生异重流创造了条件，在一定条件下以异重流的形式在棉津断面附近潜入水库底附近，通过异重流的淤积段抵达坝前。异重流淤积段的淤积，主要是因为进库后流速减小，部分异重流发生滞留现象所致，该段淤积面大致与库底面平行。四、水库泥沙淤积特性分析

4.1、纵向淤积分布

坝前淤积段在棉津断面至坝址，这段长度9.89km，在这段淤积量非常少，冲淤基本随时间段交替进行，在坝址至坝前3#断面附近基本没有淤积，这主要与水库运行过程中底孔闸门运用有关，而坝前3#断面至坝前6#断面的淤积量非常少，这是因为不能排往下游的异重流所致，淤积面呈水平状平铺在断面上。四、水库泥沙淤积特性分析

4.2、横向断面分析4.2.1淤槽为主四、水库泥沙淤积特性分析

4.2、横向断面分析4.2.1淤槽为主

良口断面在水库蓄水前离左岸基点725m处有一个陡直型深槽。从1994年开始在主河槽深坎处开始淤积，至1998年淤积成45°坡度，其后1999-2012年逐步少量累积的淤积，规律性非常明显。挟沙水流进入该处后，含沙量及级配沿断面分布是不均匀的，深槽含沙量大，级配粗，淤积量大，受水力因素影响，推移质移动在此后沿深槽运动，导致深槽处的淤积不断加大，最终形成坡度四、水库泥沙淤积特性分析

4.2、横向断面分析4.2.2等厚淤积

四、水库泥沙淤积特性分析在新庙前、大禾场、上坝、棉津等断面淤积主要以等厚度方式淤积。挟沙水流入库后随着水库水深不断变大，含沙量及级配沿横断面虽比较均匀，但淤积物粒径还不是很细，还不能形成泥浆，经过前一段淤积，挟沙水流中的较粗颗粒已经淤下，使含沙量和悬疑质级配沿横向较均匀，因而出现等厚淤积，图中为上坝断面等厚淤积演变过程。

4.2、横向断面分析4.2.2等厚淤积四、水库泥沙淤积特性分析

4.2、横向断面分析4.2.

3断面槽沟冲刷四、水库泥沙淤积特性分析

4.2、横向断面分析4.2.

3断面槽沟冲刷

在储潭断面的历年分析中发现，靠近右侧的槽沟出现反反复复的冲淤现象，主要是其所在的断面特殊性，在断面上游150m处的急弯水力因素造成水流对该断面的影响，使得该断面的槽沟淤冲频繁.并且淤冲规律性与下监测大禾场断面的趋势不一致，可见该断面是处在水库变动回水区域。四、水库泥沙淤积特性分析

4.2、横向断面分析

七姑村、赣州断面从多年的淤积变化分析属于淤滩，但水库控制运用回水影响不到七姑村断面，赣州断面一般情况下回水影响不到该断面，仅在洪水期间高水位中回水可能影响到该断面，例如2010年6月26日在为下游削减洪峰运用时水库水位远远高于防洪高水位93.6米并且并在96米附近运行过程中，回水线延伸并超过赣州断面。通过对以上两个断面多年资料及现地了解分析，七姑村断面是受特殊河床所致，中间凸起部分在低水位是裸露出来。而赣州断面的变化与人工挖沙有关，在有些年份陡然出现淤滩是挖沙船在河床上挖沙所致。四、水库泥沙淤积特性分析根据已知的大断面测量实测资料，采取地形对比法计算水库泥沙淤积量，蓄水以来淤积量为6209万m³，与沙量平衡法估算淤积体积基本相当，整个库区淤积体积约占死库容19%，占初期运行总库容5.6%。

4.3、淤积量分析

四、水库泥沙淤积特性分析

4.4、淤积时间特性分析四、水库泥沙淤积特性分析从1993年5月水库开始蓄水至2012年，万安水库库区淤积呈现两个集中淤积段，第一个淤积时间段出现在1998至2002年。第二个淤积时间段段在2009-2012年。这个两个时间段淤积三角洲形态成形，异重流淤积段，前坡段以及尾部段的淤积厚度不断地在累积。其中1993至1994年两年水库形成后入库后流速变慢，悬移质中粗颗粒很快在水库中段在淤积条件中沉淀并淤积，但在随后的1995年初期淤积均被冲刷掉，1996至1997两年处于淤冲稳定期，2003至2008年淤积量呈缓慢的增长。从各年分析中，水库淤积呈缓慢的增长趋势。

4.4、淤积时间特性分析五、泥沙淤积规律及影响分析

5.1、库区淤积量与水库来水五、泥沙淤积规律及影响分析从万安水库淤积分析，库区淤积与水库来水量有一定的关系，蓄水运行20a，除1997、2004、2005、2009四年的趋势不吻合，其他年份的年净增淤积量与年来水有一定的对应关系，即水库来水量大年净淤积大、来水量小年净淤积量小甚至出现冲刷的现象。万安水库来水量主要集中在4-7月约占全年径流量的62%，而洪水的形成主要以锋面暴雨为主，尽管赣江属于少沙河流，但在强降雨过程中，被冲刷的泥沙涌入水库，悬移质的分选落淤，及在水力作用下推移质的运动造成净淤积。

5.1、库区淤积量与水库来水五、泥沙淤积规律及影响分析从库区泥沙淤积分析，淤积体主要集中在新庙前至棉津段的57km之间，而以库区中段距坝址34.38—47.52km的良口至上坝段的13.14km段最多，并且向坝前、库尾延伸分别呈减少的趋势，在坝前及库尾段均有出现冲刷的情况。水库水位在汛期将至88或87m运行，库水位降幅达8-9m左右，相应的库尾下移大禾场及新庙前断面附近，在洪水调度过程中随着水库调蓄水位增高库尾缓慢地向上移动，进入水库的挟沙水流流速变慢，在库区中段不断地发生悬移质的分选落淤，直至到棉津断面以下剩下冲泻质，随泄洪闸门出库。同时大洪水含沙量大、流速大，主要淤积于坝前河段，小洪水含沙量相对小，受流速影响，主要淤积于库尾河段。

5.2、淤积量落淤集中区五、泥沙淤积规律及影响分析

5.3、储潭断面深泓点变化趋势五、泥沙淤积规律及影响分析

5.3、储潭断面深泓点变化趋势储潭断面布置在河段的急弯道的下游150m处，在断面上有一处深潭，在弯道等水力作用下，该断面的深泓点变幅较大，在蓄水后的变幅差达8.83m，通过分析其淤积变化与最大洪峰有一定的相关，当当年的最大洪峰比上年小时，表现在储潭断面深泓点上是淤，当当年的最大洪峰比上年大时，表现在储潭断面深泓点上是下切六、结语

从历年大断面测量资料分析，万安库区泥沙呈现出库尾、坝前两头冲刷和中间淤积的特性。中间泥沙淤积呈现三角洲形态，尾部段、顶坡段、前坡段等各段分布