乌江银盘水电站库区泥沙淤积研究（万建蓉,宫平,王成）

关 键 词: 不平衡输沙;泥沙淤积;库区;银盘水电站

中图分类号: TV145 文献标识码: A

1 流域概况

1.1 流域自然地理概况

乌江是长江上游右岸最大的一条支流，发源于贵州省西北部乌蒙山东麓，有南、北源:南源称三岔河，源于黔威宁县盐仓;北源六冲河源于黔赫章县境内，习惯上以三岔河作为主流。两源在化屋基汇合，横穿贵州省中部，在黔东北出境入重庆市，于涪陵汇入长江。

乌江干流两岸多为悬崖峭壁，河道弯曲，槽窄水急，礁多滩险，向有“乌江天险”之称。干流总落差2124m，河道坡降由上游4.29‰降至下游0.65‰，平均坡降2.05‰。

乌江银盘水电站以上干支流已经建成投产运行的电站有5座，分别是普定、引子渡、洪家渡、东风和乌江渡水电站;正在建设的有索风营水电站、构皮滩水电站和彭水水电站。支流猫跳河上已建成了红枫、百花等梯级电站，总库容达8.96亿m3 。这些工程拦蓄泥沙和调节径流、洪水，改变了天然情况下的水流泥沙过程，削减了银盘水电站的入库洪水，增加了枯季径流。

1.2 流域来水来沙概况

（1）径流特征。乌江流域降水多以大雨和阵性暴雨为主，流域多年平均降水量在1160mm左右，年内有明显的雨季和旱季，88%降水量集中在4～10月，5～9月降水量约占全年的70%，其中5～7月水量占全年50%，降水比重以6月份最大。乌江流域径流由降水形成，与降水分布一致。

（2）泥沙特征。武隆站（乌江出口控制站）年平均输沙量3180万t，占宜昌站来沙量的6%，水量约占宜昌站来水量的12%，说明乌江是长江上游一条水量丰沛，沙量较小的河流。

2 库区概况

2.1 库区河道概况

银盘水电站杨家沱坝址位于乌江下游河段的武隆县境内，上距彭水县城约47.3km，下距河口90.7km，集水面积约74910km2 ，约占乌江流域面积的85%。银盘坝址位于杨家沱坝址上游7.3km处，集水面积74810km2 。杨家沱坝址上游39.3km处有郁江从右岸汇入库区，下游约2.7km处有芙蓉江汇入乌江。

2.2 入库水沙概况

（1）入库径流。银盘水电站两坝址的入库径流按彭水水电站的下泄流量加上彭水—银盘区间径流考虑。区间径流根据支流郁江保家楼水文站1959～2000年共42a实测资料系列进行放大。坝址多年平均流量为1390m3/s，年径流量为438亿m3 。

（2）入库泥沙。根据长江水利委员会水文局提供的资料分析，坝址多年平均悬移质输沙量与含沙量分别由龚滩至武隆站区间输沙模数与坝址多年平均流量计算而来。根据乌江渡蓄水前的1941～1979年悬移质资料统计，坝址多年平均含沙量0.559kg/m3 ，多年平均输沙量约为2624万t;1980～2000年坝址多年平均含沙量为0.403kg/m3 ，多年平均输沙量仅为1766万t，输沙量减少了33%。

根据彭水水电站库区泥沙淤积计算成果分析，彭水水电站建成后，将拦截大量的悬移质泥沙及全部推移质泥沙。

乌江流域各水文站均未开展推移质泥沙测验。彭水水库建成蓄水后，枢纽以上的卵石推移质全部拦在库内，进入银盘水库中的推移质仅来自于彭水至银盘区间，经长江委水文局调查并实地查勘取样分析计算得该区间推移质年均为6.66万t。所以在本阶段银盘水库推移质淤积按年均6.66万t计算。

3 计算条件及研究方案

3.1 计算条件

（1）入库水沙条件。银盘水库入库水沙资料由两部分组成:一部分为上游彭水水库下泄;另一部分为支流郁江入汇。在本次计算中，采用彭水水库的1～100a出库水沙过程作为银盘水库干流的入库水沙条件，区间水沙考虑支流郁江入汇。支流1966～1975年年均入库径流为41.7亿m3 ，年均入库泥沙为194万t。推移质泥沙按年均6.66万t计算。

（2）典型年的选择及计算断面。由于银盘水库入库水沙为上游彭水水库出库水沙，所以本次计算所用的典型系列年是依据彭水水库计算所采用的典型年，即1966～1975年，在典型系列年中，包括了大水大沙、中水中沙、小水小沙等不同的水沙组合情况。泥沙淤积计算每年80个时段，10a共800个时段。银盘水库从库尾至坝前约52.26km，共截取了29个计算断面，平均间距为1.86km左右。

3.2 研究方案

银盘枢纽设计正常蓄水位214m，死水位211.5m，由于库容有限，不具备设置防洪库容的条件，但为了减少对上游彭水县城的汛期淹没损失，在汛期6～8月，水位降低至213.5m运行。

4 数学模型

计算采用长江科学院根据一维不平衡输沙原理建立的水库冲淤数学模型软件“HELIU-2”进行计算。该数学模型曾运用于三峡、丹江口、构皮滩、彭水等水库库区泥沙淤积计算，计算成果均通过专家评审。

5 库区泥沙淤积计算成果

银盘水电枢纽为径流式电站，且上游有众多水库蓄水拦沙，所以，水库运用初期，排沙比即可达到96%，由于推移质入库量少，这对于充分发挥银盘水库的综合效益非常有利。

5.1 库区泥沙淤积量及淤积分布

根据计算成果，水库运用20a末，悬移质泥沙淤积量为0.02亿m3 ，推移质泥沙淤积量为0.008亿m3 ;水库运用50a末，悬移质泥沙淤积量为0.09亿m3 ，推移质泥沙淤积量为0.02亿m3 ;水库运用70a末，悬移质泥沙淤积已达平衡，悬移质泥沙淤积量为0.12亿m3 ，推移质泥沙淤积量为0.032亿m3 。库区泥沙淤积计算成果见表1。

根据计算成果分析，悬移质泥沙在水库运用10a末排沙比即达96%。但由于上游水库拦沙作用呈逐年减小趋势，入库泥沙淤积将逐年增大。库区悬移质泥沙淤积缓慢。研究成果表明，在水库运用1～100a间，推移质泥沙全部淤积在库内，水库运用100a末时，推移质泥沙淤积量为0.04亿m3 。银盘水电站库区推移质虽然无出库，但由于推移质量少，每年约6.66万t，所以，推移质淤积对水库使用寿命影响不大。

银盘水电站建成运用以后，坝前水位较天然水位有所抬高，担抬高幅度不大。由于上游众多水库的拦沙作用，使得进入银盘库区泥沙量少而且颗粒很细，所以，不同运用方案距坝25.65km以上河段无悬移质泥沙淤积，悬移质泥沙集中淤积于距坝25.65km以内河段。

由于上流彭水水库运用1～100a间无推移质出库，所以，银盘水电站库区推移质绝大部分来源于支流郁江。根据计算成果分析，在银盘水电站运用1～100a间，距坝42.54km以上河段不同运用方案均无推移质泥沙淤积。绝大部分推移质泥沙淤积在22～13号河段内，该河段长16.89km。距坝25.65km以下河段，有少量推移质淤积。

5.2 泥沙淤积对库容的影响

由于银盘水电站上游众多水库的蓄水拦沙，进入银盘水库的泥沙量少且细，银盘水库运用后，泥沙淤积量不大，并且绝大部分淤积于距坝25.65km以内的常年回水区，所以，库容损失也不大。水库运用1～100a间，总库容可保留98.1%～86.9%。

5.3 悬沙排沙比、出库含沙量分析

在水库运用1～100a过程中，排沙比、出库含沙量变化都很小。计算成果表明，排沙比、出库含沙量均随水库运用年限的增长而有所增加，符合水库运用的规律，详见表1。

5.4 水库泥沙淤积后库区洪水位

水库运用20a末时，由于泥沙淤积大多集中于距坝25.65km以下河段，泥沙淤积对回水的影响不是太大。水库运用20a末遇5%频率洪水时，相对空库水位，最大水位抬高值均出现在距坝14.45km处，为0.42m;水库运用20a末遇20%频率洪水时，相对空库水位，最大水位抬高值均出现在距坝14.45km处，为0.43m。

研究成果表明，水库运用20a末时，由于悬移质泥沙淤积大部分集中于距坝25.65km以内河段，而推移质泥沙来量很少，所以，泥沙淤积对库区洪水位的影响不是很大，距坝44.37km以上库段水位不受泥沙淤积的影响，库区洪水位同空库水位一致，无抬高。

参考文献:

［1］ 长江勘测设计院.重庆乌江银盘水电站预可行性研究报告.武汉:长江水利委员会，2005，（4）.

［2］ 长江科学院.乌江彭水水电站水库泥沙淤积计算分析报告.武汉:长江水利委员会，2003，（4）.

作者简介: 万建蓉，女，长江水利委员会长江科学院河流研究所，高级工程师。