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        新疆中型水庫建設的工程水文計算與實踐

        2018-11-14 12:00:14郭春紅岳春芳
        水利規(guī)劃與設計 2018年10期
        關鍵詞:懸移質水文徑流

        李 江,郭春紅,岳春芳

        (1.新疆水利水電規(guī)劃設計管理局,新疆 烏魯木齊市 830000; 2.新疆農業(yè)大學土木與水利學院,新疆 烏魯木齊市 830052)

        進入21世紀以來,新疆水庫建設發(fā)展迅速,尤其是中型水庫建設,其投資相對較少、建設難度較小、資金來源多樣、發(fā)揮效益較快,“十五”以來規(guī)劃了百余座中型水庫。但受歷史條件的限制,新疆很多中小河流未設置專用的水文觀測站,部分納入規(guī)劃的河流在開展前期工作時才開始設站進行觀測,相對大江大河而言,水文資料嚴重缺乏,存在洪水、徑流、泥沙預測不準的問題,直接影響到工程規(guī)模的分析確定。從60多年的建壩歷程來看,工程水文分析經歷了從無到有、從少到多、從粗到精的發(fā)展階段,在設計徑流、洪水、泥沙計算分析上積累了豐富的設計經驗,為干旱區(qū)水庫建設提供了重要的技術支撐。研究工程所在河流長時期的水文變化情勢[1],提出作為工程設計依據的水文特性參數,一方面要避免出現水文數據預測偏大,造成水庫規(guī)模過大,蓄水達不到設計庫容,造成投資浪費等現象;另一方面也要避免出現水文數據預測偏小,造成水庫庫容偏小,調控不力,可能出現潰壩等洪水危害現象[2- 3]。

        1 河流基本概況

        新疆絕大部分河流屬于內陸河流域。流域以河流出山口為界,將其劃分為徑流形成區(qū)和徑流散失區(qū)。出山口以上的山區(qū),河網密度大,降水量大,集流迅速,引水量少,從河源到山口水量逐漸增加,是徑流形成區(qū)。河流出山后,流經沖積扇和沖積平原,部分水量滲漏,由地表水轉為地下水,部分引入灌區(qū)。河流出山口后降水少,蒸發(fā)大,是徑流散失區(qū),只有少數水量較豐的河流才能流到盆地內部,潴水成湖,而大部份河流出山口后,水量引入灌區(qū),消耗于灌溉、滲漏和蒸發(fā)[4]。

        以流出山口處的河流條數進行統(tǒng)計,全疆共有大小河流570條(未計發(fā)源于前山帶的洪溝),其中北疆387條,南疆183條。在570條河流中,大部分是流程短、水量小的河流,年徑流量在1億m3以下的河流就有487條,其年徑流量僅有82.9億m3,占年總徑流量的9.4%;年徑流量大于10億m3以上的河流18條,但徑流量卻達525.73億m3,占年總徑流量的59.8%。1億~10億m3的河流有65條,其年徑流量僅有270.4億m3,占年總徑流量的30.8%。

        新疆在歷史不同時期建有各類水文站約320余處,20世紀90年代一大批水文站被裁撤或改為巡測,目前僅保留190余處,平均約8600km2一個水文站,主要集中在大中型和重要的小型河流上,其中106處水文站具有30年以上資料,16處有1956年至今實測連續(xù)資料。

        大多數中型水庫主要分布在1億~10億m3的河流上。其主要特點是多數河流徑流年際變化相對較小,但年內分配極不均勻,河流泥沙含量大,如和田地區(qū)的尼雅河[5]連續(xù)最大四個月水量可占到全年的90.6%,多年平均含沙量達13.4kg/m3,伊犁州切德克蘇河實測年最大含沙量1270kg/m3(2002年7月),河流實測水文資料條件較差,已建中型水庫所在河流有長系列實測水文資料的不到一半,部分僅有短期實測資料,庫容系數多在0.15~0.3之間,最小的如齊古水庫(反調節(jié)水庫)僅0.04,最大的奴爾水利樞紐0.4左右。部分典型中型水庫水文特性見表1。

        表1 典型中型水庫水文特性參數

        2 中型水庫建設中的工程水文計算分析

        水文分析中的徑流、洪水和泥沙關乎壩工設計中的工程設計規(guī)模和具體設計方案[6- 7]?;举Y料是水文計算的基礎,特別是設計依據站(指位于工程場址或上下游為工程水文計算提供水文數據的水文站)和主要參證站的實測水文資料。針對新疆國土面積大、河流眾多、水文站網分布稀疏、實測系列短的特點,根據實測水文資料條件歸納為無實測水文資料、有短期實測水文(水管)資料和有長系列實測水文資料三種情況。

        根據2013年新頒布的水利水電工程項目建議書、可行性研究和初步設計三階段的編制規(guī)程對水文計算的內容和工作深度的要求,在項目建議書階段應基本確定設計徑流、設計洪水和泥沙設計成果;在可行性研究階段應確定設計徑流、設計洪水、泥沙成果,在初步設計階段應進一步復核設計徑流、設計洪水、泥沙設計成果。

        SL 278—2002《水利水電工程水文計算規(guī)范》規(guī)定了該規(guī)范適用于大中型水利水電工程可行性研究和初步設計階段的水文計算,大中型水利水電工程項目建議書階段和小型水利水電工程及江河流域規(guī)劃的水文計算可參照執(zhí)行。

        SL 44—2006《水利水電工程設計洪水計算規(guī)范》規(guī)定了該規(guī)范適用于大中型水利水電工程各階段的設計洪水計算和運行期設計洪水復核,小型水利水電工程及江河流域規(guī)劃的設計洪水計算可參照執(zhí)行。

        3 設計徑流計算分析

        SL 278—2002規(guī)定:①壩址或其上、下游鄰近地點具有30年以上實測和插補延長徑流系列資料,可直接采用頻率分析法計算設計依據站設計徑流成果;②工程所在流域內徑流資料均短缺時,采用水文比擬法、地區(qū)綜合等方法分析確定。

        3.1 無實測徑流資料河流

        新疆多數中小河流存在無實測水文資料情況,進行工程水文計算時,首先需要分析河流徑流形成機制,充分收集相鄰、相近,徑流形成相似的河流且參證站具有長系列實測徑流資料(30年以上,或通過插補延長可達到30年以上)及區(qū)域水資源評價徑流深等值線成果等資料。目前,在此類河流工程設計實踐中較多采用的主要方法:①徑流深等值線法;②面積比擬法;③參證站實測徑流、面積、高程相關法等推求場址多年平均年徑流量,根據參證站長系列年徑流統(tǒng)計參數推求設計年徑流成果,再根據參證站實測典型年內過程推求設計年內分配成果[8]。幾種推求多年平均年徑流量的方法中,方法③工作量較大。在具體工程設計實踐中應注意以下問題:

        (1)由于新疆河流徑流的形成主要是依靠山區(qū)徑流形成區(qū)產流,與高程關系密切,受地形影響較大,而區(qū)域水資源評價徑流深等值線主要是解決區(qū)域水資源量問題,受工作量等限制,在徑流深等值線的繪制過程中可能會產生與局部地形不匹配現象,特別是在中低山部分,而新疆大多中小河流主要產流區(qū)恰分布在該區(qū)域,一些河流根據徑流深等值線量算的水量明顯與實際不符,對出現這種情況的河流建議采用參證站實測徑流、面積、高程相關法[9]。

        (2)采用面積比擬法(徑流模數法),應充分考慮流域的相似性,特別是流域高程,否則將出現與流域高程較高的流域比擬水量會偏大,反則偏小,該法初估水量可以(或采用流域平均高程訂正),除非能說明兩流域的一致性,一般在工程設計中不建議采用該方法。

        (3)采用參證站實測徑流、面積、高程相關法時,應首先對參證站的選取進行充分論證,對高程間距的劃分不宜過大,為避免人為因素,區(qū)間徑流深應等分增長,起始值可參考區(qū)域徑流深等值線圖成果(不宜直接移用),可以參證站實測多年平均年徑流量、徑流系數為控制,逐步試算區(qū)間等分值及初始值,通過統(tǒng)籌高值區(qū)及參證站實測徑流系數等合理性分析,最終用于水量計算。

        (4)針對無實測徑流資料河流采用理論方法推求的水量存在不確定性,應建議開展實測工作,并根據實測資料進一步復核設計成果。

        3.2 有短期實測徑流資料

        新疆很多河流在不同歷史時期曾有過短期水文(或水管)實測徑流資料,可以作為設計依據站,目前,在此類河流工程設計實踐中較多采用的方法是根據參證站長系列實測徑流資料,采用長短系列訂正法推求依據站多年平均年徑流量,若工程場址與設計依據站的集水面積相差不超過15%,且區(qū)間降水、下墊面條件與設計依據站以上流域相似時,可按面積比推算工程場址的徑流量;若兩者集水面積相差超過15%時,采用徑流深等值線量算區(qū)間水量,進而推求工程場址多年平均年徑流量,根據參證站長系列年徑流統(tǒng)計參數推求設計年徑流成果,再根據設計依據站或參證站實測典型年內過程推求設計年內分配成果,若依據站有較長短期實測資料,且與參證站年徑流相關關系較好,可為工程設計提供長系列徑流。在具體工程設計實踐中應注意以下問題:

        (1)依據站采用長短系列訂正法推求多年平均年徑流量,其理論基礎是假定參證站與設計依據站的徑流年際變化同步和一致,因此,應充分進行兩站“三性”分析評價。

        (2)對根據參證站推求的長系列年內成果,應根據設計依據站實測年內過程進行一致性檢查,若差異較大應進行修正。

        (3)由于水管資料主要側重灌區(qū)引水觀測,對河道的水量觀測相對較差,應對其資料的可靠性進行分析評價。

        (4)設計依據站以上有較大引水和用水時應進行還原分析計算。

        3.3 有長系列實測徑流資料

        新疆重要的大中型河流上基本不同歷史時期先后均建有國家基本水文站,且資料系列多數可達30年以上(或通過插補延長),可直接采用PⅢ型曲線計算設計依據站年徑流設計成果[10]。在具體實踐中應注意以下問題:

        (1)設計依據站與工程場址區(qū)間徑流的分析計算,特別是若工程場址與設計依據站的集水面積相差超過15%,應進行綜合分析,包括上游引水、用水的還原。

        (2)有些河流設計依據站并未設置在出山口,而是位于徑流散失區(qū)的沖洪積區(qū),如昆侖山北坡的車爾臣河、尼雅河、克里雅河等,對此類河流設計依據站實測資料不宜簡單直接引用,應根據上下游同期河道徑流實測資料進行還原分析計算。

        (3)進入20世紀90年代,有些河流由于種種原因撤站或改為巡測,而2000年前后新疆多數河流進入相對豐水期,對系列的代表性影響較大,對此,不宜簡單僅以滿足30年以上系列衡量,應對資料及系列進行綜合分析。

        4 設計洪水計算分析

        設計洪水是設計洪峰流量、設計時段洪量和設計洪水過程線的統(tǒng)稱,涉及壩工設計中壩工自身安全、工程布置設計方案、下游防洪保護對象的安全,是壩工設計的主要依據。就同一個工程而言,不同的設計階段,設計洪水計算的內容基本相同,但由于資料條件、工作周期、經費等方面的不同,各設計階段的設計洪水計算要求的工作深度不盡相同。

        新疆的河流主要為內陸性河流,以中小型河流居多。新疆水文站網的布設密度較小,有相當多的河流與河段沒有水文站分布,水文站的水文觀測資料年限普遍較短,有相當多的河流水文觀測系列不連續(xù),難以直接采用頻率分析法計算設計洪水。當有關工程場址的洪水系列需要插補延長時,常常存在尋找參證站困難的局面。

        4.1 無實測洪水資料和資料短缺河流

        多數中小河流存在無實測洪水資料情況,根據參證站設計洪水成果和壩址歷史洪水調查評價成果較多,采用地區(qū)綜合法、洪水模數法及水文比擬法以及根據設計暴雨推求設計洪峰流量和設計時段洪量。根據參證站實測典型洪水過程線,采用同頻率或同倍放大法推求設計洪水過程線[11- 12]。

        洪水與徑流不同,具有很強的隨機性,特別是年最大洪峰流量,對實測資料短缺(實測資料系列較短)而言,一是可根據短期實測時段洪量,采用長短系列訂正法推求均值,再采用地區(qū)綜合法(綜合頻率曲線法)推求設計時段洪量;二是可以充分利用本河實測洪水過程線推求設計洪水過程線。在具體工程設計實踐中應注意以下問題:

        (1)多數工程設計實踐采用的是根據能代表區(qū)域洪水統(tǒng)計參數規(guī)律和線型的參證站的洪峰流量(時段洪量)模比系數地區(qū)綜合頻率曲線[13],統(tǒng)計出不同頻率模比系數,通過歷史洪水調查評價成果的調查洪峰流量(時段洪量)及洪水重現期,確定系列均值,再推求相應設計洪峰流量(時段洪量)成果;該方法的關鍵:①綜合頻率曲線應具有區(qū)域較好的代表性,參證站的選擇應進行充分論證,且各參證站應充分利用歷史洪水調查成果;②工程場址的歷史洪水調查評價成果的可靠性。

        (2)新疆的歷史洪水調查工作,在初期基本上與內地同步,后因故未能匯總刊印,有關的歷史調查資料成果,多散布于各地州水文水資源勘測局,有部分資料散失。因此,有關工程設計所需要的歷史洪水資料,需設計單位在工程設計期間到現場開展洪水調查,予以補充。開展工程場址歷史洪水調查工作時,關鍵的問題在于歷史洪水重現期的論證;新疆已建或擬建的中型水庫工程,主要分布在河流出山口以上區(qū)域,多為傳統(tǒng)的牧業(yè)區(qū)域,地廣人稀,人口流動大,定居者少,普遍存在可追溯期短、無人指認現場洪痕、難以印證等問題,從而導致歷史洪水調查成果的精度不高。歷史洪水調查的基本思路:①在上游確保調查地點,盡量使調查河段與工程地點相接近,在河床穩(wěn)定的河段進行歷史洪水痕跡查勘,采用實際調查的歷史洪水水面線、縱橫斷面資料,對相應洪水量值進行分析計算;②在下游人口密集的農業(yè)定居區(qū)域進行訪問調查,獲取有關歷史史料與古籍文獻資料,再利用歷史洪水可能發(fā)生編年表等手段分析歷史洪水的發(fā)生年份;③根據歷史洪水的量值規(guī)模、相應的歷史洪水發(fā)生年份組,利用實測資料在頻率曲線圖上進行初步分析,確定歷史洪水的發(fā)生年份與洪水量級[14]。

        (3)根據參證站設計洪水成果,采用洪水模數法及水文比擬法屬于理論計算,關鍵是參證站的選取,參證流域的相似性直接影響設計成果的安全性,在項目可行性研究階段須根據歷史洪水調查進一步復核設計成果,但容易出現兩階段成果差異較大的問題。不同設計階段之間,設計洪水成果如若發(fā)生重大變化,往往造成設計洪水位、校核洪水位以及泄洪建筑物規(guī)模的變更,產生的影響往往難以估量。

        (4)采用理論方法推求的設計時段洪量有些工程明顯偏大,特別是采用參證站實測峰量關系或依據站短期實測資料進行插補外延時,如在水庫校核標準下,某一時段洪量成果遠超其多年平均年徑流量,而根據對新疆有長系列實測洪水資料的中小河流水文站的實測時段洪量統(tǒng)計,無一水文站出現該現象,可采用此法衡量設計成果是否偏大。因此,一般建議在工程場址歷史洪水調查中應盡可能開展時段洪量的調查。

        (5)新疆水文站網密度較小,有相當多的小河流沒有洪水流量觀測記錄,難以采用頻率分析法計算設計洪水。水文站通常具有雨量觀測資料,再加上氣象部門的雨量觀測資料,故新疆的雨量觀測資料比流量資料要豐富,有利于采用設計暴雨推算工程場址的設計洪水。因此,在新疆有相當多中型工程的設計洪水是通過設計暴雨洪水計算途徑所獲得。采用推理公式推算設計暴雨洪水,因存在參數選擇障礙,暴雨設計洪水成果的精度難以評判。應通過調查的方式合理確定流域匯流參數類別、土壤損失參數類別、暴雨衰減指數等的參數組合,然后再進行各頻率暴雨的設計洪水計算。

        (6)在已建水庫上游新建水庫工程時,應根據新的資料條件對原水庫設計洪水成果進行復核,開展洪水地區(qū)組成分析,對下游水庫進行洪水安全性評價。鑒于洪水資料條件,水文專業(yè)應對水庫設計校核標準的確定提出評價建議。應按規(guī)范對設計洪水成果進行合理性和安全性綜合評價,論證對校核標準進行安全修正的必要性。

        4.2 有長系列實測洪水資料河流

        規(guī)范規(guī)定,壩址或其上、下游鄰近地點具有30年以上實測和插補延長洪水流量資料,并有調查歷史洪水時,應采用頻率分析法計算設計洪水。設計洪水頻率計算有兩種方法:分析法和適線法。

        在具體工程設計實踐中,設計依據站直接采用設計洪水頻率計算,工程場址斷面設計洪水的分析計算方法有:①根據依據站設計洪水成果,常采用面積指數法推求設計洪峰流量,采用洪量模數法推求設計時段洪量;②根據工程場址歷史洪水調查分析評價成果,采用洪峰流量(時段洪量)模比系數地區(qū)綜合頻率曲線或直接根據依據站長系列統(tǒng)計參數推求設計洪水成果;③根據依據站實測典型洪水過程線,采用同頻率或同倍比放大法推求設計洪水過程線。在具體工程設計實踐中應注意以下問題:

        (1)雖然一些河流具有滿足規(guī)范規(guī)定的30年以上實測和插補延長洪水流量資料,但新疆多數河流水文站較早的也只是20世紀50年代中后期,歷史洪水調查成果的洪水重現期也只有極少數河流可達100年以上,樣本系列的代表性有限,加之新疆地域廣大,復雜的地形地貌的下墊面條件,造成了新疆洪水成因的多樣化和復雜性。2016年8月新疆阿勒泰地區(qū)大青河和昌吉州阜康白楊河均發(fā)生了歷史特大洪水,兩河水庫入庫實測及調查的最大洪峰流量均超過水庫原設計校核設計洪峰流量(大青河喀英德布拉克水庫屬在建,白楊河水庫屬已建,兩水庫均為中型水庫,校核標準為2000年一遇);大青河水文站1957年建站觀測至今,白楊河水文站1963年建站觀測至今,經事后洪水調查,主要為上游暴雨型洪水與堰塞湖潰壩型洪水疊加形成,將該場洪水加入后與原設計成果對比增幅幾乎翻番,在開都河上游已建運行的察汗烏蘇水庫電站工程(大型水庫)也發(fā)生了同樣的情況。因此,除應按規(guī)范對設計洪水成果進行合理性和安全性綜合評價,論證對校核標準進行安全修正的必要性外,針對新疆河流的這一特點,應首先充分利用遙感資料進行排查,若存在堰塞湖條件,則應進一步開展野外勘察,通過調查確定工程以上流域現存的堰塞湖數量、分布情況及容積等,估算其潰決洪水。

        (2)新疆中型水庫多在中型以上河流,流域集水面積相對較大,在設計依據站與壩址之間多存區(qū)間洪水,須進行洪水地區(qū)組成分析;洪水地區(qū)組成分析的基本要點,是先確定下游防洪設計斷面(控制斷面)的位置、防洪標準,再確定防洪設計斷面上游水庫工程的可控區(qū)間與無控區(qū)間,然后分析有控區(qū)間與無控區(qū)間的洪水地區(qū)組合關系。當上游有多個水庫形成水庫群時,可按前面原則化繁為簡,再擬定新的控制斷面,對水庫群進行可控與無控區(qū)間分區(qū)劃分,如烏魯木齊河、頭屯河等。

        推求設計斷面受上游水庫調蓄影響的設計洪水的方法有三類,即地區(qū)組成法、頻率組合法、隨機模擬法。在新疆工程設計中,通常采用地區(qū)組成法進行洪水地區(qū)組成分析計算,推算成果主要為各分區(qū)的設計洪水過程線。地區(qū)組成法又分為典型年法、同頻率地區(qū)組成法、相關法等三種子方法。其中,典型年法,方法簡單成果較粗;同頻率地區(qū)組成法的精度相對較高。在洪水地區(qū)組成分析中,應統(tǒng)計各分區(qū)洪水峰、量系列,推算分區(qū)設計洪水,注意分析各分區(qū)的峰量關系、洪水遭遇規(guī)律,研究洪水組合方式。

        (3)在新疆很多中小河流設計依據站位置偏低,位于出山口后的沖洪積扇徑流和洪水散失區(qū),如奴爾河、克里雅河等,開展工程設計時,應充分重視設計依據站的洪水還原問題。

        (4)應按規(guī)范要求開展歷史洪水調查工作。

        5 泥沙計算分析

        河流泥沙是反映流域水土流失和河川徑流質量的重要指標,它對水庫及各種水工建筑物的正常運行有很大影響。新疆南疆河流含沙量普遍較大,北疆河流含沙量較小。河流懸移質含沙量介于0.05~13kg/m3之間,區(qū)域分布具有一定的緯度地帶性規(guī)律,即河流懸移質含沙量自北向南增大[15]。

        阿爾泰山區(qū)、伊犁河流域及準噶爾西部諸河,山區(qū)植被條件較好,流域抗侵蝕能力較強,河流含沙量較小,介于0.02~1.5kg/m3之間。天山南坡的開都河流域廣泛發(fā)育著古老而堅硬的花崗巖,上游段山地植被覆蓋率高,沼澤發(fā)育,在海拔2000m左右的中低山地帶,陰坡有松林,河谷底生長雜木林,在其調節(jié)作用下,河流含沙量較小,其值在0.20~1.00kg/m3之間。天山北坡諸河及天山東部河流含沙量在0.30~3.00kg/m3之間。天山南坡庫瑪拉克河至迪那河區(qū)間河流含沙量普遍較大,其值在2.00~8.00kg/m3之間。昆侖山和阿爾金山北坡地表物理風化、植被稀疏,流域抗侵蝕能力弱,是新疆河流含沙量最大的地區(qū),如尼雅河的尼雅站實測多年平均含沙量為13.4kg/m3,卡墻河的且末站實測多年平均含沙量為12.5kg/m3。另外,較大或特大暴雨洪水具有在短時期內含沙量劇增的特點,如提孜那甫河的玉孜門勒克站1989年的年最大含沙量達1090kg/m3,伊犁切德克蘇河水文站2002年7月實測年最大含沙量達1210kg/m3,喀拉喀什河的烏魯瓦提站1978年最大含沙量達401kg/m3。

        各河輸沙量的年際變化差異很大,變化規(guī)律與河川徑流量相似,但年際變幅遠大于徑流。河流年輸沙量極值比(歷年最大年輸沙量與歷年最小年輸沙量之比值)介于3.8~480之間;年輸沙量Cv值介于0.31~1.81之間。據實測資料統(tǒng)計,阿拉溝河極值比可達479,準噶爾西部的卡瑯古爾河極值比可達175,天山南坡的黃水溝極值比達178,Cv值分別為1.65、1.81、2.09,是輸沙量較大的三條河流。伊犁河和庫馬拉克河懸移質輸沙量極值比分別為3.80和3.99;Cv值分別為0.32、0.31,是輸沙量年際變化相對較小的河流。

        新疆河流懸移質輸沙量的年內分配極不均勻。連續(xù)最大四個月輸沙量主要集中于4—9月,多年平均最大四個月輸沙量占年輸沙量的76.2~99.3%。部分河流最大一個月懸移質輸沙量占到年輸沙量的60%以上。

        新疆國土面積大,水文站分布稀疏,并非都進行泥沙測驗,或相對降水、水位、流量,泥沙系列較短、精度較差。新疆共有懸移質泥沙觀測點166處,有10年以上資料的約51.8%,具有20年以上資料的僅約22.9%。

        SL 278—2002規(guī)定,設計依據站具有20年以上(或經插補延長)、且具有一定代表性可直接統(tǒng)計泥沙特征值,有短期實測懸移質泥沙資料,可采用類比法估算,無實測懸移質泥沙資料時,可采用經主管部門審批的輸沙模數圖估算,或采用遙感分析法估算。

        對于設計依據站具有20年以上(或經插補延長)實測懸移質泥沙資料的,經與徑流相應短系列分析評價泥沙系列代表性后,根據統(tǒng)計的多年平均懸移質含沙量和輸沙模數,采用水沙關系或輸沙模數法推求壩址多年平均懸移質輸沙量。

        對于設計依據站有短期實測懸移質泥沙資料的,一般根據相似流域參證站長系列實測資料,采用長短系列訂正法推求多年平均懸移質含沙量。

        對于無實測懸移質泥沙資料河流,一般采用相鄰、相近、相似流域具有長系列懸移質泥沙系列資料的參證站懸移質泥沙設計成果,采用水沙關系或輸沙模數法推求壩址多年平均懸移質輸沙量;有些河流可通過其已建水庫工程的泥沙淤積測量資料推求懸移質輸沙量。

        相比懸移質推移質實測資料更少,一般根據懸移質泥沙設計成果,多采用推懸比推求推移質輸沙量,推懸比取值一般在0.1~0.30之間。在具體工程設計實踐中應注意以下問題:

        (1)對于有短期或無實測懸移質泥沙資料河流,參證流域參證站的選擇至關重要,應充分收集兩流域相關資料進行充分論證。

        (2)采用參證站懸移質輸沙模數法計算時,應分析兩流域面積比與水量比,如出現倒置情況,建議采用水沙關系推求。

        (3)推懸比的選取應根據河流特性及河床表象等綜合分析論證。

        (4)編規(guī)要求泥沙問題嚴重的的工程,應提出懸移質泥沙顆粒級配曲線、平均或中值粒徑、礦物質成分等資料。

        6 結語

        新疆是水資源匱乏的干旱區(qū),修建水庫調蓄來水是控制調配水資源的重要途徑,已建、在建650余座水庫發(fā)揮了巨大的作用,其中150余座中型水庫成為山區(qū)中小河流調控及平原區(qū)灌溉調蓄的重要手段。工程水文計算分析研究的設計徑流、洪水、泥沙是進行水庫工程設計的基礎依據,直接關系到水利工程的經濟、效益和安全??茖W準確的進行工程水文計算對水利工程規(guī)劃設計和運行管理起著基礎保障作用。根據新疆中小河流普遍缺乏長系列實測資料的現狀,建設者們集思廣益,總結了南北疆不同區(qū)域的徑流、洪水、泥沙特性和規(guī)律,提出了較為實用且符合實際的計算方法,可供類似工程設計參考。

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