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冊(cè)田水庫(kù)泥沙入出庫(kù)分析

2013-10-13 09:04劉淑紅
海河水利 2013年5期
關(guān)鍵詞:來(lái)水量懸移質(zhì)沙量

劉淑紅,邢 斌

(海河水利委員會(huì)科技咨詢中心,天津 300170)

1 冊(cè)田水庫(kù)攔沙與官?gòu)d水庫(kù)淤積的關(guān)系概述

冊(cè)田水庫(kù)位于永定河主要支流桑干河上,于1960年建成使用。官?gòu)d水庫(kù)位于永定河干流上,于1953年建成使用。官?gòu)d水庫(kù)是新中國(guó)成立后興建的第一座大型水庫(kù),投入使用后雖然發(fā)揮了顯著的防洪和興利作用,但長(zhǎng)期以來(lái)淤積嚴(yán)重。

官?gòu)d水庫(kù)的淤積,主要受上游來(lái)沙系列變化影響,在此將官?gòu)d水庫(kù)上游來(lái)沙系列劃分為3個(gè)階段來(lái)分析:

第一階段為1953年以前,即官?gòu)d水庫(kù)修建前。因設(shè)有官?gòu)d站,其來(lái)沙量直接引用官?gòu)d站實(shí)測(cè)值。

第二階段為1953—1959年,即官?gòu)d水庫(kù)建成后至冊(cè)田水庫(kù)修建前。其來(lái)沙量采用水利部天津水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院(現(xiàn)為中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司)相關(guān)分析成果,由石匣里和響水堡兩站之和加以計(jì)算,其相關(guān)式為:

式中:S官為官?gòu)d水庫(kù)來(lái)沙量(t);S石為石匣里站實(shí)測(cè)來(lái)沙量(t);S響為響水堡站實(shí)測(cè)來(lái)沙量(t)。

此外,在冊(cè)田水庫(kù)下游不遠(yuǎn)處設(shè)立了尉家小堡站,該站可視作冊(cè)田站,一方面實(shí)測(cè)了同期冊(cè)田水庫(kù)上游來(lái)沙量,另一方面通過(guò)相關(guān)分析獲得了冊(cè)田與石匣里兩站間的年來(lái)沙量相關(guān)關(guān)系:

式中:S冊(cè)為冊(cè)田水庫(kù)來(lái)沙量(t);S石為石匣里站實(shí)測(cè)來(lái)沙量(t)。

第三階段為1960年冊(cè)田水庫(kù)建成后至2004年。官?gòu)d水庫(kù)入庫(kù)沙量推算方法大體上和第二階段相同,即1974—2004年間仍采用式 (1)計(jì)算;而1957—1973年間因設(shè)立了朝陽(yáng)寺站,其計(jì)算相關(guān)式為:

式中:S官為官?gòu)d水庫(kù)來(lái)沙量(t);S朝為朝陽(yáng)寺站實(shí)測(cè)來(lái)沙量(t);S響為響水堡站實(shí)測(cè)來(lái)沙量(t)。

通過(guò)對(duì)以上連續(xù)3個(gè)階段官?gòu)d入庫(kù)泥沙的系列分析,可以看出,一方面冊(cè)田水庫(kù)建成后,官?gòu)d水庫(kù)入庫(kù)泥沙大幅度減少;另一方面冊(cè)田水庫(kù)以上來(lái)沙,在官?gòu)d流域總產(chǎn)沙量中占有較大的比重。1950—1959年間,其平均占官?gòu)d入庫(kù)的41%,其中1953、1959年分別占53%和57%;平均占石匣里站的71%,其中1953、1959年分別占77%和94%;平均為石匣里、響水堡兩站總和的52%,其中1953、1959年分別為64%和68%。而其流域面積僅為官?gòu)d的39.3%,石匣里的71.2%,石匣里和響水堡兩站總和的44.3%。1960—1973年間,冊(cè)田水庫(kù)入庫(kù)沙量是官?gòu)d水庫(kù)入庫(kù)沙量的1.18倍,是石匣里、響水堡兩站輸沙量總和的1.69倍,是石匣里站的3.54倍。

也就是說(shuō),如果在此期間沒有冊(cè)田水庫(kù)或冊(cè)田水庫(kù)不攔沙,則官?gòu)d水庫(kù)沙量將增加一倍多??梢?,冊(cè)田水庫(kù)客觀上發(fā)揮了官?gòu)d水庫(kù)攔沙庫(kù)作用,因此分析冊(cè)田水庫(kù)泥沙出入庫(kù)對(duì)研究官?gòu)d水庫(kù)泥沙問(wèn)題十分必要。

2 冊(cè)田水庫(kù)泥沙入庫(kù)分析

2.1 資料系列

為分析冊(cè)田入庫(kù)泥沙,搜集整理出1960—2004年共45年冊(cè)田入庫(kù)徑流量系列和輸沙量系列以及實(shí)測(cè)水庫(kù)1964—1993年淤積系列,其中1960—1972年的入庫(kù)水量及懸移質(zhì)輸沙量以冊(cè)田水庫(kù)上游5個(gè)控制站(包括屯兒站6 688 km2、顧關(guān)站 1 368 km2、觀音堂站1 185 km2、孤山站2 619 km2、碗窯站148 km2)的實(shí)測(cè)量之和乘以冊(cè)田水庫(kù)流域面積(17 050 km2)與5站總計(jì)流域面積(12 008 km2)之比求得;1973—2004年的入庫(kù)水量及懸移質(zhì)輸沙量以固定橋站實(shí)測(cè)量乘以冊(cè)田水庫(kù)流域面積與固定橋流域面積(15 803 km2)之比求得;1964—1993 年實(shí)測(cè)淤積量取自1994年4月冊(cè)田水庫(kù)管理局測(cè)淤報(bào)告。

2.2 入庫(kù)水量—沙量相關(guān)分析

由于水流是泥沙的載體,有必要根據(jù)上述系列開展入庫(kù)水沙量相關(guān)分析。經(jīng)計(jì)算,1960—2004、1960—1979、1980—2004年3個(gè)時(shí)段冊(cè)田水庫(kù)入庫(kù)徑流量與入庫(kù)懸移質(zhì)之間的相關(guān)系數(shù)分別為0.88、0.88、0.81。由相關(guān)系數(shù)可以看出,兩者之間總體上有較好的線性相關(guān)關(guān)系。

2.3 入庫(kù)徑流系列特征

經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算,得出冊(cè)田水庫(kù)45年入庫(kù)年徑流系列均值為3.06億m3,變差系數(shù)為0.9。年徑流最大值發(fā)生在1967年,入庫(kù)徑流量為13.13億m3,最大1 d洪量為1.081億m3,最大3 d洪量為1.756億m3,最大5 d洪量為2.13億m3。8月6日入庫(kù)洪峰2 850 m3/s,相當(dāng)頻率10%。在整個(gè)系列中,不同年代徑流量在逐漸減小,20世紀(jì)60年代平均入庫(kù)徑流6.99億m3,70年代平均入庫(kù)徑流 3.17億 m3,80年代平均入庫(kù)徑流1.67億m3,90年代平均入庫(kù)徑流1.61億m3、僅為60年代的23%;2000—2004年平均入庫(kù)徑流0.67億m3,僅為20世紀(jì)60年代的9.6%。

2.4 入庫(kù)泥沙系列特征

經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算,得出冊(cè)田水庫(kù)45年入庫(kù)泥沙(懸移質(zhì)、推移質(zhì)之和)系列均值為1 041萬(wàn)t,變差系數(shù)為1.9。其中,最大來(lái)沙年亦發(fā)生在1967年,入庫(kù)泥沙為12 041萬(wàn)t(其中,懸移質(zhì)11 149萬(wàn)t,推移質(zhì)892萬(wàn)t),占45年總?cè)霂?kù)沙量46 842萬(wàn)t(其中,懸移質(zhì)43 372萬(wàn)t,推移質(zhì)3 470萬(wàn)t)的25.7%。 從總的系列過(guò)程看,伴隨不同年代入庫(kù)徑流量的逐漸減少,入庫(kù)泥沙(懸移質(zhì)、推移質(zhì)之和)亦在逐漸減少,且減少幅度比徑流量的減少幅度更大。20世紀(jì)60年代平均入庫(kù)沙量3 203萬(wàn)t,70年代平均入庫(kù)沙量855萬(wàn)t,80年代平均入庫(kù)沙量342萬(wàn)t,90年代平均入庫(kù)沙量263萬(wàn)t、為60年代的8.2%;2000—2004年平均入庫(kù)沙量43萬(wàn)t,僅為20世紀(jì)60年代的1.3%,此減小幅度較年徑流減小幅度大得多。

2.5 大沙年、大水年統(tǒng)計(jì)

在1960—2004年的45年系列中,前5位輸沙量 依 大 小 排 序 依 次 為 1967、1969、1961、1962 和1964年,這5年共來(lái)沙2.56億t,占45年總計(jì)來(lái)沙量4.68億t的54.7%;前5位徑流量依大小排序依次為 1967、1964、1969、1961 和 1968 年,這 5 年共計(jì)來(lái)水44.98億m3,占45年總計(jì)來(lái)水量137.84億m3的32.6%。這種情況說(shuō)明一方面,在同步45年入庫(kù)水沙量系列中,大沙年的來(lái)沙量較之大水年的來(lái)水量更為集中;另一方面,大沙年與大水年的出現(xiàn)并不完全一致,1962年是第4位的大沙年、但并不是前5位的大水年,1968年是第5位的大水年、但并不是前5位的大沙年。

2.6 實(shí)測(cè)淤積量與入庫(kù)泥沙量的對(duì)比分析

截至2004年年底,累計(jì)入庫(kù)泥沙總量4.68億t(其中,懸移質(zhì)4.34億t,推移質(zhì)以懸移質(zhì)的8%計(jì)算為0.35億t)。截至1993年年底,累計(jì)入庫(kù)泥沙總量為4.51億t(其中,懸移質(zhì)4.18億 t,推移質(zhì)0.33億t);而截至1993年年底,實(shí)測(cè)淤積量為2.82億t,與同期凈入庫(kù)沙量4.22億t(即總?cè)霂?kù)—總出庫(kù))相比少1.4億t,相當(dāng)凈入庫(kù)沙量的33.2%、實(shí)測(cè)累計(jì)淤積量的49.6%。經(jīng)初步分析,入庫(kù)沙量與實(shí)測(cè)淤積量發(fā)生如此大的差異,主要原因在兩方面:一是在1960—1972年的入庫(kù)沙量計(jì)算中,因尚未設(shè)立入庫(kù)站固定橋站而不得不以其上游5站資料推算,這5站流域面積共 12 008 km2,較固定橋站 (15 803 km2)少3 795 km2,即少24%,從而使計(jì)算精度相對(duì)較差。加之該時(shí)段為整個(gè)45年系列中主要來(lái)沙期,5個(gè)大沙年都發(fā)生在這個(gè)時(shí)段,其來(lái)沙量達(dá)到2.56億t,占45年總來(lái)沙量4.68億t的54.7%。同期,上游5站至庫(kù)區(qū)間的約200 km河道沖淤演變比較劇烈,但不能對(duì)其加以考證估計(jì)。此外,計(jì)算中未能考慮庫(kù)區(qū)塌岸的影響,也使成果產(chǎn)生一些誤差。然而,所有這些誤差因素究竟使成果偏大還是偏小,目前難以確定。二是實(shí)測(cè)淤積數(shù)據(jù)需要核實(shí),實(shí)測(cè)方法也有必要加以研究。實(shí)測(cè)淤積資料中,不少年份的淤積量與來(lái)沙量很不相符,甚至在不少未排沙年份,如1970、1986、1988、1989、1990、1992、1993 年,實(shí)測(cè)淤積量均為負(fù)值,顯得不甚合理,尤其是1992年為“-2 439萬(wàn)m3”,即為“-3 171萬(wàn)t”,顯然與該年固定橋懸移質(zhì)輸沙量201萬(wàn)t和水庫(kù)未排沙的事實(shí)不符。此外,有的年份來(lái)沙量很大或者較大,但實(shí)測(cè)淤積量卻較小或很小,也不甚合理,如 1967、1969、1971、1974 年。

3 冊(cè)田水庫(kù)泥沙出庫(kù)分析

冊(cè)田水庫(kù)自建庫(kù)以來(lái),分別在 1967、1969、1970、1974和1981年實(shí)施了排沙運(yùn)用,以下逐年分析冊(cè)田水庫(kù)歷次排沙運(yùn)用實(shí)測(cè)水文資料情況。

3.1 1967年泥沙出庫(kù)實(shí)測(cè)資料分析

3.1.1 排沙期全程特征分析

經(jīng)計(jì)算整理,1967年冊(cè)田水庫(kù)的排沙期共20 d,分別發(fā)生于8月2—15日和8月28日—9月6日2個(gè)時(shí)段,其中前一時(shí)段排沙1 983萬(wàn)t、后一時(shí)段排沙228萬(wàn)t,2個(gè)時(shí)段共排沙2 211萬(wàn)t。排沙期平均出庫(kù)含沙量43.6 kg/m3。最大出庫(kù)流量1 510 m3/s,發(fā)生在8月11日7時(shí)30分—9時(shí)30分,庫(kù)水位變化范圍為943.8~947.2 m,對(duì)應(yīng)蓄水量變化范圍為3 110萬(wàn)~7190萬(wàn)m3。排沙期間上游來(lái)水65000萬(wàn)m3,來(lái)沙8 800萬(wàn)t,上游面雨量196 mm,上游最大點(diǎn)雨量323 mm。最大1 d出庫(kù)沙量673萬(wàn)t,占排沙期總輸沙量2 211萬(wàn)t的30%,占排沙期上游來(lái)沙量8 800萬(wàn)t的7.6%。排沙期總出庫(kù)沙量占排沙期上游來(lái)沙量的25%。

3.1.2 沙峰特征分析

排沙期共產(chǎn)生2個(gè)沙峰。第1個(gè)沙峰發(fā)生在8月6—12日,歷時(shí)7 d;第2個(gè)沙峰發(fā)生在8月31日—9月2日,歷時(shí)3 d。2個(gè)沙峰期排沙量2 103萬(wàn)t,占排沙期總排沙量2 211萬(wàn)t的95%;對(duì)應(yīng)出庫(kù)水量37 557萬(wàn)m3,占排沙期上游來(lái)水量65 000萬(wàn)m3的57.8%;2個(gè)沙峰期平均含沙量56 kg/m3,為排沙期平均含沙量的1.28倍;發(fā)生在8月11日的最大日平均流量為1 140 m3/s,是排沙期日平均流量293.6 m3/s的3.88倍,相應(yīng)石匣里站的日平均流量為556 m3/s、錢家沙洼站的日平均流量為22.2 m3/s。

3.1.3 排沙前及全年特征分析

本年排沙前(4—7月)上游總來(lái)沙量(懸移質(zhì)和推移質(zhì)之和)1 502萬(wàn)t,占全年總來(lái)沙量11 935萬(wàn)t的12.6%,占排沙期上游總來(lái)沙量9 504萬(wàn)t的15.8%;排沙前(4—7月)上游來(lái)水量19 680萬(wàn)m3,占全年來(lái)水量141 035萬(wàn)m3的14%,占排沙期上游來(lái)水量65 000萬(wàn)m3的30%;排沙期排沙量占全年上游來(lái)沙量的18.5%。

3.2 1969年泥沙出庫(kù)實(shí)測(cè)資料分析

3.2.1 排沙期全程特征分析

1969年冊(cè)田水庫(kù)的排沙期共33 d,分別發(fā)生于 7月 8—16日和7月 28日—8月 20日 2個(gè)時(shí)段,其中前一時(shí)段排沙6.1萬(wàn)t、后一時(shí)段排沙353.4萬(wàn)t,2個(gè)時(shí)段共排沙359.5萬(wàn)t。排沙期平均出庫(kù)含沙量23.4 kg/m3。最大出庫(kù)流量366 m3/s,發(fā)生在7月 30日 10、12時(shí),庫(kù)水位變化范圍為 945.15、945.20 m,對(duì)應(yīng)蓄水量變化范圍為942萬(wàn)、972萬(wàn)m3。排沙期間上游來(lái)水20 618萬(wàn)m3,來(lái)沙3 025萬(wàn)t,其間上游面雨量211 mm,上游最大點(diǎn)雨量257 mm。最大1 d出庫(kù)沙量97.6萬(wàn)t,占排沙期總輸沙量359.5萬(wàn)t的27%,占排沙期上游來(lái)沙量3 025萬(wàn)t的3.2%。排沙期總出庫(kù)沙量占排沙期上游來(lái)沙量的12%。

3.2.2 沙峰特征分析

排沙期共產(chǎn)生2個(gè)沙峰。第1個(gè)沙峰發(fā)生在7月30日—8月3日,歷時(shí)5 d;第2個(gè)沙峰發(fā)生在8月7—9日,歷時(shí)3 d。2個(gè)沙峰期排沙量290萬(wàn)t,占排沙期總排沙量360萬(wàn)t的80.6%;對(duì)應(yīng)出庫(kù)水量7 121萬(wàn)m3,占排沙期上游來(lái)水量20 618萬(wàn)m3的34.5%;2個(gè)沙峰期平均含沙量40.6 kg/m3,為排沙期平均含沙量的1.74倍;發(fā)生在7月30日的最大日平均流量為218 m3/s,是排沙期日平均流量61.3 m3/s的3.56倍,相應(yīng)石匣里站的日平均流量為133 m3/s、錢家沙洼站的日平均流量為7.5 m3/s。

3.2.3 排沙前及全年特征分析

排沙前(4—6月)上游總來(lái)沙量(懸移質(zhì)和推移質(zhì)之和)233萬(wàn)t,占全年總來(lái)沙量 4 996萬(wàn)t的4.7%,占排沙期上游總來(lái)沙量3 025萬(wàn)t的7.7%;排沙前(4—6月)上游來(lái)水量 18 013萬(wàn)m3,占全年來(lái)水量98 586萬(wàn)m3的18.3%,占排沙期上游來(lái)水量20 618萬(wàn)m3的87.4%;排沙期排沙量占全年上游來(lái)沙量的7.2%。

3.3 1970年泥沙出庫(kù)實(shí)測(cè)資料分析

3.3.1 排沙期全程特征分析

1970年冊(cè)田水庫(kù)的排沙期共11 d,發(fā)生在7月12—14日、8月1—4日和8月11—14日3個(gè)時(shí)段,其中第一時(shí)段排沙18.51萬(wàn)t、第二時(shí)段排沙22.13萬(wàn)t、第三時(shí)段排沙15.47萬(wàn)t,3個(gè)時(shí)段共排沙56.11萬(wàn)t。排沙期平均出庫(kù)含沙量18.7 kg/m3。最大出庫(kù)流量64.9 m3/s,發(fā)生在7月13日。排沙期間上游來(lái)水13 953萬(wàn)m3,來(lái)沙946萬(wàn)t,上游面雨量189 mm,上游最大點(diǎn)雨量272 mm。最大1 d出庫(kù)沙量12.28萬(wàn)t,占排沙期總輸沙量56.11萬(wàn)t的22%,占排沙期上游來(lái)沙量946萬(wàn)t的0.1%。排沙期總出庫(kù)沙量占排沙期上游來(lái)沙量的6%。由于沒有搜集到本年水庫(kù)蓄水資料,未能相應(yīng)統(tǒng)計(jì)有關(guān)水庫(kù)水位、蓄水量等數(shù)據(jù)。

3.3.2 沙峰特征分析

排沙期共發(fā)生3個(gè)沙峰。第1個(gè)沙峰發(fā)生在7月12—14日,歷時(shí)3 d;第2個(gè)沙峰發(fā)生在8月1—4日,歷時(shí)4 d;第3個(gè)沙峰發(fā)生在8月11—14日,歷時(shí)4 d。3個(gè)沙峰共排沙56萬(wàn)t,出庫(kù)水量共3 002萬(wàn)m3,占排沙期上游來(lái)水量13 953萬(wàn)m3的21.5%。發(fā)生在7月13日的最大日平均流量為64.9 m3/s,是排沙期日平均流量31.6 m3/s的2.05倍,相應(yīng)石匣里站的日平均流量為47.7 m3/s、錢家沙洼站的日平均流量為7.96 m3/s。

3.3.3 排沙前及全年特征分析

排沙前(4—6月)上游總來(lái)沙量(懸移質(zhì)和推移質(zhì)之和)120萬(wàn)t,占全年總來(lái)沙量 1 238萬(wàn) t的9.7%,占排沙期上游總來(lái)沙量946萬(wàn)t的12.7%;排沙前(4—6月)上游來(lái)水量17 996萬(wàn)m3,占全年來(lái)水量54 442萬(wàn)m3的33%,是排沙期上游來(lái)水量13 953萬(wàn)m3的1.3倍;排沙期排沙量占全年上游來(lái)沙量的4.5%。

3.4 1974年泥沙出庫(kù)實(shí)測(cè)資料分析

3.4.1 排沙期全程特征分析

1974年冊(cè)田水庫(kù)的排沙期共28 d,分別發(fā)生于7月29日—8月15日和8月22—31日2個(gè)時(shí)段,其中前一時(shí)段排沙155萬(wàn)t、后一時(shí)段排沙15萬(wàn)t,2個(gè)時(shí)段共排沙179萬(wàn)t。排沙期平均出庫(kù)含沙量7.65 kg/m3。最大出庫(kù)流量190 m3/s,發(fā)生在8月1日。排沙期間上游來(lái)水12 262萬(wàn)m3,來(lái)沙1 568萬(wàn)t,上游面雨量75.6 mm,上游最大點(diǎn)雨量106mm。最大1d出庫(kù)沙量50.4萬(wàn)t,占排沙期總輸沙量179萬(wàn)t的28.2%,占排沙期上游來(lái)沙量1 568萬(wàn)t的3.2%。排沙期總出庫(kù)沙量占排沙期上游來(lái)沙量的11.4%。

3.4.2 沙峰特征分析

排沙期共發(fā)生2個(gè)沙峰。第1個(gè)沙峰發(fā)生在7月31日—8月10日,歷時(shí)11 d;第2個(gè)沙峰發(fā)生在8月22—31日,歷時(shí)10 d。2個(gè)沙峰期共排沙170萬(wàn)t,占排沙期總排沙量179萬(wàn)t的95%;對(duì)應(yīng)出庫(kù)水量8 918萬(wàn)m3,占排沙期上游來(lái)水量12 262萬(wàn)m3的72.7%;沙峰期平均含沙量13.1 kg/m3,為排沙期平均含沙量的1.71倍;發(fā)生在8月1日的最大日平均流量為190 m3/s,是排沙期日平均流量36.9 m3/s的5.15倍,相應(yīng)石匣里站的日平均流量為54.1 m3/s、錢家沙洼站的日平均流量為15.9 m3/s。

3.4.3 排沙前及全年特征分析

排沙前(3—7月)上游總來(lái)沙量(懸移質(zhì)和推移質(zhì)之和)1 724萬(wàn) t,占全年總來(lái)沙量22 503萬(wàn) t的7.7%,是排沙期上游總來(lái)沙量1 568萬(wàn)t的1.1倍;排沙前(3—7月)上游來(lái)水量22 503萬(wàn)m3,占全年來(lái)水量47 447萬(wàn)m3的47.4%,占排沙期上游來(lái)水量12 263萬(wàn)m3的1.84倍;排沙期排沙量占全年上游來(lái)沙量的5.8%。

3.5 1981年泥沙出庫(kù)實(shí)測(cè)資料分析

3.5.1 排沙期全程特征分析

1981年冊(cè)田水庫(kù)的排沙期共3d,發(fā)生于8月6—8日,排沙34萬(wàn)t。排沙期平均出庫(kù)含沙量9.41 kg/m3。最大出庫(kù)流量178.1 m3/s,發(fā)生在8月6日,庫(kù)水位變化范圍為951.6~952.4 m,對(duì)應(yīng)蓄水量的變化范圍為7 972萬(wàn)~9 640萬(wàn)m3。排沙期間上游來(lái)水3 051萬(wàn)m3,來(lái)沙243萬(wàn)t,上游面雨量90 mm,上游最大點(diǎn)雨量106 mm,最大1d出庫(kù)沙量15.1萬(wàn)t,占排沙期總輸沙量34萬(wàn)t的44%,占排沙期上游來(lái)沙量243萬(wàn)t的6.2%。排沙期總出庫(kù)沙量占排沙期上游總來(lái)沙量的14%。

3.5.2 沙峰特征分析

排沙歷時(shí)很短,僅3 d,也只有1個(gè)沙峰。沙峰特征即排沙期全程特征。出庫(kù)水量共3 564萬(wàn)m3,為排沙期上游來(lái)水量3 051萬(wàn)m3的1.17倍。發(fā)生在8月6日的最大日平均流量為178.1 m3/s,是排沙期日平均流量137.5 m3/s的1.3倍,相應(yīng)石匣里站的日平均流量為56.2 m3/s、錢家沙洼站的日平均流量為20.4 m3/s。

3.5.3 排沙前及全年特征分析

排沙前(3—7月)上游總來(lái)沙量(懸移質(zhì)和推移質(zhì)之和)250萬(wàn)t,占全年總來(lái)沙量1 818萬(wàn) t的13.8%,是排沙期上游總來(lái)沙量243萬(wàn)t的1.03倍;排沙前(3—7月)上游來(lái)水量11 404萬(wàn)m3,占全年來(lái)水量37 722萬(wàn)m3的30%,是排沙期上游來(lái)水量3 051萬(wàn)m3的3.74倍;排沙期排沙量占全年上游來(lái)沙量的1.9%。

3.6 實(shí)測(cè)水文資料綜合分析

根據(jù)以上逐年的水文實(shí)測(cè)資料,進(jìn)而將5年排沙情況綜合分析如下:

(1)這5年都是來(lái)沙來(lái)水較大或最大年份。各年懸移質(zhì)入庫(kù)沙量都在45年均值964萬(wàn)t以上,各年入庫(kù)徑流量除1974年略小于45年均值3.06億m3,其余都大于45年均值。其中,1967年為45年系列中最大來(lái)水來(lái)沙年,其懸移質(zhì)來(lái)沙量11 149萬(wàn)t、為45年懸移質(zhì)來(lái)沙總量的25%,入庫(kù)徑流量13.13億m3、為45年入庫(kù)徑流總量的9.5%,排沙2 211萬(wàn)t、為該年懸移質(zhì)、推移質(zhì)來(lái)沙總量的18.4%,占45年來(lái)泥沙出庫(kù)總量2 947萬(wàn)t的75%;本年排沙用水5.36億m3,占本年來(lái)水總量 13.13億 m3的41%。1981年為20世紀(jì)70年代以來(lái)最大來(lái)沙年和第6位來(lái)水年,也是本庫(kù)建庫(kù)以來(lái)最后一次排沙年,排沙34萬(wàn)t,僅為本年懸移質(zhì)、推移質(zhì)來(lái)沙總量1 328萬(wàn)t的2.6%;而排沙用水0.36億m3,為本年來(lái)水量3.34億m3的10.7%。這些情況說(shuō)明,雖然排沙運(yùn)用總體上發(fā)生在大水大沙年,但泥沙排出的比例遠(yuǎn)小于排沙所需水量占本年來(lái)水量的比例。

(2)1967、1969、1970、1974、1981 年 5 個(gè)排沙年的排沙運(yùn)用共排沙2 840萬(wàn)t,占5年入庫(kù)總沙量23 048萬(wàn)t的12.3%,占1960—2004年45年總?cè)霂?kù)沙量46 842萬(wàn)t的6%,其中最大排沙年1967年排沙2 211萬(wàn)t、占5個(gè)排沙年總排沙量2840萬(wàn)t的78%。此外,在其他年份和上述排沙年份的非排沙運(yùn)用期內(nèi),還有零星泥沙出庫(kù),經(jīng)統(tǒng)計(jì)共107萬(wàn)t。據(jù)此,45年來(lái)共出庫(kù)泥沙2 947萬(wàn)t,占45年總?cè)霂?kù)沙量46 842萬(wàn)t的6.3%。也就是說(shuō),有93.7%的泥沙淤積在庫(kù)區(qū)。由于大量泥沙淤積在庫(kù)內(nèi),冊(cè)田庫(kù)區(qū)淤積嚴(yán)重,特別是1985年以前庫(kù)區(qū)淤積迅速發(fā)展。據(jù)山西省雁北地區(qū)冊(cè)田水庫(kù)管理局 《關(guān)于冊(cè)田水庫(kù)一九八五年庫(kù)內(nèi)泥沙淤積的報(bào)告》所附實(shí)測(cè)庫(kù)區(qū)縱斷面圖,到1985年為止壩前庫(kù)底高程已從建庫(kù)前的920 m抬升到944.8 m,淤積深度達(dá)24.8 m;壩前上游10 km處庫(kù)底高程從建庫(kù)前的938.6 m抬升到948.6 m,淤積深度達(dá)10 m;壩前上游20 km處庫(kù)底高程從建庫(kù)前的947.2 m抬升到954.2 m,淤積深度達(dá)7 m;壩前上游30 km處庫(kù)底高程從建庫(kù)前的956.6 m抬升到959.4 m,淤積深度達(dá)2.8 m。由此進(jìn)一步證實(shí),一方面冊(cè)田水庫(kù)大量攔截泥沙,致使冊(cè)田水庫(kù)自身淤積嚴(yán)重;另一方面冊(cè)田水庫(kù)客觀上起到了官?gòu)d水庫(kù)攔沙庫(kù)的作用,如果冊(cè)田水庫(kù)大量排沙,勢(shì)必對(duì)下游特別是官?gòu)d水庫(kù)構(gòu)成較大影響。

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