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水利工程论文-三峡工程上引航道低水位冲沙方案研究-水库不恒定流分析.doc

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水利工程论文-三峡工程上引航道低水位冲沙方案研究-水库不恒定流分析.doc

水利工程论文-三峡工程上引航道低水位冲沙方案研究-水库不恒定流分析摘要:本文利用一维不平衡输沙及不恒定流数学模型,针对三峡水库1~130年的各种淤积状态,研究了坝前水位降低2m冲沙所引起的水库泄水和充水的不恒定流。文中首先给出了三峡水库1~130年淤积的计算结果。淤积成果与前人的研究成果基本一致。在此基础上分别给出了不同淤积年份中,坝前水位降低2m冲沙和恢复正常水位需要的时间、排水量、下泄洪水过程、水库沿岸水位变幅以及对三峡发电水头的影响。研究表明三峡采鹊低水位冲沙的方案是可行的。由于小幅度降低水位冲沙可以缩小冲沙设施的规模及减少工程投资和技术上的困难,该方案具有明显的优点。关键词:三峡工程引航道泥沙淤积动水冲沙1前言三峡工程上引航道的泥沙淤积在水库运行30年后将逐步加剧,到50年以后,最大年淤积量将超过200万m3[1],而且,由于泥沙淤积主要集中在汛期大洪水的时候,大水大沙年高强度淤积将是机械挖泥所难以胜任的。因此,三峡工程引航道应考虑布置有效的冲沙设施,以确保通航条件的满足。葛洲坝的长期运行经验证明,采取“静水通航,动水冲沙”的策略解决通航与泥沙淤积的矛盾是正确的。葛洲坝在大江和三江引航道都布置了相当规模的冲沙闸,大江航道的泄洪冲沙流量为15000m3/s,三江航道的冲沙流量为8000m3/s[2]。这一规模的冲沙设施不但保证了上下游引航道的畅通,而且也为葛洲坝增加了可观的泄洪能力。“静水通航,动水冲沙”的原则对三峡引航道也是适用的。但是,三峡和葛洲坝工程的规模和条件相差较大。葛洲坝工程汛期水头仅20m左右,而三峡工程的水头约80m。由于水头大,三峡工程冲沙闸(隧洞)设计在处理高速水流问题方面的困难更大。而且,如果在隧洞两侧开凿冲沙隧洞,对高边坡稳定是否会有不利影响,还有不同看法。何况这类冲沙设施的造价高而且在前期利用率低,投资积压严重。另一方面,三峡工程又具有葛洲坝所不具备的优势。三峡下游水位处于葛洲坝水库的控制范围内,三峡引航道冲沙时可以临时要求葛洲坝降低库水位而增加其下游引航道的冲沙能力;三峡水库的坝前水位汛期一般为145m,上引航道水深较小,可以采用比葛洲坝工程更小的流量冲沙。通过分析对比葛洲坝的实际冲沙情况,清华大学曾提出了三峡工程小流量冲沙的建议[3,4],认为三峡引航道的冲沙流量可以控制在4000m3/s以内。后来,又提出了临时小幅度降低三峡库水

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