南洋河水库的泥沙淤积分布分析

□余 正 李 敏

南洋河水库拟在张家口市怀安县境内建设，目前项目处于建议书阶段。此文通过对南洋河水库设计年限内的泥沙淤积分布分析，为下一步预测规划条件下水库的水位、面积、库容关系提供依据。以往小型水库的泥沙淤积分布计算为简化计算，一般按淤积量平铺库区考虑，但在多沙河道上这种方法的误差较大，此次采用万特号法进行泥沙分布分析。

1.工程概况

规划南洋河水库坝址位于怀安县水闸屯村北南洋河峡谷河段，坝址以上流域面积2890km2，初步确定修建中型水库，正常蓄水位823m。年悬移质输沙量239万t,推悬比15%，多年平均输沙量 211 万 m3。

2.淤积年限及淤积量

具有意义的淤积年限不是水库可淤库容完全淤满的时间，而是淤到某一库容，水库效益就急剧下降，水库使用年限实际即结束。本次淤积年限为20年，根据水库排沙建筑物的布置情况估算排沙比为50%，则水库20年淤积量为 2110 万 m3。

3.水库淤积类型

表1 K值计算公式表

此次采用万特号法分析规划南洋河水库的淤积型式。在双对数纸上点绘水深与库容关系线，计算关系线的斜率m值，根据m值确定水库淤积曲线的类型：

万特号曲线型Ⅰ—湖泊型水库m＞3.5；

万特号曲线型Ⅱ—山麓型水库2.5＜m＜3.5；

万特号曲线型Ⅲ—丘陵型水库1.5＜m＜2.5；

万特号曲线型Ⅳ—峡谷型水库m＜1.5。

经计算分析，规划南洋河水库m值基本上大于2.5而小于3.5，故本次将南洋河水库归类为万特号曲线Ⅱ型，即山麓型水库。

4.坝前淤积高程计算

4.1 淤积总深度

水库淤积总深度H=正常蓄水位（823m）-现状河底高程 （799.59m），即规划南洋河水库淤积总深度H为23.41m。

4.2 坝前淤积高程

点绘F～P0关系线，该线与Ⅱ型水库的F～P0关系线交叉，交叉点的横坐标即为相对淤积深度 P0，P0乘以 H（23.41m）即为坝前淤积深度，加上现状河底高程 （799.59m）即为坝前淤积高程，经分析计算为810.85m。

5.水库泥沙淤积分布

5.1 K值计算

K 值计算公式 K=A0/a0，式中：A0—坝前淤积面的面积（106m2）；a0—坝前淤积高程对应的相对淤积面积，由坝前淤积相对深度P0查Ⅱ型水库的P～a关系内插得到。成果见表1。

5.2 淤积分布计算

水库淤积分布计算见表2。

表中，①自高（正常蓄水位823m）到低（现状河底Z0）；②③查现状库容曲线；④P=（Z-Z0）/H；⑤由P查表可得；⑥A=K×a；⑦△V=0.5×（A1+A2）×(Z2-Z1)；⑧自下向上累加；⑨淤积后面积=②-⑥；⑩淤积后库容=③-⑧。

6.结语

以往小型水库的泥沙淤积分布计算为简化计算，一般按淤积量平铺库区考虑，如南洋河水库也按此法计算，即20年淤积量2110万m3平铺库区，则坝前淤积高程为817.5m，与本次计算的坝前淤积高程810.85m相差6.65m，差别较大。故对多沙河道上新建水库进行泥沙淤积分布计算是必要的。□

表2 水库淤积分布计算表