柴河水库泥沙淤积规律研究

发布时间：2020-06-19 12:41

【摘要】：泥沙淤积是制约水库长期利用的关键问题之一,其不仅直接影响水库的正常运行及防洪、灌溉等功能的发挥,同时由于水库淤积引发的水质污染问题给人们的生活带来诸多不便。一直以来人们对水库淤积的研究从未间断,如淤积量估算、泥沙分布形态、泥沙特性和泥沙运动状态等,但对东北河道型水库的研究较少,本文以柴河水库为例进行研究,主要通过对河底淤积泥沙取样的试验,分析泥沙的物理特性,结合数学模型研究水库淤积状态及分布规律,校核库容曲线,以期为柴河水库的合理运行及管理提供理论依据,为东北地区河道型水库提供参考,具有实际意义。水库淤积与泥沙重力特性、几何特性和泥沙运动状态等因素有关,因此,本文采用声波钻机对库区典型断面展开现场取样,将取出的淤积泥沙样品进行土工试验和泥沙沉降试验,分别对泥沙的干容重、颗粒级配和沉速进行分析。应用Mike21软件,运用其中的水动力模块和泥沙输移模块,建立二维水沙数学模型,模拟分析库区长系列年运行的河床高程变化和淤积分布,结合Surfer软件对断面淤积形态和库容变化进行分析,得出主要结论如下:(1)库区表层淤积物干重度和粗沙含量沿水流方向递减,干重度与泥沙粒径随淤积厚度的增加而增大,干重度随粒径增大而增大。(2)随着水库运行时间的增加,库区呈现不同程度的淤积,河道比降减小,淤积主要集中在弯道附近,并向下游延伸,直至淤滞在坝前(9#断面)附近,淤积厚度最大达1.27m。(3)从淤积形态上看,水库纵向淤积形态处于带状淤积和三角洲状淤积之间,弯道和滩地位置淤积较多;横断面淤积状态:宽阔河段表现为主槽淤积,其余位置为沿湿周均匀淤积。(4)水库库容随着时间的增加逐渐减少,同时入库沙量也减少,淤积速率变缓,水库设计洪水位相应库容为4.62×10~8m~3,较建库初期减少了0.18×10~8m~3,并对未来10年库区淤积状况进行预测。
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV145
【图文】：

库容曲线,柴河,水沙量,年际变化

图 1-1 柴河堡站水沙量年际变化图Figure 1-1 The amount of sediment Chaihepu Station interannual variation4 研究内容和技术路线.1 研究内容本文针对柴河水库泥沙淤积问题，通过土工试验和数值模拟的方法，对泥沙的性、库区泥沙淤积规律进行研究，主要研究内容如下：(1) 采用高频声波钻机取样，分析柴河水库淤积泥沙物理特性分析；(2) 基于现有库区水下实测地形资料、水文资料以及本次试验结果，建立二维学模型，模拟河段内泥沙运动，分析泥沙淤积形态及分布规律；(3) 利用 Surfer 软件分析水库淤积状态，计算泥沙淤积量，校核库容曲线。

柴河水库,库区,平面示意图

第二章淤积泥沙物理特性试验分析实测取样及处理方法.1 取样点分布分析水库淤积泥沙物理特性，水下采样麻烦，尤其测定干重度需取原状实测资料甚少。柴河水库自 1974 年运行至今，由于泥沙淤积使库容逐水库有效库容长期得不到校正。本章将分析柴河水库淤积泥沙干重度及布规律，测得不同粒径泥沙的单颗粒沉速，便于下文的泥沙运动数值模淤积分析计算的研究。库区水下取样工作操作复杂且难度较大，选取具有代表性的断面取样。5 年对大坝至上游河段内 80 个断面的水下地形测量，通过分析比较各断选择淤积严重、断面起伏较大的区域，其中部分断面取样遭到破坏，最6 个断面作为典型断面，共有 9 个取样点，如图 2-1 所示，取样点分布满论的基本要求。

【参考文献】