色薩拉龍水庫泥沙淤積分析計算

劉志遠 張文佳

1 水文氣象情況介紹

色薩拉龍水庫位于老撾人民民主共和國Savannakhet省Tha Pong Thoong區境內的色薩拉龍河上。色薩拉龍水庫壩址以上河長21.2 km，壩址控制流域面積99.8 km2。

色薩拉龍河地處東南亞內陸干濕季風氣帶，受季風影響，一般分旱、雨兩季。壩址以上流域內無氣象站，依據離壩址最近的Sebangnouan雨量站1988—2009年資料統計，多年平均降水量為 1 623 mm，降水量年內變化較大，主要集中在5～9月，占全年降水量的84.8%。

河流域內無水文站，選擇Xebanghiang河上的Sopnam水文站作為設計參證站。利用降雨—徑流深關系進行計算，得到壩址多年平均流量為2.16 m3/s，徑流量為6 803萬m3。

2 入庫沙量

目前，色薩拉龍河流域無水文站，也無泥沙測驗資料。庫區兩岸植被較好，水土流失少。根據 《老撾人民民主共和國色薩拉龍工程項目評估報告》，利用附近有測沙資料的河流流域的泥沙基本特征參數計算色薩拉龍水庫工程入庫沙量，算得壩址年均入庫總沙量約11 522.53 m3，其中推移質沙量占總沙量的16.7%，泥沙干容重懸移質按0.7 kN/m3計，推移質按1.3 t/m3計，綜合干容重按0.8 t/m3計，水庫多年平均入庫沙量為8 737.9 t，相應多年平均含沙量為0.12 kg/m3。

3 水庫泥沙淤積分析

3.1 庫區斷面資料

色薩拉龍水庫的庫區斷面數據是在1/50 000的地形圖上量算所得，一共量算了8個斷面。圖1中所示的D1——D8即為庫區斷面。

圖1 水庫庫區橫斷面位置示意圖

3.2 淤積形態及參數

3.2.1 水庫泥沙游積形態判別

水庫泥沙淤積形態判別式為：

式中V——水庫總庫容，m3；

WS——多年平均入庫沙量，m3；

J0——庫區原始河道比降（以萬分率計）。水庫正常蓄水位202.5 m，對應庫容為7 513萬m3，庫區段原始河道縱比降為3.6‰，帶入公式計算得到水庫淤積形態判別指數α=114.6＞2.2，因此本水庫淤積形態為三角洲淤積。

3.2.2 淤積分布參數確定

三角洲頂坡、前坡比降，穩定河寬和穩定水深分別按下式確定。

3.2.2.1 淤積三角洲頂坡平衡比降

依據水電部第六工程局勘測設計隊在大渡河、岷江、漢江上一系列以推移質為主的水庫實測平衡比降資料，采用下式計算平衡比降：

式中J——三角洲頂坡平衡比降；

J0——原始河道比降（以小數計）；

Q——多年平均入庫流量，m3/s；

H——水庫壅水高度，m。

根據計算，得到三角洲頂坡平衡比降為2.6‰。

3.2.2.2 三角洲前坡比降

考慮到水庫年內水位在197.0～202.5 m之間，變幅不大，庫水位較穩定，且出庫流量小而均勻等因素，三角洲前坡比降應較大，因此按原始河道比降的1.8倍考慮。

3.2.2.3 穩定河寬和穩定水深

造床流量取2年一遇年洪峰流量159 m3/s。采用如下公式計算頂坡段穩定河槽的穩定河寬B和穩定水深h，計算結果詳見表1。

表1 三角洲淤積參數表

3.2.3 水庫排沙比

本水庫主要任務是為農業灌溉提供水源，依據徑流調節成果，水庫下泄流量基本小于3.0 m3/s，且比較均勻，實際出庫沙量很少，且水庫正常蓄水位對應庫容相對較大，庫沙比達到4 127，因此本水庫按不排沙考慮，即庫區泥沙淤積量等于入庫沙量。

4 泥沙淤積分析結果

依據選定的泥沙淤積參數及縱、橫斷面資料，采用平衡比降法進行水庫泥沙淤積計算，分析結果見表2。

表2 水庫各運用方案泥沙淤積計算成果表

由上表可見，當正常蓄水位202.5 m時，色薩拉龍水庫運用20年后，來沙總量17.48萬t，泥沙淤積總量17.48萬t，壩前淤積高程185.1 m；色薩拉龍水庫運用50年后，來沙總量43.69萬t，泥沙淤積總量43.69萬t，壩前淤積高程185.25 m。

該項目按50年使用期限設計，所以有效庫容的高程為185.25～202.5 m,且進水口的底板高程必須要大于185.25 m。

[1]陳洪蓮.老撾色薩拉龍詳細設計報告[R].天津：中水北方勘測設計研究有限責任公司，2011

[2]李明輝.萬安水庫泥沙淤積分析[R].南昌：江西水利規劃設計院，2011

[3]李丹勛.三峽上游來水來沙變化趨勢研究 [M].北京：科學出版社，2010