白沙水庫淤積測量探討

□茹新宇 □趙麗朋

（1河南省防汛抗旱指揮部辦公室；2河南省白沙水庫管理局）

1 概述

1.1 測區概況

白沙水庫位于淮河流域沙潁河水系潁河上游。壩址坐落于河南省禹州市、登封市交界處的白沙村。控制流域面積985 km2，是以防洪為主、兼顧工農業供水、水產養殖、旅游等綜合利用的大（2）型水利樞紐工程?，F設計標準100 a一遇，校核標準2000 a一遇，總庫容2.95億m3。

白沙水庫主要工程建筑有主壩、東副壩、西副壩、溢洪道、輸水洞、灌溉洞和副溢洪道等。水庫兩面環山，高差一般在50～100m左右，兩側有公路可以通行，交通條件較好。

1.2 任務目的

白沙水庫自1956年蓄水以來已運行50余年，1987年白沙水庫管理局對水庫曾進行過庫容測量，當時布設斷面22條（主河道布設19條，支流布設3條），距今也已有近30 a，由此，很有必要對水庫及河道重新進行庫容測量。

2 水庫庫容曲線測量

2.1 斷面位置的布設原則

根據庫區地形圖結合庫區現狀，從宏觀上確定庫區內主縱線和河道中心線，依次在數字化地形圖上量取斷面樁號，盡量垂直水庫的主縱線和河道的中心線確定斷面方向。當河道彎曲較大或水面、水深變化較大時應增加斷面。為提高庫容計算精度，本次測量共布設54個水庫與河道斷面。

2.2 斷面測量

斷面測量分陸地測量和水下測量。

陸地斷面測量：水庫陸地斷面點間距平地≤30m，遇到地形變化處加測斷面點。

在進行水下斷面點測量時，作業人員將儀器固定在船上，并始終保持儀器底部接觸水面，這樣測深儀將儀器所得的水面坐標點的水面高程自動減去水面點所測得的水深，就是所測點的水下地面高程，并自動記錄水下點位置與高程，實時準確獲取水下點三維信息。

為了檢核斷面測量精度，本項目斷面測量時對斷面進行了復測。共復測5個斷面，庫區測1個斷面，河道測4個斷面，然后進行斷面精度統計，復測斷面與原測斷面圖形基本符合。

通過復測斷面與原測斷面線上109個高程點比較，高程測量中誤差為±0.12 m。根據《水利水電工程測量規范》SL197-2013規定，采用測深儀測量1～10m的水深時，其測深中誤差為±0.15m，因此，所測斷面精度滿足規范要求。

2.3 庫容曲線計算

水庫庫容計算采用南方CASS7.1數據處理軟件，根據所測斷面數據構建斷面三角網模型，根據三角網模型計算出水庫水位每變化1 cm相對應的庫容值，庫容值計算到設計洪水位235.56m的高程位置。

根據測量結果，水庫特征水位、庫容面積、庫容計算表形成庫容面積曲線與庫容曲線見圖1、圖2。

圖1 白沙水庫庫容面積曲線圖

圖2 白沙水庫庫容曲線圖

3 與1987年庫容曲線比較及分析

3.1 庫容曲線比較

通過與1987年白沙水庫庫容計算結果比較，得出1987年至今水庫庫容變化情況，形成白沙水庫庫容比較曲線圖，見圖3。

圖3 白沙水庫庫容比較曲線圖

3.2 庫容曲線變化分析

從庫容比較表與庫容比較線可以看出：

水位高程在204.50～222.00m之間時，本次測量的庫容與1987年測量的庫容相比，水庫庫容減少值從82萬m3逐步增加到785萬m3。

水位高程到達222m時，本次測量的庫容與1987年測量的庫容相比，與水庫庫容減少值為288萬m3。原因在于在潁河南岸水峪東北庫區內，有一面積約17萬m2深約44m的采煤坑，坑口最低高程約222m，當水位高程達到222m后，水庫庫容將增加527萬m3。

水位高程在222～225m之間時，本次測量的庫容與1987年測量的庫容相比，水庫庫容減少值從288萬m3逐步增加到345萬m3。

水位高程到達225m時，本次測量的庫容與1987年測量的庫容相比，與水庫庫容減少值為248萬m3。原因在于在潁河北岸大蘭溝南有一面積約9.30萬m2深約36m的采煤坑，坑口最低高程約225m，當水位高程達到225m后，水庫庫容將增加140萬m3。

水位高程在225.00～235.56m之間時，測量的庫容與1987年測量的庫容相比，水庫庫容減少值從248萬m3逐步增加到1181萬m3。

3.3 各時段淤積情況統計分析

白沙水庫自1953年建成投入運營至2013年，共進行了5次庫容測量。對同一水位高程不同時段測量的庫容進行比較，可以計算出該時段庫容的變化量，庫容變化量包括水庫泥沙淤積量及水庫由于地形地貌變化引起的庫容變化。由于缺乏1987年白沙水庫地形圖數據雖然有斷面數據，但斷面數據沒有基點坐標，在實地無法找到當時的斷面位置，無法進行重合斷面的對比，因此1987-2013年水庫的準確淤積量無法計算，只能計算出兩次測量的庫容變化量。為了與以前測量成果進行對比1987-2013年水庫的淤積量按庫容變化量計算。

根據白沙水庫管理局提供的數據及本次測量的數據，對白沙水庫各時段淤積情況進行了統計見表1。

表1 白沙水庫各時段淤積情況統計表

4 結語

項目成果經過檢查與精度統計，平面控制、高程控制和斷面成果均滿足規范要求，成果質量可靠。

項目成果經過質量檢查，總體評價為優良級，達到了技術設計書規定的質量要求。