萬家寨水庫排沙效果及影響因素分析

摘 要：降水沖刷是恢復水庫庫容的有效手段。２０１１ 年以來萬家寨水庫在排沙期多次開展降水沖刷運用，取得了較好的排沙效果。基于實測資料，分析了２０１１ 年以來萬家寨水庫排沙效果及其影響因素。結果表明：２０１１—２０２１ 年（不含２０１６ 年） 萬家寨水庫累計排沙７．１７３ 億ｔ；排沙主要集中在排沙期；２０１８—２０２０ 年來水較豐，水庫降水沖刷歷時長，３ ａ 累計排沙４．８４０ 億ｔ；水庫排沙影響因素眾多，長歷時大流量洪水過程有利于水庫排沙；運用水位降低時，蓄水量減小，沿程沖刷距離長，壅水輸沙距離縮短，有利于提高水庫的排沙效果。通過回歸分析，建立了不同水位下出庫輸沙率與主要影響因素的關系。

關鍵詞：排沙；降水沖刷；水庫調度；萬家寨水庫

中圖分類號：ＴＶ６９７；ＴＶ８８２．１ 文獻標志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０７．００５

引用格式：任智慧，馬懷寶，孫超，等．萬家寨水庫排沙效果及影響因素分析［Ｊ］．人民黃河，２０２４，４６（７）：２９－３３．

０ 引言

水庫淤積是多沙河流水庫面臨的重要問題，一直以來受到國內外學者的廣泛關注。降水沖刷是減緩水庫淤積的重要措施，眾多學者針對不同排沙方式運用及機理開展了大量研究。張啟舜等［１］ 基于實測資料建立了壅水明6u+S0FUweGRsf+eFmT+AAIrt5/2OqT3FwCMgQGVTwug=流排沙比曲線。韓其為［２］ 基于不平衡輸沙理論建立了壅水排沙比關系。范家驊［３］ 、焦恩澤等［４－５］ 、張俊華等［６－８］ 、李書霞等［９］ 、王婷等［１０］ 分別以官廳、巴家嘴、三門峽、小浪底等水庫實測資料為基礎，結合水槽概化試驗、物理模型試驗和理論分析等對異重流輸沙開展了深入研究，提出了異重流高效輸沙理論，并在生產實踐中得到了廣泛應用。侯素珍等［１１］ 、王婷等［１２］ 、康鋒等［１３］ 分別針對不同水庫敞泄排沙、降水沖刷和泄空沖刷時的排沙效果及影響因素進行了分析。朱玲玲等［１４］ 分析認為溪洛渡水庫排沙比偏小的原因主要在于入庫水沙峰值協調性較差、水庫長期高水位運行以及庫區河道２ 級天然潛坎對泥沙運動的阻隔。可見，受工程開發任務、工程布置、入庫水沙條件以及庫區地形特點等因素的影響，各水庫排沙效果存在差異，主要影響因素也有所不同。因此，結合各水庫自身特點分析排沙效果，提出影響排沙的關鍵因素，對于指導水庫實際排沙調度具有重要意義。

萬家寨水庫位于黃河中游托克托至龍口峽谷上段，處于承上啟下的關鍵地理位置，在黃河水沙調控體系中是黃河水量“接力” 的重要一環，發揮著重要作用。２０１１ 年水庫進入正常運用期，為減緩庫區泥沙淤積速度，優化水庫淤積形態，開展了多次降水沖刷運用（包含９５２．００～９５７．００ ｍ 水位排沙運用和９５２．００ ｍ 水位以下敞泄運用），其中２０１４—２０２１ 年萬家寨水庫８次敞泄沖刷運用合計排沙４．４３８ 億ｔ，取得了較好的排沙效果。本文基于實測資料，重點剖析２０１１—２０２１ 年排沙期萬家寨水庫降水沖刷運用期間的排沙效果，探討入庫水沙條件、水庫調度及沖刷歷時等因素對水庫排沙效果的影響，以期為進一步優化萬家寨水庫排沙調度提供參考。