DL T 5089-1999（条文说明） 水电水利工程泥沙设计规范.pdf

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1、p DL 中华人民共和国电力行业标准DL/T 5089一1999水电水利工程泥沙设计规范条文说明主编部门z国家电力公司水电水利规划设计总院批准部门z中华人民共和国国家经济贸易委员会1 til咆弟也俗、社1999北京目次1 范围.19 2 总则.20 4 基本资料的收集及评价.22 4, 1 基本资料的收集224, 2 基本资料的评价.23 5 入库输沙量计算.24 5, 1 流域产沙分析.24 5.2 悬移质. 24 5, 3 推移质 30 6 水库泥抄设计.31 6. 1 水库泥沙设计要求.31 6. 2 水库泥沙调度方式.336. 3 水库泥沙冲淤计算.36 7 枢纽防沙设计.40 8 枢

2、纽下游问道变形预测.429 泥沙观测规划.43 18 1范围1. o. 1 我国水电水利工程在泥沙设计方面已取得不少成功的经验，能够通过水库泥沙调度，改变入库泥沙在库内的淤积部位和高程，而达到排沙减淤的目的，并积极开展利用泥沙资源的研究。为了总结经验，统一水电水利工程泥沙设计的技术要求，结合泥沙学科发展水平，特制定水电水利工程泥沙设计规范。1. o. 2 水电水利枢纽工程，指有拦河挡水建筑物的工程，泥沙研究的范围包括库区、坝区和下游影响河段。本规定未捞及灌概渠系、河床演变、海涂围垦等泥沙问题。19 2总则2. 0.1 在水电水利工程设计中，泥沙设计的主要内容是分析工程泥沙问题，研究水库泥沙调度

3、方式，采取必要的工程措施，制定解决泥沙问题的方案，达到工程长期兴利的目的。鉴于泥沙设计涉及的范围广，经验性较强，因此，规范强调在泥沙设计过程中，重视基本资料和对已建工程的调查研究。2.0.2 根据泥沙对工程和环境的影响程度，水电水利工程的泥沙问题分为严重、不严重两类，并在设计中区别对待，这样既可满足工程需要又可提高泥沙设计的质量和效率。泥沙问题严重或不严重，可以参照下列九种情况进行判别，若符合下列情况之一，为泥沙问题严重，否则为不严重。20 1)库容沙量比小于事水建筑物结构的设计基准期。淤积造成的库容损失是水电水利工程普遍存在的泥沙问题。根据我国56个水库实测资料分析统计，采用正常蓄水位以下的

4、库容和人库年输沙量（体积）之比值（简称库沙比，符号K，），作为判别。当水库分汉时，应以泥沙淤积主库的库沙比作判别。襄水建筑物结构的设计基准期应符合GB50199-94水利水电工程结构可靠度设计统一标准的有关规定，一般为50年100年。2）水库回水末端淤积上延，将涉及重要城市、工矿区、农业基地、交通干线等的安全，或影响已建或在建大、中型水电水利工程的正常运行。3）分汉水库，泥沙淤积将出现“拦门沙坎”并影响水库调节功能。4）在童水建筑物结构的设计基准期内，坝（闸）前泥沙淤积可能影响取水口或泄流建筑物的安全和正常运行。5）枢纽下游问道冲搬变形，可能影响已建重要的防洪、取水、排水等水利工程，或重要的交

5、通干线、桥梁、港口、航道等的安全和正常运行。6）低闸引水，推移质和悬移质泥沙将进入取水口和隧洞造成机组磨损，影响机组正常运行。7）对已通航向流，水库的变动回水区或船闸上、下游引航道搬积对航运有明显影响。的抽水蓄能电站过机含沙量、颗粒级配大于机组所能承受的限度。9）问口建闸，闸上问道淤积，闸下回淤将影响行洪和闸的输水能力。工程泥沙问题严重，设计可能遇到一些复杂的泥抄问题，需要开展专题研究。专题研究内容、深度，由设计人员根据具体情况确定。重要的泥沙问题除通过泥沙分析计算提出设计成果外，尚需进行泥抄模型试验。以相互验证，使设计成果更为合理可靠。如：坝（闸前泥沙搬积形态，枢纽引水防沙设施的布置和排沙效

6、果，局部库区的龄积形态和高程，确定推移质输沙量等。21 4 基本资料的收集及评价4, 1 基本资料的收集4.1.1 本条规定需要了解的流域基本情况，主要用作产抄分析旁证资料。4, 1. 2 执行时，需要注意以下事项。22 1）地形图比例尺不小于1/10000，纵、横断面图要包括水下部分。3）天然水面线，主要用于推求天然河道综合糙率，不少于丰水、中水、枯水三条；库周主要城镇、交通干线、规划的衔接梯级，要设立水尺观测水位。床沙（又称河床质）颗桩级配，是确定推移质输沙量和预测工程下游问道变形的重要基本资料。由专业人员现场查勘，选择有代表性的凋段，确定取样位置，并注意避开塌岸、冲沟、泥石流、人类活动等

7、对床沙组成的影响。确定推移质输沙量的床沙颗粒级配，其取样位置，还须注意河床冲淤变化不大，易于获得相应的水位与流量、水位与面积关系等水力要素资料。当水库分汉时，干、支流要分别进行取样。预测工程下游河床变形的床沙颗粒级配，其取样范围，可根据计算范围确定；点位布置，以反映问床组成的纵向变化为原则。卵石河床，水下取样难度大，一般在边滩用坑测法取样，试坑要接近洪水期主流，井考虑在滩头、滩中、滩尾分别取样进行对比分析。试坑面积一般在lm2，坑深约2倍最大粒径。抄质河床一般用采样器，在向床横断面的左、中、右取样。4）库区和下游影响河段内滑坡、塌岸、泥石流沟等资料，主要用于分析库区泥沙搬积，对坝（闸）址、引水

8、线路、水电站厂房及尾水出口等可能产生的不利影响。的工程所在流域水文站的水文、泥沙资料主要用于：对比分析；产沙地区分布分析；枢纽下游河道变形预测。7）条文中“有关水电水利工程”主要指已建、在建梯级；对已审批待建的梯级，涉及到上游拦沙、排抄的，使河流输抄特性发生显著变化的，或涉及到梯级衔接要求的，也要收集资料。4.2 基本资料的评价4, 2.1、4.2.2对基本资料进行可靠性、合理性检查和评价，一般通过对比分析。如：对比本站流量、含沙量过程线，上、下游水文站含沙量、输沙率过程线等。对发现有重大问题的资料，要进行修正，无法修正的可以舍弃。当径流资料通过复核有修改时，相应的输沙率资料也要进行修正。河道

9、纵、横断面图要求同期施测，水面线同时观测，并有确切的观测时间和对应的流量，若施测年代久远，河床变形较大，需要重新施测。23 5 入库输沙量计算5. 1流域产沙分析5. 1. 1 工程以上流域内干、支流水文站有泥抄测验资料时，根据干、支流水文站的泥沙测验资料，分析计算流域产沙地区分布、特性和成因。若流域内开展泥抄测验的水文站较少，可以通过调查进行定性分析。5. 1.2 重点产沙区的调查，着重了解水土流失情况，以及人类活动对水土流失程度的影响。库区内若有滑坡、塌岸，则是潜在的泥沙来源，需对其可能滑入库内的数量及危害性作出估计。5. 1.3 设计工程上游己建、在建水电水利工程的拦沙或引水分流分沙，对

10、下游、河道输沙特性产生直接影响时，泥沙设计需根据本工程投产时间，考虑上游拦沙或引水分流分沙后的发展趋势，分析其影响程度。5.2悬移质s.2.1 1984年试行的SDJ214-83水利水电工程水文计算规范规定为10年连续系列，考虑现在又增加10年以上资料，因此本规范规定泥抄资料年限以20年连续系列作为最低标准。若资料虽有20年但系列不连续，且缺测年份中含有较大的丰水、丰沙年时，也要进行插补延长。实测泥沙资料系列较短时，一般通过相关延长系列，条件是有较好的相关关系及具有较长的插补资料。通常使用设计依据水文站流量与输抄量（输沙率或流量与含沙量相关延长，流量、输沙量（输沙率）、含抄量可以为年、月、日平

11、均值。山区卵石问床，问道冲龄变化小，若上（下游水文站泥沙测验系列较长，且资料可靠，可以通过上（下游站相关延长设计依据水文站的泥沙资料。24 s.2.2 1)我国山区易发生大型垮山、滑坡堵江。堵江后随之横决，发生特大洪峰、沙峰，并沿程传播、扩散，下游一定范围内的河流水抄过程改变较大。受影响的水文站实测最大含沙量和含沙量过程，属非正常输抄，若不能修正可以舍弃。2）考虑上游已建、在建水电水利工程拦沙作用，或引水分流分沙影响，目的在于确定设计工程的人库输沙量及相应颗粒级配。其影响主要是人库输沙量、输沙过程和颗粒级配的改变。上游工程系低坝或闸式枢纽，泥沙搬积年限短，或引水分流分沙回归入设计工程的库内时，

12、主要影响是输沙过程和颗粒级配。若设计工程同属低坝或闸式枢纽，研究水库泥沙调度方式时，需考虑其影响z若设计工程水库淤积年限长，可以不考虑其影响。上游水库泥沙撩积年限长，或引水分流分沙不回归设计工程库内时，设计工程需考虑其影响。上游工程若有泥沙观测资料时，据以预测拦沙率的发展变化对设计工程的影响；若无泥沙观测资料时，需对原泥沙淤积预测成果进行分析，或补充计算，确定其拦沙率。s.2.3 本条与SDJ214一83水利水电工程水文计算规范采用一致的规定。入库悬移质输沙量、含沙量计算成果表参见表1表3。提1工程历年入库流量及移质含沙量、输沙量特征值襄年年统计| 汛期（月月）统计平均平均实测最大输沙输沙平均

13、！平均含输沙最流量含沙量含沙量量lJ模数流量l沙量输沙量占年输沙量比值份1m3/slkg/m3 I kg/m3 I万t性时Im协Ikg/m3 I万tI % 年i褒2工程历年逐月入摩悬移质输沙量系列襄年l月份lI 1 I 2 I 3 I 4 I s I 6 I 1 I s I 9 110 J 11 I 12 I I I I I I I I I I I I I I I 多年平均I I I I I I I I I I I I 年丁25 褒3工程历华逐月入靡悬移质含沙量系列褒kg/m3 （或g/ml)月份年年4 I 5 多年平均s.2.4 当坝（闸）址与设计依据水文站的集水面积相差大于3%小于15%，

14、人库输抄量、含抄量需考虑坝（闸址与设计依据站的区间来沙影响时，可以按下述情况处理。1)若区间不是主要产抄区，且无大支流汇入，入库含沙量采用设计依据水文站含沙量，由入库流量与入库含沙量的乘积，求得入库输沙率、输沙量F若入库流量由面积比推算，则输沙量亦由面积比推算。若区间有大支流汇入，人库含沙量可以接式(1）计算。入库输沙量由人库流量和人库含沙量推求。s Q.于土Q.直(1)人Q于土Q主式中zS人一一人库含抄量；Q.于、Q.支一一一干、支流设计依据水文站的输沙率zQf, Q宜一一干、支流设计依据水文站的流量s“”、“一”号视设计依据水文站与坝（闸）址相对位置确定。2）区间是主要产沙区，可以按式（2

15、）计算。w.入w.设土ilAM.(2) 式中：W,A、w.设一一人库、设计依据水文站的输沙量pilA坝（闸）址与设计依据水文站的区间面积zM，一一区间输沙模数。s. 2. s 库区干、支流设计依据水文站实测最大含沙量，可以分别26 统计，亦可以采用同时实测含沙量按流量加权计算z若支流年径流量和输沙量小于人库年径流和输沙量的10%，且支流汇入口远离坝区时，可以采用干流设计依据水文站成果。悬移质颗粒级配、含沙量历时曲线、流量与累棋输沙量曲线的统计系列，可以采用长系列、代表系列、代表年。若入库干、支流设计依据水文站在2个或2个以上时，采用干、支流相同时段加权合成后的计算成果。颗粒级配、含沙量历时曲线

16、、流量与累积输沙量曲线成果表，参考表4表6.分析悬移质矿物成份的沙样，可以利用设计依据水文站已有的洪水期沙样p亦可以采集坝址洪水期水样。矿物成分一般计算各粒径组中摩氏(F.Mohs）硬度大于5的硬矿物成分含量，成果表参考表7；若有特殊要求，可统计粒径组中的各类矿物成分含量。5.2.6 河流输沙特性，主要指输沙量的时程分配特性和水沙对应关系。1)年际变化，主要统计多年平均输沙量、含沙量，最大、最小年输抄量、含沙量之间及其与多年平均值的关系，以及连续丰沙年与连续中沙年、少沙年在系列中的分布情况和所矗比重等。2）输抄量年内分配和集中程度，主要统计分析多年平均讯期、非瓶期、逐月输抄量占多年平均年输抄量

17、的百分数，长系列、代表系列的年最大一日（或三日、七日）输抄量占该年输沙量百分数，也可以统计分析代表年洪峰过程输沙量占该年输沙量百分数，或用流量与累积输抄量曲线分析。3）含沙量年内变化，主要统计分析多年平均汛期、非汛期、逐月含沙量、实测最大含沙量、含沙量历时曲线等。颗粒级配，主要统计分析丰沙、中沙、枯沙年，多年平均汛期、非瓶期的特征粒径变化。4）水沙关系主要分析流量与含沙量过程的对应关系、洪峰27 t、30。襄4工程最移质颗粒级配襄植径0.007 0.010 0.025 0.050 0.100 0.250 0.500 1. 00 mm (0.005) 小于某级位径的沙重百分数% 褒S工程含沙量持

18、续时间曲线襄含沙量0.100 0.200 o.soo I. 00 2.00 5.00 10. 0 kg/m3 大于等于某含沙量出现天数日占全年天数百分数% 最大平均中数2.00 位径位径位径mm 口immm 量大日平均含沙量20.0 50. 0 年月日【、二-0 流量m3/s 大于、等于某流量的累计输沙量万t占年输沙量百分数% 粒径组o. 001 口1口1(0. 005) 硬矿物含量% 0.007 0.010 褒6工程流量与累计输沙量曲线襄最大一日输沙量年月日襄7工程悬移质粒径组硬矿物含量表0.010 0.025 0.050 0.100 0.250 o.soo 1. 00 o. 025 o.o

19、so 0.100 0.250 0.500 1. 00 2.00 与沙峰对应关系以及流量与含沙量相关关系和含沙量历时曲线等。s.2.1 执行本条时要注意z1）对流域水文气象、产沙等相似性进行分析。2）了解制作输沙模数图或建立经验公式采用的资料，分析输沙模数图或经验公式在本工程所在向流的代表性和可靠性。5,3推移质5.3.2 采样器效率系数，需要通过率定试验确定。5,3,3 推移质输沙试验有两种z1)模拟代表河段的天然床抄、水力因素，进行动床模型试验，根据模型比尺建立全断面流量与输抄率的关系。2）模拟天然代表凋段床沙、单宽水力因素，在水槽内进行正态推移质输沙试验，根据模型比尺建立单宽流量与单宽输抄

20、率的关系，据此计算全断面的流量与输沙率的关系。5,3,4 采用推移质输沙率公式计算推移质输沙量，是使用较多的方法。但由于公式建立的条件不同，导致同样水力条件下采用不同公式计算，推移质输抄量往往相差较大。因此，使用这类公式特别要注意公式的适用条件，结合本地区推移质输移特性选用公式。5,3,5 代表系列，是包括丰水、平水、枯水年份有代表性的连续系列。代表年是丰水、平水、枯水等3个5个代表年份，特殊情况可以采用具有代表性的1个平水年份。30 6水库泥沙设计6. 1 水库泥沙设计要求6. 1. 1 计算成果一般以图、表表示。冲淤计算主要成果，参考表8和表9。“水库容积演变曲线图”，一般会有初始库容曲线

21、和工程运行10年、20年（或30年、50年的库容曲线，有些尚有100年的库容曲线。“水库冲淤过程纵断面图”，纵坐标为深祖点高程（注明高程系统，横坐标应该包括距坝（闸）长度、断面编号和主要地名。重要断面还需要绘制“冲搬过程横断面图”。6. t. 2 水库泥抄调度，是根据坷流水文泥沙特性和工程需要，通过调度水库运行水位的方式，控制泥抄在水库的搬积部位和高程，达到保持调节库容和有利于引水肪沙等目的。泥沙问题严重的水库，泥抄调度需考虑在维持水库综合利用要求的条件下，尽量减少调节库容搬积量，保持水库长期使用。在设计基准期内，使水库经济效益最优。例如z水电站为保持日调节库容，采用在夜间负荷低谷时期进行敞泄

22、排沙，获得的长期效益是可观的，灌概水库采用“冬蓄春放，汛期敞泄”的定期排抄方式，既能满足灌概用水，又能长期保持库容，也是行之有效和经济合理的。进行泥沙调度之后，虽然减少了库区泥沙撩积，但泥沙将提前到达坝前，因此，在引水防抄和排沙设施设计中要予以足够重视，作出合理安排。泥沙问题不严重的水库，在工程设计基准期内，泥沙撩积对工程效益和环境影响不大，可以根据综合利用要求提出的水库运行方式和特征水位，预测水库泥沙淤积，并论证其可行性。6. 1.3 施工期及初期低水位运行期长达5年10年，甚至更长时，泥沙在坝前辈水区将形成淤积，对围坦和导流建筑物产生影响，水库龄积计算若不考虑该时期的淤积，预测的坝前淤积高

23、程31 也3岛、2冲淤年限年高程口1褒8工程水库冲淤计算成果表尾都段坝址各断面淤离程rn 起淤点距坝上部梯级坝（闸悬移质出库含出库泥沙淤积物中泥沙淤断面号（闸）度址泥沙淤积商程出库率沙量中数位径数位经革R高程km rn % kg/rn2 mm mm 口1袋工程水库窑积变化E淤积后库容原容积亿m3（或万m3)亿m3（或万m3)10年20年30年50年可能与实际差别较大。若入库水抄、运行水位等资料条件较好，可以进行该时期的淤积计算z若计算所需的资料条件较差，可以进行“估算”6.1. s 梯级水库泥沙问题，主要表现为上、下游水库拦沙、排抄的相互影响，和对衔接水位的影响。设计工程及其上（下）游梯级泥沙

24、调度方式往往对原天然河道输沙过程改变较大，且相互影响，设计时应统筹安排拦沙、排沙，进行梯级水库泥沙联合调度的专题研究。6.1. 6 抽水蓄能电站上库与下库的组合形式较多，出现的泥抄问题也不尽相同。条文规定了一般情况下泥沙设计应进行的工作，对某些特殊情况，设计时要根据实际情况分析确定工作内容。抽水蓄能电站的研究重点是减少过机含沙量和粗颗粒泥沙，以及防止调节库容淤积。已建的词道水库都按原水库功能、综合利用、防沙要求等确定了水库运行方式、特征水位、排沙设施。增加抽水蓄能功能后，原设计的运行方式、调节库容、特征水位，不能满足抽水蓄能电站和原有水库的综合利用要求，也需根据新的情况研究提出相应的泥沙调度方

25、式。6.1. 8 修建在岩溶地区的水库，泥沙淤堵暗坷，可能出现两种情况。一种情况是减少了水库渗漏，有利于径流的利用。另一种情况是流入水库的暗河被堵，造成淹没、浸没损失，对后一种情况，设计时需要重视。6.2 水库泥沙调度方式6. 2.1 6.2.3 水库泥沙调度方式，按排抄时间分为定期、不定期两类，按运行水位分为控制、不控制两类。具体方式详见表10。1)汛期控制库水位调度泥沙，在整个汛期除汛末数旬蓄水外的大部分时间，水库水位控制在排沙水位运行，非汛期蓄水拦沙运行，这是国内外较多采用的泥沙调度方式。33 亵10水库混沙调度方式汛期控制部分汛期按分级流量控异重不定期水库库水位调控制库水制库水位调度流

26、排敞泄排定期敞全称泥沙位调度泥泄排沙度泥沙泥沙沙沙调度沙方式汛期分期分级流异重流敞槛敞泄简称调沙调沙量调沙排沙排沙排沙排沙时间定期不定期定期运行水位控制不控制排沙水位设置不设置调沙库容可不设置设置i不设置设置34 2）部分汛期控制库水位调度泥沙，是汛期中某一段时间，如汛初、讯中、汛末，水库水位控制在排抄水位运行。其余时间蓄水拦沙运行，并让泥沙在水库的调沙库容内龄帜。与汛期控制库水位调抄相比，控制库水位排沙时间短，有利于发挥工程效益。3）按分级流量控制库水位调度泥沙，是按人库流量大小分级调度库水位，人库流量小于分级流量时，水库水位抬高到排沙水位以上直至正常蓄水位运行，让泥抄在水库的调沙库容内括号

27、积z当人库流量大于分级流量时，水库水位控制在排抄水位运行，将本时段入库泥沙和前期淤积在调沙库容内的龄积物冲入死库容或排出库外。根据河流来水来沙特性和水库担负的任务以及库容、地形等条件，分级流量及相应库水位可设1个3个，若太多则水库运行管理不便。4）敞泄排沙，又称世空冲抄，其特点是非排沙期水库蓄水拦抄运行，让泥沙在库内（调沙库容淤积p排沙期水库暂时停止发挥效益，闸孔全部敞开地流，水库放空，将前期龄积物排出库外。敞泄排沙的时机和排沙量需要研究确定。5）异重流排抄，主要适用于悬移质颗粒较细和人库洪峰含沙量大，尤其能产生高含沙水流，水库纵坡降较陡，地形平顺无急剧变化能形成异重流的水库。设计中主要根据异

28、重流形成条件和持续时间，研究异重流排抄的可行性。上述的泥沙调度方式，均系单一的形式。工程设计中，在水库不同运行阶段可以采用不同的泥沙调度方式p同一运行阶段亦可采用两种或几种方式。6.2.4 排沙水位是水库在排抄期间允许的上限水位。排沙水位低于正常蓄水位，可以高于、等于或低于死水位。采用讯期控制库水位调沙的水库，且有防洪任务，需要设置“防洪限制水位”，根据防沙、防洪要求分别拟定排沙水位与防洪限制水位。一般取两者的低值，并统称作“ffl.期限制水位”。若无防洪任务，其排沙水位亦称“m期限制水位”。对部分讯期或按分级流量控制库水位调抄的水库，排抄水位低于防洪限制水位。若排抄水位等于死水位，通常使用“

29、死水位”名称，低于死水位时仍称排沙水位。国内工程大量实测资料表明，排沙水位的泄洪能力，是控制水库滩面龄积高程的重要因素之一，应不小于二年一遇洪峰流量。6.2.s 调沙库容是水库库容的一部分，即水库某时段高水位运行，让泥沙暂时在预留的库容内按积，下一时段在排沙水位运行（或敞泄），将前时段搬积的泥沙排出，如此冲、淤交替可供长期使用的库容。调抄库容可以占调节库容部分，也可以设在死库容，或两者皆有。调沙库容的容秧，在纵断面图上，是水库持续淤积时段内最高的淤积高程，与发生最大冲刷后的般职高程之间体积。一般情况下，水库冲、淤都在两高程之间进行，即设置的调抄库容能够满足冲、龄交替使用。确定其容积大小除考虑滩

30、槽变化外，还应考虑来水来抄的不利情况下，调节库容尚能满足水库调节要求。6.2.6 采用异重流排抄，枢纽要设置排沙孔（洞）等设施。孔口35 高程需低于取水口高程。采用异重流排抄的工程，当水库出现异重流时需及时打开排妙孔（洞）。6.2.7 梯级水库泥沙联合调度，一般根据水沙特性和工程特点，拟定梯级运行组合方案，用同步水文泥沙系列，分别预测泥沙冲淤过程。通过方案比较，采用梯级防沙总体效果最优的方案。6.3 水库泥沙；中淤计算6. 3.1 水库泥沙冲淤计算方法有多种，各有其适用条件，需要根据本条规定选用与本工程泥沙设计基本条件相适应的方法，进行水库泥沙冲淤计算。泥沙调度方式和资料条件是水库泥沙冲淤计算

31、的重要依据，也是选择计算方法需要考虑的主要因素。例如，采用按分级流量控制库水位调、沙，一般采用按时段划分的冲淤计算方法；仅以保持调节库容为目的的水库搬帜计算，一般采用平衡比降等经验法。人库水沙基本资料不足或可靠性较差，则不宜选择复杂的泥沙数学模型。我国80年代以前的已建工程，大多数采用淤积形态法、经验法计算，经实践证明计算成果在宏观上较符合客观事实。80年代以后，随着电子计算机的广泛应用，采用非饱和输抄的计算方法日益增多。目前国内外水库冲淤计算数学模型很多，现仅列出我国应用较多有代表性的泥沙数学模型（见表11）供选用参考。褒11泥沙戴学模型襄名称适用条件功能制作者多沙河流水人库含沙量较(1）库

32、区淤织部位、淤lJ(高程、水利水电库三角洲淤lJ(商，水流量超饱淤积量科学研究院计算方法和状态，淤秧形(2）出库含沙量、泥沙出库率姜乃森（一维）态呈三角洲(3）剩余库容曲线水库淤识的黄问流域或类(1）库区淤狈形态、部位（包黄委水利简化估算方法似黄河的河流，括河槽横断面计算），淤权高程，（维）水库水位变幅相淤积量科学研究院对稳定(2）出库含沙量、泥沙出库率焦恩浑(3）剩余库容曲线林斌文36 表11（续名称适用条件功能制作者XI KAN喃1黄河流域，水(1）复合三角洲淤积部位（包西北勘测水库三角洲库泥沙淤飘形态括洞槽横断面计算、淤积高程、设计研究院冲淤过程计算呈三角洲淤狈量泥沙室维）(2）出库含沙

33、量、泥沙出库率(3）库容演变过程XIE-3 库水位变化频(1）库区淤积部位、淤织高程、清华大学水库泥沙冲繁，水库泥沙淤淤狈量谢树销等淤计算的数学狈形态皇三角洲(2）出库含沙量、泥沙出库率模型(3）库容演变过程一维）(4）水面线计算CHENG-I 水库泥沙淤狈(1）淤织部位、淤飘高程、淤水库悬移质形态呈三角洲积量、淤积物组成成都勘测泥沙淤狈的分(2）出库含沙量、出库位径组设计研究院析计算成、泥沙出库率泥沙室一维）(3）库容演变过程(4）水面线计算大型水库泥黄河流域或类(1)库区淤织部位、滩槽的淤黄委会勘沙冲淤计算方似黄捕的问流织高程、淤狈量、淤飘组成测规划设计法(2）出库含沙量、泥沙出库率院（一

34、维）(3）库容演变过程涂启华等H-H2. l 黄河流域或类(1）库区淤飘部位、淤积高程、中国水利（一维似黄河的洞流、淤狈量水电科学研河网地区，单库(2）出库含沙量、泥沙出库率究院或多库有支流或(3）库容演变过程张启麟等元支流的水库冲(4）洞道冲淤形态、高程、冲淤变化及河道变淤量形(5）河道含沙最演变过程(6）河道纵比降变化(7）水面线计算水库冲淤计不产生高含沙(1)库区淤狈部位、淤积高程、中国水利算数学模型河流上的水库，淤织量水电科学研（一维水库水位变幅较(2）库区含沙量、悬移质级配、究院大淤飘物级配沿程变化配、淤织物彭润泽等级配沿程变化(3）出库含沙量、出库粒径组成、泥沙出库率(4）库容演变

35、过程(5）水面线计算37 表11（完）名称适用条件功能制作者Ml-NENUS 长江流捕或类(1)库区淤部位、淤积高程、长江科学水库淤狈与洞似长江的洞流，淤积量、淤织物组成，悬移质级院床演变的数学有支流或无支流配沿程变化韩英为等模型汇入的水库冲淤(2）出库含沙量、出库粒径组（一维）变化及洞道变形成、泥沙出库率(3）库容演变过程(4）洞道冲淤形态、高程、冲淤量，粒配沿程演变(5）问道含沙量变化过程(6）河道纵比降变化过程(7）水面线、糙率计算, CRS 1 长江流域或类(1)库区淤积部位、淤积高程、四川联合（准二维似长江的河流，淤飘量、淤军只物组成，悬移质和大学高速水或黄河上游有支推移质级配沿程变

36、化力学国家重流或无支流汇入(2）出库含沙量、出库粒径组点实验室的水库冲淤及柯成、泥沙出库率道变形(3）库容演变过程(4）河道冲淤部位、高程、冲淤量，粒配沿程变化，河床粗化过程(5）弯道冲淤变化、河宽变化、垂线平均流速沿横断面的变化(6）河道纵比降变化过程(7）水面线、槌率计算SUSBED-2 长江流城或类(1)水库淤狈部位、淤积高程武汉水利（准二维似长江的河流，淤狈量、淤狈物组成、悬移质和电力大学或黄河上溅，有推移质级配沿程变化杨国录等支流汇人或元支(2）出库含沙量、出库被径组流汇入的水库冲成、泥沙出库率插曲变化及洞道变(3）库容演变过程形(4）河道冲淤部位、高程、冲淤量(5）河道含沙量变化(

37、6）洞道纵比降变化过程(7）水丽线、槌率计算38 6.3.2 由于挟沙水流运动的复杂性，目前应用的泥沙数学模型，以一维为主，且尚待进一步完善。泥沙数学模型都含有经验或半经验公式和待定参数，存在地区的适用性。因此，要求对采用的数学模型及参数进行验证。6.3.S 泥抄冲淤计算成果的合理性检查，是运用泥抄运动、河床变形基本理论、工程泥沙原型观测资料研究成果和经验、对预测结果的变化趋势和规律进行对比分析，作出判断。检查内容主要有平衡比降，世积部位、淤积高程、世积量、搬积物粒径、出库率、出库含妙量、出库颗粒级配和水库容积等变化过程，或不同计算方法的对比分析。6.3.6 代表系列是包括多沙、中沙、少沙年份

38、有代表性的连续系列。代表年是多沙、中沙、少抄等3个5个代表年份，特殊情况可以采用具有代表性的一个中抄年份。6. 3. 7 GB50199一94水利水电工程结构可靠度设计统一标准规定，水利水电工程主要挡水建筑物设计基准期为50年100年。重力坝、拱坝等设计规范规定，计算坝体荷载时，坝前泥沙搬积高程计算年限为50年100年。DL/T5064-1996水利水电工程水库淹没处理设计规范规定，在确定水库淹没范围时，按10年30年龄积情况考虑。根据上述要求，本规范规定水库泥抄冲淤计算年限与塞水建筑物结构的设计基准期一致，能满足各方面对设计年限的要求。6.3.8 分析龚嘴、青铜峡、盐锅峡、三门峡、映秀湾等水

39、库实测泥沙资料，水库冲淤平衡年限与泥沙调度方式、排沙水位关系密切。当年平均悬移质出库率（或称排沙比）达到90%95%，洞槽的纵、横断面形态、淤积高程、淤棋物干密度、库容变化等都已趋于稳定，即可视为水库冲淤相对平衡。推移质根据冲淤量纵横断面基本稳定等条件确定。39 7枢纽防沙设计1.0.2 在天然河道上修建泄疏、排沙建筑物要尽量保持天然河势。泄流、排抄建筑物尽可能布置在原天然河道主槽，可以保持下泄水流顺畅，有利于泥沙向下游输移。当保持下游问道天然河势的困难较大时，需有相应的控制工程。防沙、排沙设施的型式可以根据工程布置、水沙特性、防沙要求选择，主要有排抄孔、排沙洞、排抄闸、柬水墙、排沙廊道、挡抄

40、坎、导抄坎、截沙槽、沉抄池等。排抄、防沙设施要结合泥抄调度方式，制定相应的运用规则，以发挥其功能并保证其正常运行。7.0.3 枢纽总体布置中，泄洪闸、表孔、中孔等泄流建筑物，其泄流能力一般都较大，不能经常开启排沙。因而需要设置专用排抄设施。引水防沙建筑物，在平面布置上，要尽量利用天然弯道，排沙闸、排沙孔、排沙洞布置要靠近引水建筑物的取水口。排沙孔、排沙洞进口商程的确定，要能有效地降低取水口前缘泥沙攒棋高程，使取水口位于冲刷漏斗之内。泥沙问题严重时，设计的排抄、防沙设施的布置形式、规模和效果，需要通过泥沙物理模型试验确定。1.0.4 挡抄坎、导抄坎能有效的阻止推移质进入取水口，其高度一般为lm3

41、m。已建工程的运行实践表明，挡抄坎、导抄坎和排沙闸，防、排推移质的作用显著，但仍有少部分推移质进入取水口。因此，在取水口内仍需设置截沙槽、排抄廊道或沉砾池等排沙设施，以提高推移质防沙效果。7.0.5 引水工程取水口的引用流量与枢纽排沙、防沙关系密切。原型观测和模型试验表明z引用流量和人库流量之比（称分流比）小于50%时，引水防抄设施的效果显著。泥沙调度一般采用40 按分级流量控制库水位调沙、敞泄排抄，要在来水来沙不利条件下，保持枢纽正常运行。1.0.6 泄洪排沙闸底板高程改变了天然河道的侵蚀基准面，是闸式枢纽设计的一个重要课题。底板高程的选择，将影响泄洪排沙闸功能的发挥及枢纽安全正常运行，泄洪

42、排抄闸底板高程考虑下列因素，拟定比较方案，综合分析拟定。1）考虑引水分流后，下游河道输抄能力改变及其变形影响。2）有利于减少推移质过闸对泄洪排抄建筑物的磨损。3）有利于世洪、消能和漂木。推移质严重的闸式引水枢纽，引水分流后下游河道容易产生淤积。闸底板应略高于原天然河槽的平均河底高程。某电站问段的平均比降为8%0，引水率为45%，泄洪排沙闸底桩，约较汛期平均流量时的原平均拥底商程低lm。工程投入运用后，闸下游曾遍游高2m3m.由于泄洪排沙时下游水位抬高，影响了泄洪排沙效果。60年代新疆地区修建的一些引水工程，曾因闸底板过低，发生下游龄积3目前新建和政建的引水工程，都根据实际情况，不同程度地将闸底

43、板高程抬高，运行效果良好。对于输抄能力较强的山区卵石河床，为减少磨损，闸底板高程可以按枯水河槽平均词底高程设计。南梗问三级、渔子摸一级枢纽河段比降达30%，。，闸底板高程均按枯水河槽平均高程设计。实际运行表明，泄洪排抄闸的运用效果良好。问道比降平缓的抄质河床，若闸底板较高，建闸后下游冲刷严重p库区插进积造成的水位抬高使上游淹没损失增大。应兼顾上、下游河床变形影响，采用“宽闸低坎”的原则设计。1.0.1 上游施工围堪是否保留，或保留的高度（堪顶高程），需考虑枢纽引水防抄需要。若利用施工围堪作为挡沙坎、导沙坎使用，根据需要提出顶部高程即可。有些施工围堪将影响排抄设施的排沙效果，使原设计的排沙设施不

44、能发挥应有的作用，则要拆除围堪。41 8 枢纽下游河道变形预测s. 0.1 大型水库拦搬泥沙，将改变下游问道的水抄条件，影响原天然词流的输抄平衡，引起下游河段河床变形。其影响程度主要取决于下泄流量和河床组成、坷岸地质条件。山区问流，问床为卵石或基岩，向岸为山体，天然凋流输沙不饱和，工程修建后下游冲刷不明显z低坝（闸式）枢纽，下植字水沙条件改变不大，对下游影响也不显著。下游柯道变形产生的影响有利有弊。若清水下泄柯床下切，水流归槽，同级流量的水位降低，有利于防洪、航运$但对桥墩、下游引水工程不利。展宽冲刷，水深变浅，威胁防洪堤的安全，不利于航运。鉴于目前对枢纽下游冲淤的预测手段尚不太成熟，规范要求

45、预测的柯流长度，仅指影响坷段长度。对下游影响深远的工程，应开展专题研究。s.o.J 入海坷口建闸后，使原坷口河道的边界条件及上游来水来沙条件发生了变化，导致闸下游的世积物不易及时被冲走。北方水资源短缺地区，闸上游河水往往基本或全部被引用，闸下游向道淤飘情况十分严重，有些已被捕母死。位于水资源较丰富的江苏省，沿海修建的58座挡潮闸中，40座也有不同程度淤积。为延长水闸使用年限，加强水闸运行管理主要方法有z1)根据“柬水攻沙”的思想，大潮大放，小潮小放或不放。2）在不影响闸身安全的情况下，待闸上下水位差较大后开闸，增加冲刷水头。3）枯水期要适当开闸放水，不要长期关死，否则问道泥沙板结不易冲走。4）除了运行管理外，尚需增加水量的来源和有计划整治河道。42 9泥沙观测规划. o. 1、9.0.2工程泥沙原型观测的目的，是掌握工程上、下游向段的泥沙冲龄变化及其影响，为枢纽运行管理提供依据。河流实现梯级开发的，可对其中几个重点梯级进行观测，也可组织巡回观测以减少人员编制。水库水文泥沙观测试行办法对水库泥沙观测有详细的规定，如断面法和地形法的相对误差不超过5%和布施断面、观测设施、水尺等要求，可结合本工程实际情况参照执行。工程泥抄观测规划经费需列入工程总概算。43 晶EaalhEmwemH、同。书号：155083. 51 定价27C 6.oo