向家坝电站冲沙向家坝水文站含沙量测验方案探讨

摘要：向家坝水库在施工发电运行期，短时间试验性冲沙，处于电站下游2000m的向家坝水文站对于含沙量控制测量非常难。为了解向家坝水库蓄水后水沙特性及冲沙变化情况过程，以便对今后更好布置单位含沙量、悬移质输沙、悬移质颗粒分析，以2013年冲沙为例进行探讨。

关键词：向家坝水库；水库冲沙；含沙量

中图分类号：P343文献标识码： A

1、概述

向家坝站的设站目的：为控制金沙江下游干流水情，认识河流水文规律，为流域规划、工程设计、水资源开发、水文分析、水环境保护、泥沙研究等提供资料依据，为满足水利枢纽工程设计、调度及工业、农业、国防及国民经济建设需要积累基本资。替代原屏山水文站功能。

2013年6月14日向家坝电站试验性冲沙，持续时间近3小时，给处于电站下游2000m的向家坝水文站含沙量测验带来困难。怎样合理布置好含沙量测次？对于我们测站职工是个挑战。下面就这次冲沙过程向家坝的含沙量测量进行探讨，以便于今后更好布置含沙量测次，测得完整的含沙量变化过程。

2、冲沙测次布置情况

2013年6月14日向家坝电站试验性冲沙，持续时间近3小时。向家坝水文站从上午10：40左右施测第1次单沙，含沙量为0.97kg/m3；11：20施测第2次单沙，含沙量为0.25kg/m3；11：40施测第3次单沙，含沙量为0.184kg/m3；12：06施测第4次单沙，含沙量为0.011kg/m3。

具体数据见下表

日期 含沙量 日期 含沙量

月 日 时分 (kg/m3) 月 日 时分 (kg/m3)

6 12 8 0.017 6 14 11:40 0.188

14 10:50 0.990 14 12:06 0.011

11:20 0.255

3、测次布置探讨

从上述测量成果来看，存在几点不足：（1）、从开始冲沙至冲沙结束，总共施测了4次单沙，未施悬移质输沙及悬移质颗粒分析资料，从测验安排上不够完善，导致本年的单断沙关系外延69%，悬移质颗粒分析无冲沙部分成果。（2）、与客户沟通不够，最好是能在冲沙前施测1次单位含沙量，以控制单位含沙量的变化过程，以免人为平移单位含沙量资料。（3）、未进行单沙垂线布置与断面平均含沙量的代表性分析，特别是水库冲沙这种特殊情况，开单孔冲沙或多孔冲沙所取单位含沙量是不一样的，原定的单沙取样垂线是否具有代表性？则应利用电站冲沙机会进行验证。

4、解决方案

4.1首先让我们来学习一下向家坝站的任务书：

4.1.1水系和测站位置

流域：长 江 水系：金沙江下段 河名：金沙江 集水面积：458800 km2

东经：104820 北纬：28：40 离河口距离：2912km

地址：四川省宜宾县安边镇莲花池村

站 别 : 基本水文站 报汛站号：60103400

向家坝站（水、流、沙） 测站编码：60103400

屏山站（降水） 测站编码：60429753

一类流量测验精度 一类泥沙测验精度

4.1.2测验项目

项目 观测任务 备注

水位 √

水温 √

流量 √

悬移质泥沙 单样含沙量 √

悬移质输沙率 √

悬移质颗粒分析 √

推移质泥沙 卵石推移质输沙率

沙质推移质输沙率

河床质

降水量 √

蒸发量 √

气象

4.1.3单沙布置测次要求：

含沙量

变化较大时 1、每日8时、20时各取样一次。

2、在较大沙峰或含沙量变化较大时应增加测次，以控制沙量变化过程。

含沙量

变化平稳时 视含沙量大小，每1～3天取样一次。若含沙量特别小时5～10天取样一次。

4.1.4单沙水样的采取及处理

在测流断面起点距100m1线按相对水深0.2、0.6、0.8三点法取样，三点混合处理、计算。

4.1.5悬移质输沙的测验方法：

取样方法 垂线取样线点 取样位置（起点距：m）

全断面混合法 4线每线3点混合法 80.0100 120 140

全断面混合法 3线每线3点混合法 100 120 140

备注：三线三点法在特别情况下使用；140 m垂线不能施测3点时，可测0.2一点。

4.1.6相应单位含沙量采取

测前测后施测单样含沙量各一次，取平均值作为相应单沙。

4.2解决方案

通过对向家坝水文站任务书的学习，对于向家坝电站2013年6月14日冲沙，如何能更好的完成向家坝水文站的含沙量测验任务，有以下几点建议提出来探讨：

4.2.1单位含沙量与悬移质输沙率交换施测

根据任务书要求，可按下列顺序进行测验：单沙、输沙、单沙、输沙……，中间的单沙可前后输沙都借用，这样就节约了一点的时间，也能避免单断沙关系外延较大的情况发生。

4.2.2输沙过程线法

从悬移质输沙垂线看，单沙垂线比输沙垂线少2线，主要施测时间还是花在了缆道来回运送水样上了，直接施测输沙，按取样时间算，多2条垂线估计最多多花10分钟时间就能完全一次输沙测验，如果当时能连续施测悬移质输沙率，采用输沙过程线法整编，也避免了冲沙时单沙垂线代表性不好的问题。

4.2.3条件允许还可进行单沙与断面平均含沙量的比测

在与电站沟通良好，得知冲沙时间相对较长时，可进行单位含沙量与断面平均含沙量的比测，具体方法：可将100m 、120m、140m分别取样后单独分析，从而可验证单位含沙量垂线是否能代表断面平均含沙量。

4.2.4特殊情况下悬移质输沙水样可兼作悬移质颗粒分析水样

根据《河流悬移质泥沙测验规范》第3.1.2条规定，悬移质输沙率水样需作颗粒分析时，应加测水温。固可将其取得的悬移质输沙率水样兼作颗粒分析水样，避免了漏测颗粒分析的问题。

5结论

综上所述，只要加强与向家坝电站沟通，预先得知电站的冲沙时间及冲沙开启孔数，提前做好迎战特殊水情的准备工作，结合本站的测验任务书，灵活运用上述测验方法，是完全能更好地完成向家坝站的含沙量测验任务的。

参考文献:

[1] 国家质量技术监督局. 河流悬移质泥沙测验规范.GB 50159-1992.

[2]钱宁,万兆惠.泥沙运动力学[M].北京:科学出版社,319－414

[2]谢鉴衡,等.河流泥沙工程学.北京:水利出版社,1981.

[3]上游局技术管理室,.向家坝测验任务书,2013.