對水庫庫區的泥沙沖淤數量、淤積分布形態及變化的觀測。其目的是:①掌握庫容變化,修正庫容曲線,為水庫調節計算的修訂提供依據。②研究水庫泥沙淤積規律,分析淤積發展速度和趨勢,尋求排沙減淤措施,延緩庫區淤積速度。③研究淤積對水庫的防滲效果。④制定水庫最優運用方式,以維持水庫調節能力和防洪標準,減緩庫區淹沒損失,控制淤積部位。在多沙河流上修建的水庫,尤應開展泥沙淤積觀測。
基本介紹
- 中文名:水庫淤泥觀測
- 外文名:survey of reservoir sedimentation
觀測範圍,觀測方法,資料整理分析,發展概況,
觀測範圍
一般應包括水庫淤積物覆蓋的整個範圍,即自回水末端至壩前。對於多泥沙河流上的蓄洪水庫,回水末端的淤積可能延伸較遠。此時,可先將觀測範圍適當擴大,水庫運用一段時間後,再根據實際情況適當調整觀測範圍。
觀測方法
水庫淤積觀測應先在觀測範圍的岸上設定三角網、導線等控制系統。水上部分按普通測量方法測量地形或斷面,與原始地形或斷面相比較,計算淤積量;水下部分通過測水深的方法獲得測點高程。一般採用以下方法:
(1)斷面測量法。適用於淤積地形變化較均勻的水庫。在觀測範圍內設定若干觀測斷面,兩岸設固定斷面樁,並與控制系統相聯繫。對於庫面較窄、水深不大的斷面,可在兩樁之間拉帶有尺度標誌的繩索進行測船定位,用測深桿或測深錘進行水深觀測。對於庫面較寬、水深較大的斷面,通常在測船上採用回聲測深儀沿斷面連續施測。將回聲測深儀所反映的圖像,與實測資料對比,以確定淤積面。觀測後繪斷向圖與原始斷面比較,計算淤積量。當斷面間地形發生較大變化時應重新布設觀測斷面。斷面測量法具有方法簡便、測量歷時短的優點,是滿足一定精度的常用方法。
(2)地形測量法。一般適用於淤積地形變化較複雜的水庫。測船在庫內選取測點,施測水深。選取測點時,可根據淤積地形變化情況選取不同密度的測點。觀測後繪地形圖與原始地形圖比較,計算淤積量。20世紀80年代創製了自動定位測深系統(如美國生產的Falcon型系統)。地形測量法能全面、正確地反映庫區沖淤量和部位,精度高,但工作量大。
(3)混合測量法。斷面測量與地形測量結合使用的方法。在庫內淤積地形變化較均勻處用斷面測量法,淤積地形變化較複雜處用地形測量法,或在兩斷面間增加局部斷面測點或一些地形測點。如閘門前沖刷漏斗、淤積三角洲前坡等局部地區,均宜採用混合測量法,以取得細部變化資料。
(4)其他方法。對於庫面和水深均較小的水庫,可採用簡易的直接測量方法。在庫水位經常漲落範圍內的測點設混凝土淤積樁,當水位消落露出樁頂時,直接量測淤積樁的露出長度,計算淤積量。在庫內經常有水範圍內的測點設浮標式標誌,在標誌處用測深工具測深,或在標誌處設定淤積箱,直接量出淤積厚度。寒冷地區也可在冰上打孔進行淤積測量。
為研究水庫泥沙平衡,應同時進行進、出庫水量,水庫水位,含沙量和異重流,庫岸崩塌等觀測。為研究泥沙運動規律和沉積情況,還應進行斷面流速、泥沙顆粒組成和淤積物容重等項目的觀測。
水庫淤積觀測的測次視水庫年淤積量而定。多沙河流上的大中型水庫遇豐水豐沙年,應在當年汛後和次年汛前各觀測1次;在一般年份,可僅在每年汛前觀測1次。少沙河流上的水庫可3~5年或更長時間觀測1次。
資料整理分析
水庫淤積觀測資料應及時計算整理。一般應填列:進、出庫水量統計表,進、出庫含沙量統計表,進、出庫泥沙顆粒級配表,淤積泥沙含水量、乾容重、塑性指數,淤積斷面測量成果表,不同高程淤積量統計表,淤積量和進、出庫泥沙量對照表等;並應繪製:淤積橫斷向圖、淤積縱斷面圖、淤積地形圖、淤積深度等值線圖、水位與庫容關係曲線圖、累積淤積量過程線圖等。並對照分析淤積形成的規律和發展趨勢。
發展概況
中國的泥沙觀測工作開展於20世紀50年代初期。開展最早的官廳水庫已積累了30餘年的資料和經驗。至80年代初,中國約有300餘座水庫進行泥沙觀測工作。在觀測技術、儀器設備方面,大多數水庫一般採用常規的技術和設備,少數大型水庫已套用電磁波測距儀定位,使用遙感照片分析水庫地形變化,部分水庫已用電子計算機統計分析資料。20世紀末,已將水下地形儀、全球定位系統(Global Positioning System,GPS)等先進技術套用於水庫淤積觀測。