“蓄清調渾”，就是根據水庫開發任務要求，充分考慮多沙河流來水來沙過程中場次洪水和年際間豐、平、枯變化，統籌調節泥沙對水庫淤積形態和有效庫容的影響，儘可能提高下遊河道水沙關係協調度為核心，設定合適的攔沙和調水調沙庫容，通過“攔、調、排”全方位協同調控，實現有效庫容長期保持和部分攔沙庫容的再生利用、攔沙庫容與調水調沙庫容一體化使用，即實現部分“水庫容”和“沙庫容”在一定時段內互換，發揮水庫對泥沙的 “內”調節作用，並通過水庫群調度和天然洪水泥沙過程銜接，更好地協調進入下游的水沙關係，以充分發揮水庫綜合利用效益。
基本介紹
- 中文名：蓄清調渾
- 適用領域：水庫工程
1.背景,2.蓄清調渾設計運用方式,
1.背景
泥沙問題是貫穿多沙河流水庫設計和運用全過程的關鍵和核心問題。設計過程中，需要對入庫水沙條件、調度運用方式、泥沙淤積形態、有效庫容分布、回水淹沒範圍和樞紐防沙防護等進行深入論證，提出工程建成後可能存在的泥沙問題，分析其帶來的影響，提出解決措施，使庫容規模、特徵水位和泄流排沙等設計均建立在可靠的基礎上。運用過程中，需要在設計運用方式的基礎上，根據入庫水沙條件、泥沙淤積狀態和綜合利用需求的變化，研究合適的運用方式。
20世紀60至70年代後期，隨著治黃實踐的不斷發展，逐漸認識到黃河“水少沙多、水沙不平衡”對黃河下遊河道淤積具有重要影響，提出要利用大型水庫進行“調水調沙”減輕下遊河道淤積的構想。20世紀80至90年代，小浪底水庫設計階段採用的是“蓄清排渾”設計理論技術及其運用方式，考慮了調水調沙運用與設計。1999年，小浪底水庫投入運用以來，在保持長期有效庫容的同時，還要儘可能調節出庫水沙搭配關係，有利於下遊河道減淤，這一時期水庫運用研究正由“蓄清排渾”向“蓄清調渾”發展。圍繞小浪底水庫調水調沙和運用方式最佳化研究，通過調水調沙原型試驗和生產運用，在“蓄清排渾”“攔”“排”處理泥沙的基礎上，全面發展了調水調沙理念，對水庫群人工塑造異重流排沙技術、水庫群聯合調水調沙調度模式、多沙河流水庫灘槽同步塑造、攔沙庫容再生與多元化利用等進行了深入研究，提出了水沙關係協調度的定義和計算方法，逐步形成了以水庫長期有效庫容保持和儘可能長期提高下游水沙關係協調度為核心的“蓄清調渾”運用技術。在多沙河流水庫規劃設計層面，繼小浪底水庫之後，也面臨著新的挑戰。比如，黃河古賢水利樞紐年均入庫含沙量28千克每立方米，是高含沙河流上以側向進沙為主的超長水庫，側向進沙淤積形態和庫容分布設計是前所未有的難題；涇河東莊水利樞紐年均入庫含沙量140千克每立方米，超高含沙河流水庫蛇形彎道輸沙、有效庫容保持和庫容再生利用問題也屬於世界性難題；甘肅馬蓮河水利樞紐年均入庫含沙量280千克每立方米，特高含沙河流供水水庫開發汛期有供水任務時有效庫容保持和供水調節之間難以協調，傳統開發模式難以實現開發目標。為了解決上述難題，通過長期研究，逐步形成了多沙河流水庫“蓄清調渾”設計理論技術及其運用方式。
2.蓄清調渾設計運用方式
所謂“蓄清調渾”運用，就是根據水庫開發任務要求，充分考慮多沙河流來水來沙過程中場次洪水和年際間豐、平、枯變化，統籌調節泥沙對水庫淤積形態和有效庫容的影響，以儘可能提高下遊河道水沙關係協調度為核心，設定合適的攔沙和調水調沙庫容，通過“攔、調、排”全方位協同調控，實現有效庫容長期保持和部分攔沙庫容的再生利用、攔沙庫容與調水調沙庫容一體化使用，即實現部分“水庫容”和“沙庫容”在一定時段內互換，發揮水庫對泥沙的“內”調節作用，並通過水庫群調度和天然洪水泥沙過程銜接，更好地協調進入下游的水沙關係，以充分發揮水庫綜合利用效益。與“蓄清排渾”運用相比，“蓄清調渾”運用不僅考慮水庫的“攔”“排”運用，更加注重“調”的運用，指導思想更加主動、靈活，要求水庫結合開發任務、運用階段和入庫水沙條件等靈活確定調度方式，不僅要“攔”“排”，而且要在“調”中“攔”“排”，“攔”“排”中“調”。攔沙期水庫按照“小水攔沙，大水排沙，適時造峰，淤灘塑槽”灘槽同步塑造和攔沙庫容多元化利用，有利水沙條件下儘快降低庫水位進行低水位排沙，正常運用期水庫按照水沙分級分類調度輔以非常規排沙調度，實現協調水沙關係再造和攔沙庫容再生利用。同時，為更好滿足“調”的要求，“蓄清調渾”運用在水庫設計上也有不同要求，首先是水庫要設定足夠的調水調沙庫容，包括調水庫容和調沙庫容兩部分，調水庫容主要滿足大流量過程塑造的需要，調沙庫容主要滿足水沙過程豐平枯變化以及水沙關係不協調帶來的泥沙年際和年內調節的需要。其次，庫容分布設計要考慮水庫“調”沙過程中水庫淤積形態動態變化，水庫正常運用期調水調沙運用，庫區泥沙沖淤具有死灘活槽的特點，存在“高灘深槽、高灘中槽、高灘高槽”三種淤積狀態，攔沙庫容、調水調沙庫容、興利庫容、防洪庫容、生態庫容分布設計要考慮和淤積形態變化的耦合，按照“深槽調沙、中槽興利、高槽調洪”規則進行水庫庫容配置，減免正常運用期泥沙動態調節侵占有效庫容進而帶來的水庫強迫排沙的風險。再次，對超高含沙量河流水庫，採用“正常+非常”雙泥沙侵蝕基準面設計理論和非常規排沙技術，在水庫正常泄流排沙孔以下增設非常排沙底孔，結合非常規排沙調度方式，可在長期保持有效庫容的前提下，進一步實現部分淤“死”攔沙庫容的復活並和調水調沙庫容一體化永續利用。最後，對特高含沙量河流水庫，有效庫容保持和供水調節之間矛盾難以協調，要採用水沙分置開發方式。
