Page 19 - 水利学报2021年第52卷第4期

表 1 不同时期三门峡水库年均出库沙量及排沙量
项目 时期 7 月 8 月 9 月 10 月 汛期 运用年
1974—2002 33.47 47.85 45.59 35.65 162.55 311.49
入库水量/亿 m 3
2003—2019 25.12 30.38 42.12 30.94 128.56 256.40
1974—2002 2.057 2.909 1.234 0.531 6.731 8.471
入库沙量/亿 t
2003—2019 0.414 0.667 0.441 0.237 1.759 2.219
1974—2002 32.94 47.35 44.89 35.09 160.27 307.79
出库水量/亿 m 3
2003—2019 25.84 29.29 42.03 27.18 124.34 246.65
1974—2002 2.815 3.461 1.438 0.632 8.346 8.736
出库沙量/亿 t
2003—2019 0.883 0.857 0.663 0.259 2.663 2.804
出库含沙量/ 1974—2002 85.5 73.1 32.1 18.0 52.1 28.4
3
(kg/m ) 2003—2019 34.2 29.3 15.8 9.5 21.4 11.4
1974—2002 0.759 0.551 0.204 0.101 1.615 0.265
净排沙量/亿 t
2003—2019 0.469 0.190 0.222 0.022 0.903 0.585
1974—2002 1.37 1.19 1.17 1.19 1.24 1.03
排沙比
2003—2019 2.13 1.28 1.50 1.09 1.51 1.26

式中：Q 为输沙率，t/s；Q 为流量，m /s，S 为上站含沙量，kg/m ；K 为系数，与河床前期冲淤有
3
3
s
上
关；a、b 为指数，与河道形态特征有关。在一定的流量下，输沙能力随上站来水含沙量的加大而加
大；在一定的来水含沙量下，输沙能力随流量的加大而加大。
对于三门峡水库而言，汛期 305 m 控制或敞泄运用，库区基本处于敞流状态，输沙能力类似于河
道输沙，参考式（1），水库冲刷后的输沙能力不仅与入库流量有关，与入库含沙量也有关，即出库含
沙量与入库水沙均存在关系。以汛期为单位，出库沙量 Ws（亿 t）代替出库输沙率，以水量 W（亿 m ）代替
3
流 量 Q， 含 沙 量 取 潼 关 站 汛 期 平 均 值 ， 利 用
1974—2002 年的实测资料回归，得到关系式：
W = 0.0046S tg 0.8 W 0.9 - 0.147 （2）
s
式中 S 为潼关站汛期平均含沙量，kg/m 。
3
tg
式（2）计算值与实测值的对比见图 1，其相关
系数达 0.99。同时，采用该式计算了 2003 年以来
的排沙量，点绘于图 1 中，可以看出，2003 年后
点群密集并与前时段的关系完全一致，说明三门
峡水库在目前运用方式下，汛期排沙总量主要取
决于入库水沙条件。
图 1 汛期实测排沙量与计算值对比

3 敞泄排沙效果

三门峡水库经过两次改建和导流底孔的全部打开，至 2000 年共有 27 个泄流孔洞投入运用， 305 m
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高程的泄流规模为 5455 m /s，低水位 300 m 时的泄流规模为 3633 m /s ，增大了泄洪排沙能力，一般
洪水时敞泄运用不会产生壅水现象。
2003 年以来三门峡水库实施非汛期最高水位不超过 318 m，汛期一般按 305 m 控制运用、洪水时
完全敞泄排沙。运用以来全年排沙集中在汛期，其排沙量不仅包括潼关以上的来沙，也包括非汛期
淤积的泥沙。根据三门峡和潼关站水文观测资料，2003—2019 年汛期年均出库沙量为 2.659 亿 t，占
全年的 95%，汛期排沙比为 1.51，全年排沙比 1.26，汛期的排沙主要集中在敞泄期和洪水期。
3.1 典型年排沙分析 汛期降低水位后造成的冲刷溯源向上发展，入库流量较大时由于水流动力的

作用发生沿程冲刷，二者共同作用冲刷非汛期或前期淤积物，水库完全敞泄时水面比降增大，更多

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