Page 22 - 水利学报2021年第52卷第4期

图 5 敞泄期水库净排沙关系 图 6 敞泄期累计净排沙量关系

4 运用水位对排沙的影响

蓄清排浑运用以来，汛期多按 305 m 控制或洪水敞泄运用，但受入库流量、泄流能力和其他因素
的影响，运用水位会高于 305 m，水库处于壅水状态，此时若行近流速较大，仍会产生一定排沙，即
壅水排沙。为分析坝前水位对水库排沙的影响，对 1974 年以来坝前水位在 305～315 m 之间且相对稳
定的时段进行了统计。共统计时段 35 次，其中 5 次在 7—8 月，30 次在 9—11 月；单次时段长 3～23
天，平均约 8 d；入库平均流量在 100～3200 m /s，相应坝前水位平均在 305～312.5 m。
3
分析表明，坝前水位在 305～311 m 仍有排沙
现象，不同水位、不同流量情况下水库排沙比有
较大差异，其关系见图 7。可以看出，流量小于
500 m /s 时 水 位 在 306 m 以 上 水 库 基 本 不 排 沙 ；
3
流量 500～1000 m /s 时水位在 308m 以上基本不排
3
沙，低于 308 m 会有一定排沙，水位越低排沙比
则大；流量大于 1000 m /s 时各级流量的排沙比与
3
坝前水位的趋势关系基本一致，水位低于 311 m
时会产生不同程度的排沙，随水位降低排沙比增
大，到 306 m 时大流量时的排沙比会接近 1。

3
三门峡水库 305 m 高程的泄流能力在 5000 m /s 图 7 排沙比与坝前水位的关系
以上，在统计资料范围内均为壅水状态，水库壅
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水运用时的排沙比与进出库流量、滞洪壅水情况等均有关系。以往研究表明 ，水库壅水排沙比与进
出库流量和库容存在以下关系：
æ Q Q ö
η = f ç o × o ÷ （3）
è V Q i ø
式中：η为水库排沙比；Q 、Q 、V 分别为出库流量（m /s）、入库流量（m /s）和水库蓄水量（滞洪库容）
3
3
o i
Q
（亿 m ）。 o 反映了泥沙在壅水段的停留时间，停留时间越长，泥沙淤积越多；出库流量大于进库流
3
V
Q
量是则可以多排沙， o 是影响排沙比的重要参数。
Q
i
Q 2
根据蓄清排浑以来统计资料，建立排沙比η与 o 的关系，如图 8，回归得到排沙比关系式为：
VQ
i
2
Q - 0.1009
η = 0.0003 o （4）
VQ
i
式（4）的决定性系数达 0.90，可见二者具有比较好的线性关系，也反映了不同水位运用对水库排
沙效果的影响。对于 1962—1974 年滞洪排沙期，水库的泄流规模随水库改建也在不断变化，统计时
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