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水 利 学 报

２０２４年 １月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５５卷 第 １期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２４）０１ － ００３５ － １３

金沙江下游三堆子河段卵石推移质输沙率公式研究

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冯志毅 １，２ ，邓安军 １，２ ，秦蕾蕾 ，吕瑞茹 １，２
（１．中国水利水电科学研究院 流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京 １０００４８；
２．中国水利水电科学研究院 水利部泥沙科学与北方河流治理重点实验室，北京 １０００４８；
３．中国三峡建工（集团）有限公司，四川 成都 ６１００４１）

摘要：金沙江上中游梯级水库运用后，进入下游的悬移质输沙量大幅减少，水沙条件显著变化；同时，卵石推移
质输沙量在总输沙量中的比重明显增加，对水库淤积进程影响显著，开展变化水沙条件下金沙江下游卵石推移质
输移规律研究具有重要意义。基于下游入口三堆子水文站 ２００８—２０２１年卵石推移质实测资料，对经典起动流速
公式和推移质输沙率公式进行了检验与修正。结果表明：与经典起动流速公式计算结果相比，通过引入以卵石粒
径为变量的系数，所得到的不同粒径范围的卵石推移质起动流速修正公式，计算精度显著提高；经典推移质输沙
公式的计算结果在输沙强度较低时与实测值偏差很大，通过建立输沙强度与水流强度的关系，并引入隐暴参数对
公式进行修正，明显提升了其在低输沙率情况下的计算精度。修正后的起动流速公式和推移质输沙率公式能更有
效地反映三堆子河段卵石推移质的输移规律。
关键词：金沙江下游；梯级水库；卵石推移质；起动流速；推移质输沙率
文献标识码：Ａ
中图分类号：ＴＶ１４２ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２３０１２７

金沙江水能资源丰富，是我国最大的水电基地之一。金沙江上游（川藏段）规划岗托、岩比水电站
等 ８个梯级电站；中游按照 “一库八级” 进行开发，鲁地拉、观音岩水电站等陆续投产使用；下游干
流乌东德—白鹤滩—溪洛渡—向家坝梯级水库均已建成投运 ［１］ 。天然条件下，金沙江中游出口控制站
［２］
攀枝花站年平均悬移质输沙量约为 ６６３２万 ｔ ；随着金沙江上中游干支流水库的建设运行，进入下游
河道的泥沙大幅度减少，攀枝花站（２０１１—２０２１年）年均输沙量仅为梯级水库运行前的 ９％。考虑到下
游入口河段床沙组成较粗，基本由卵石和基岩组成，径流冲刷作用下卵石推移质输沙量将沿程增加。
金沙江下游属于典型的山区河流，水土流失严重，滑坡和泥石流频发，推移质输沙量大，淤积后会造
成多方面危害：减少有效库容，影响梯级电站综合效益；抬高库尾水位，减少上游梯级发电水头；在
水库淤积后期，推移质一旦过坝，会对泄水建筑物和发电机组等产生破坏作用。数据表明，我国水库
平均淤损率已达 １１．２７％ ［３］ ，因此推移质在梯级水电站开发运行过程中亦不容忽视。
目前，国内外学者从不同角度对推移质起动展开深入研究，如起动拖曳力、起动流速和起动功率
等，提出了不同的临界起动公式。长江上游推移质起动公式多采用起动流速，张植堂等 ［４］ 总结了我国
学者在长江上游卵石推移质起动流速上取得的成果，卢金友 ［５］ 、冷魁 ［６］ 等也针对卵石起动流速开展了
系列工作；何文社 ［７］ 在引入附加质量力和等效粒径的基础上，从力学角度和几何学角度得到了泥沙颗
粒临界起动流速公式。
［８］
此外，在推移质输沙方面，自 Ｄｕｂｏｙｓ 首次提出基于拖曳力理论建立推移质输沙率公式后，国内
［９］
外学者从多个角度提出了各自的输沙率公式，代表性成果包含：以 Ｍｅｙｅｒ － Ｐｅｔｅｒ 为代表的根据大量实

收稿日期：２０２３ － ０３ － ０６；网络首发日期：２０２３ － ０１ － ０４
网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｌｉｎｋ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｕｒｌｉｄ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２４０１０２．１４１５．００１．ｈｔｍｌ
基金项目：国家自然科学基金项目（Ｕ２０４０２１７）；水利部泥沙科学与北方河流治理重点实验室开放研究基金项目（ＩＷＨＲ － ＪＨ － ２０２０ － Ａ － ０５）
作者简介：冯志毅（ １９９９ － ），硕士生，主要从事水力学及河流动力学研究。Ｅ － ｍａｉｌ：１２７５９７４９７１＠ｑｑ．ｃｏｍ
通信作者：邓安军（１９７６ － ），正高级工程师，主要从事水库泥沙研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｄｅｎｇａｎｊ＠ｉｗｈｒ．ｃｏｍ
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