红山水库建设对其坝下河流水文情势影响分 析.pdfVIP

2016年第 2期 新疆水利 XINJIANG WATER RES0URCES 红山水库建设对其坝下河流水文情势影响分析 孙晓丽 (水利部新疆水利水电勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000) 摘要：采用荷兰Delft水力研究所开发的Sobek软件建立河流水动力学模型，预测红山水库工程的建设对 金沟河水文情势的影响，为科学地分析和正确评价红山水库工程运行期对下游河流水文情势影响提供 依据。 关键词：红山水库；水文情势；流量；影响分析 1 概述 红山水库位于新疆沙湾县金沟河中游河段出山口处，总库容为0．55亿m3，调节库容0．42亿m3， 正常蓄水位为887．00m，电站总装机容量为8MW，多年平均年发电量为0．28654LkW ·h，工程任 务为灌溉、防洪、工业供水并兼顾发电。红山水库坝址下游约1．3km处为金沟河引水渠首，位于 红山头出山口处，为人工弯道式渠首，现状引水运行情况 良好。红山水库的建设，必然会造成其 下游河段水文情势发生一定的变化。对红山水库坝下河段水文情势进行模拟预测是必要的。 2 影响分析采用方法 红山水库建成后，由于水库调蓄和金沟河渠首引水综合作用，将使得坝址断面以下河道水量 和水动力学发生变化。本文采用 Sobek软件 ，建立河流水动力学模型，对不同来水频率下典型断 面的水文情势进行模拟预测。 2．1 模型简介 Sobek软件是荷兰 DelR水力研究所开发的、用来模拟和管理各种水环境 问题的综合软件包， 具有基于GIS的用户图形操作界面，可以进行一维流、二维坡面流、降雨径流及一维地貌、一维 水质和实时控制模拟等分析工作。 河流水动力学特性采用一维非恒定流基本方程组——圣维南方程组，由质量与动量守恒方程 组成： 连续方程：OQ+ ：g 动量方程： OQ+2 + 一 )一+g警：。 式中：t时间坐标 (s)； 空间坐标 (m)；Q流量 (m ／s)；Z水位 (m)；U断面平均流速 ( s)； 作者简介：孙晓丽 (1983一 )，女，工程师，硕士研究生，主要从事环境影响评价和水土保持方面工作。 ：丝： 型堕鲤 垒些 壁垄丝 基 笪塾墅堕兰 门糙率； 过水断面面积 (m2)；B主流断面宽度 (m)；B水面宽度 (m)，包括主流宽度及起 调蓄作用的附加宽度；R水力半径 (m)；q旁侧入流流量 (m ／s)。 2．2 模型建立 在金沟河GIS矢量图上编辑模拟所需河流，利用近 30年水文系列还原后的平水年 1991年数 据进行模型率定。利用模型进行红山水库坝下河流水文情势模拟时，模型上边界为红山水库坝址 断面河道流量数据，下边界为金沟河渠首断面河道流量数据，位于上下边界间的红山头水文站作 为模型校核点，采用Delft格式，通过栅格错列的方式对模型进行求解计算。 2-3 模拟参数及工况 选择流量、水面宽、水深和流速为模拟参数；选取坝址断面和金沟河渠首断面为预测断面， 对现状年和工程建设后P=50％$11P=75％不同保证率下各断面预测指标变化情况进行预测计算。 3 工程运行后对水文情势影响分析 3．1 坝址处水文情势变化影响分析 3．1．1 流量变化 由于水库建设，将改变坝下河流流量的自然分配状态，使坝下河流流量变得较为稳定，即坝 下河流丰、平、枯三水期之间的流量差变小。坝址处建库前后流量变化见表 1。 表 1 不同来水保证率下金沟河红山水库坝址断面流量预测结果统计表 孙晓丽：红山水库建设对其坝下河流水文情势影响分析 一23。 由表 l可以看出，建库后，p=50％来水保证率下，5～7月下泄流量较现状年有所增加，增加 量分别为 2．06m3／s、O．54m3／s和 1．07m3／s；8月～次年4月下泄流量均较现状年有所减少，减少 量在 0．06～12．39m3／s之间，最大减少量出现在 8月份。p=75％来水保证率下，5～7月下泄流量较 现状年有所增加，增加量分别为4．66m3／s、4．84m3／s和 4．62m