向家坝水电站下游非恒定水沙特性研究 Experimental study on unsteady flow and sediment characteristic downstream of Xiangjiaba power station.pdfVIP

第l期 水利水运工程学报 No．1 2011年3月 HYDRo．S．】即、jCEANDENG小砸矧RDOG Mar．20ll 向家坝水电站下游非恒定水沙特性研究 曹民雄1，庞雪松2，王秀红1，蔡国正1 (1．南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏南京210029；2．广西壮族自 治区港航管理局，广西南宁530012) 摘要：水电站日调节和泄洪引起的非恒定流改变了下游河道的天然水沙过程，将影响下游河道的防洪、航道、 港口及船舶航行安全，需研究坝下非恒定流的传播规律、关注航道内比降与流速的变化以及航槽内的输沙特 性，实现水电与航运协调发展．结合向家坝水电站下游滩段的物理模型试验与坝下一维数模计算的成果，开展 了电站下泄非恒定流对下游水位、流量、比降、流速及输沙的影响研究．结果表明：日调节引起的坝下水位、流量 变化沿程坦化，水位与流量变幅沿程减小；随着电站泄水波的行进，峰前瞬时比降和水流速度相应增大，退水时 沿程水面比降与流速随谷减小，随后恢复原有的比降(流速)与流量关系；泄水波峰前最大比降随流量变率的增 大而增加，与流量的变幅无关；非恒定流输沙率大于恒定流的输沙率． 关 键 词：向家坝水电站；非恒定流；水沙特性；瞬时比降；非恒定流输沙 中图分类号：Tvl33 文献标志码：A 水电站下游河道受电站日调节影响，河道水流往往每天水位涨落频繁，非恒定流特征明显．水电站日调 节和泄洪引起的非恒定流改变了下游河道的天然水沙过程，对坝下游河道的防洪、航道、港口、通航设施正常 使用以及船舶安全航行等将造成一定影响，需研究电站下泄非恒定流的传播规律、关注航道内比降与流速的 变化以及航槽内的输沙特性．近年来，有些水电站建设中¨。31或建设后H西。陆续开展了电站对下游航道的影 响、电站下泄非恒定流的传播规律。卜钊和水面比降的影响¨训等研究，但坝下水沙特性研究较少．本文结合向 家坝水电站下游滩段的物理模型试验与坝下一维数模计算的成果，研究电站下泄非恒定流对下游水位、流 量、比降、流速及输沙的影响． 1 向家坝水电站简介 向家坝水电站是金沙江下游梯级开发中的最末一个梯级，坝址位于四川、云南两省交界的水富港以上 3km(图1)，金沙江与岷江在宜宾汇合后进人川江．向家坝水电站坝址控制流域面积占金沙江全流域面积的 97％．向家坝水电站总装机640万kw，水电装机规模仅次于三峡电站和溪洛渡电站，位列中国第三，是一座 以发电为主，兼具航运、防洪、灌溉、生态和拦沙等综合效益，并对溪洛渡水电站进行反调节的巨型水电站．电 水电站日调节有2种典型日运行工况(开机时间为5面n)¨1|：工况l为设计枯水年电站保证出力的最不 利情况，按坝下水位变幅小于1．0m／h控制；工况2为枯水期各月电站发电多年平均出力的一般情况，2种 200一5589 工况的下泄流量过程见图2．可见，向家坝水电站日调节流量幅度较大(p=1 m3／s)，最大变幅为 4．66倍，坝下水位最大日变幅为4．33 家坝电站负荷减小，相应下泄流量为全天的低谷． 收稿日期：20lO一04—20 328746 基金项目：西部交通建设科技项目(2004 39) 作者简介：曹民雄(1965一)，男，江西永新人，教授级高级工程师，博士，主要从事港口航道与工程泥沙研究． E-mail：mxca0@n陆．cn 万方数据 第l期 曹民雄，等：向家坝水电站下游非恒定水沙特性研究 29 图l 向家坝水电站位置与坝下河段 ，11le10cationof thedownstre锄reach Fig．1 tlle)【i趴gjiabahydropowerplam卸d