第2章 水库淤积形态及发展

水库淤积的时空分布指水库不同运用时间淤积体的纵向、横向淤积状态,包括水库淤积数量、部位、速度、回水抬高程度。在水库淤积过程中,水库淤积形态与水沙特性是相互影响的,水库淤积形态及水沙特性的变化共同决定了水库淤积未来的发展方向。因此,水库淤积的研究应综合水库淤积形态及水沙特性变化两方面进行。

在最初的研究过程中,通常采用经验方法确定水库淤积形态。Borland和Miller(1960)首先提出了水库淤积分布的经验面积减少法。该方法在国内外都曾得到一定程度的应用(陕西省水利科学研究所河渠研究室等,1979;Chitale,S.V.,1998)。国内研究较早和研究最多的是三角洲淤积,张威(1964)提出了三角洲的近似计算方法;谢鉴衡等(1990)给出了确定三角洲淤积过程的模式;茹玉英(1996)通过参数概化得到淤积体的近似分布;俞维生和李鸿源(1999)给出了水库三角洲河道输沙能力计算方法;对三角洲进行深入研究的主要有韩其为(1995),他根据非均匀悬移质不平衡输沙理论,对水库三角洲淤积形成机理进行了深入分析,论证了水库淤积的三角洲趋向性,推导了三角洲形态特征的理论表达式,包括三角洲淤积百分数、前坡淤积百分数、洲面线方程、水面线方程、前坡长度、洲面和前坡淤积物级配以及各特征断面的悬移质级配,对三角洲形成、形态特征、推进及转化作了比较全面和系统的定量分析。这些研究加深了人们对水库三角洲淤积规律的认识。

随着工程实际的迫切需要和泥沙数学模型的建立与应用,现在一般都采用泥沙数学模型模拟水库淤积过程。这方面的研究除了在三峡水库泥沙淤积计算报告中给出的成果外(水利电力部科技司,1988),尚有杨国录等(1994)、韩其为等(1996)、周建军(1995,2002)、李义天(2004,2006)等的工作,计算结果都部分揭示了水库淤积过程。本章通过分析实测水库资料并结合数学模型计算对水库调度特点、水库淤积的发展过程及水沙特性变化进行深入探讨,为研究调度方式的改变对水库淤积的影响奠定基础。