海勃灣水庫２０１９—２０２２ 年排沙調度實踐與排沙影響因素研究

摘 要：水庫淤積一直是困擾水庫管理部門的難題，科學合理地進行水庫調度實現水庫高效排沙是解決水庫淤積的有效手段。分析黃河海勃灣水庫２０１９—２０２２ 年的排沙調度過程，并結合建庫以來汛期的進出庫水沙資料，開展海勃灣水庫高效排沙的相關研究。研究結果表明：２０１９ 年、２０２０ 年和２０２２ 年均實現了水庫排沙的目的，２０１９ 年基本實現沖淤平衡，而２０２０ 年和２０２２ 年排沙效果較好；壩前水位是影響海勃灣水庫排沙的關鍵影響因素，入庫流量與入庫沙量是影響出庫沙量的重要影響因子，通過對影響因子的擬合，得到了海勃灣水庫排沙經驗公式；不同入庫水沙條件須搭配不同的調度措施才能實現水庫的高效排沙，應通過合理搭配入庫水沙條件以及壩前水位，實現水庫的高效排沙。

關鍵詞：水庫淤積；來水來沙；水庫排沙調度；敞泄排沙；海勃灣水庫

中圖分類號：ＴＶ６２；ＴＶ８８２．１ 文獻標志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０８．００９

引用格式：王強，李麗珂，羅強，等．海勃灣水庫２０１９—２０２２ 年排沙調度實踐與排沙影響因素研究［Ｊ］．人民黃河，２０２４，４６（８）：４９－５３．

多沙河流水庫的泥沙淤積一直是水庫管理部門關注的重點問題，水庫淤積不僅影響水庫的安全與正常運用，也會對下游河道的行洪輸沙、社會經濟以及生態環境產生巨大的影響［１－３］ 。水庫淤積與上游來水來沙條件、水庫地形、水庫的運用方式以及下游河道的行洪與生態約束條件相關，深入研究影響水庫淤積的關鍵因素，探究水庫安全高效的排沙方式對于多沙河流水庫的運行管理具有重要的理論價值與實際意義。

目前水庫減淤方法主要有減少入庫泥沙、排沙沖沙出庫以及機械清淤等。減少入庫泥沙是多沙河流水庫減淤的重要手段之一，尤其對于水土流失嚴重的區域。通過流域水土流失治理，減少進入河道與水庫的泥沙量，進而實現水庫的減淤，主要案例有官廳水庫、汾河水庫、密云水庫等［４－６］ 。排沙沖沙出庫是利用水動力條件將庫區的泥沙排出水庫進而達到水庫減淤的目的，主要包括滯洪排沙、異重流排沙、泄空沖沙等方式。黃河三門峽水庫是采用“滯洪排沙” 和“蓄清排渾”的典型水庫，該水庫１９６２ 年采用“滯洪排沙”的運用方式后，年均淤積量由７．９ 億ｍ３降至０．７４ 億ｍ３，水庫減淤效果明顯。１９７３ 年后采用“蓄清排渾”的運用方式，年均淤積量為０．１５ 億ｍ３［７］ 。黃河小浪底水庫則是利用人造洪峰塑造異重流過程實現水庫的高效排沙［８］ 。黃河海勃灣水庫、萬家寨水庫則是在洪水期將水位降至死水位進行敞泄沖沙，進而達到排沙出庫的目的［９－１０］ 。機械清淤是指利用清淤設備直接將泥沙從庫區轉移出去，進而達到水庫減淤的目的，主要包括挖泥船以及水力吸淤技術。例如宿鴨湖水庫的清淤擴容選擇了裝配式絞吸挖泥船，成功實現了水庫的擴容［１１］ 。陳成林等［１２］ 通過物理模型試驗和水力計算分析了大庫盤水庫管道排沙的可行性，對于研究大庫盤水庫高效、節能的清淤方式非常有意義。