技术领域
[0001] 本发明涉及水利枢纽工程泥沙技术领域，尤其涉及多沙河流水库调水调沙库容确定方法。
相关背景技术
[0002] 调水调沙作为一种协调河流水沙关系、减少河流淤积的手段，在以黄河为代表的多沙河流上经过了长期的探索和实践，取得了丰硕的成果，可广泛应用在一般多沙河流治理中。在水库设计阶段，为了能够充分水库的减淤效益，会配置一定的调水调沙专属库容。现行规范及技术标准中，对水库调水调沙库容规模的确定给出了原则性的说明，但未明确给出调水调沙库容的确定方法和流程。鉴于调水调沙是一种多沙河流水库保持有效库容和利于坝下河道减淤的有效手段，有必要对调水调沙库容的确定方法进行明确，指导水库在设计阶段合理配置调水调沙库容，充分水库综合效益。
具体实施方式
[0013] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0014] 如图1所示，本发明所述的多沙河流水库调水调沙库容确定方法，具体实施步骤包括：S1，收集多沙河流水库工程设计资料、实测及设计水沙资料。
[0015] 多沙河流指多年平均含沙量大于10kg/m³的河流。收集多沙河流水库的工程设计资料包括水库的死水位和水库库容曲线。死水位一般作为调水调沙库容的下限水位。收集多沙河流水库的实测及设计水沙资料包括水库减淤保护对象的实测流量、含沙量、输沙率及河道冲淤、水库入库设计水沙数据等。实测水沙资料主要用于明确水库减淤保护对象所需的调控需求。设计水沙资料主要用于调水调沙库容方案比选计算。
[0016] S2，根据多沙河流水库工程设计资料、实测及设计水沙资料，分析泥沙冲淤变化对不同流量级、不同流量级历时或场次洪水量、不同时机水量下响应，分析明确利于水库保护对象减淤的调控流量、调控历时、调控水量、调控时机。
[0017] 具体来说为，将水库减淤保护对象出现的流量、含沙量按照大小分为若干级别，统计每个含沙量级下每个流量级的冲淤效率（冲淤效率为每个分组的冲淤量/水量），然后绘制不同含沙量级、不同流量级与冲淤效率的柱状图，得到兼容各个含沙量级冲淤效率数值最小的流量级，作为推荐的调控流量；进一步统计调控流量每场洪水的历时，将历时与冲淤效率点汇在一张图中，结合拐点得到推荐的调控历时；按照旬为尺度，分析每个旬来沙总量的大小，以来沙量最大的几个旬（一般最多为五个旬）为调控时机。
[0018] S3，拟定水库调水调沙库容比选方案。根据S2步明确的利于水库保护对象减淤的调控流量、调控历时、调控水量，可以匡算水库所需要的调水调沙库容。调控流量和调控历时两者相乘所得即为水量，扣除调控期间可能的入库水量，即为水库所需要配置的调水调沙库容。如分析所得为调控水量，则直接扣除调控期间可能的入库水量，即为调水调沙库容。根据匡算的调水调沙库容，上下浮动一定数值，得到几个比选方案。
[0019] 根据水库死水位及库容曲线，按照拟定的调水调沙库容比选方案确定调水调沙上限水位。在水库达到泥沙冲淤平衡前，调水调沙上限水位为死水位对应的实时库容加上调水调沙库容相应的水位，水库泥沙冲淤平衡后，调水调沙上限水位为水库设计的汛限水位。
[0020] S4，利用水库‑河道泥沙冲淤计算模型，计算各拟定的水库调水调沙库容比选方案对应的水库库容和水库减淤保护对象的淤积量。
[0021] 水库‑河道泥沙冲淤计算模型，是指能够开展水库泥沙冲淤计算和坝下河道泥沙冲淤计算的模型。水库泥沙冲淤计算模型既有基于水库壅水排沙和敞泄排沙规律的经验公式的经验模型，也有基于水动力学原理的水动力学模型。经验模型可以参考工程泥沙设计手册等直接构建，水动力学模型一般具有普适性，进行参数的率定验证后，可以使用。对于河道泥沙冲淤计算模型，同样有基于经验拟合的输沙公式的经验模型，以及基于水动力原理的水动力学模型。本发明中既可以采用基于经验统计的经验模型，也可以采用基于水动力学原理的水动力学模型。设计人员在具体中，可根据掌握的资料和模型情况，灵活选用。
[0022] S5，综合选定水库调水调沙库容淤积损失小、水库减淤保护对象淤积量小的调水调沙库容作为推荐的调水调沙库容。
[0023] 这里主要根据步骤4中计算的水库和河道泥沙冲淤情况，比较各个方案的水库‑河道泥沙冲淤量，在水库淤积量相差不大的情况下（各个方案中水库淤积量相差不大于预设阈值），一般以减淤保护对象淤积量最小的方案作为推荐的调水调沙库容方案。
[0024] 本发明基于现有工程泥沙设计理论和已建水库设计调度经验，提出了一种多沙河流水库调水调沙库容的确定方法。通过收集水库工程设计资料、实测及设计水沙资料，分析水库减淤对象的调控流量、调控历时或调控水量，拟定调水调沙库容比选方案，采用水库‑河道泥沙冲淤计算模型，综合比选推荐调水调沙库容。本发明填补了现有规范和标准中对调水调沙库容没有明确确定方法的空白，所需要的资料一般在工程设计中已经收集，所需要的模型工具国内已有成熟的研究理论基础和实践基础，步骤简明、成果可靠、易于操作，具有步骤简明、成果可靠、易于操作的特点，是一种易于为基层科技工作者和工程设计人员掌握和使用的方法。
