10.4.1.1 资料来源及数据
依据水文年鉴及甘肃省历年水文资料整编成果,统计碌曲、下巴沟、岷县、李家村四站各时段月平均含沙量列于表10-1。
表10-1 研究单元控制站各时段月平均含沙量 单位:kg/m3
为了进一步定量分析碌曲-下巴沟站、下巴沟-岷县、岷县-李家村各时段泥沙年内分配特征的变化(表10-1),这里采用泥沙含量年内不均匀系数,集中度(期)以及变化幅度等不同指标,从不同角度分析泥沙年内分配的变化规律和对应关系。
10.4.1.2 泥沙年内分配不均匀系数分析
单元1:按照公式(10-1)计算水电站建设前逐年泥沙年内分配不均匀系数列于表10-2,并点绘逐年变化过程线见图10-1。
从年内分配不均匀系数逐年变化过程总体趋势看,两站变化过程基本相应,变化规律相似,具有对应关系,上游碌曲站的年内分配不均匀性高于下游下巴沟站。从多年平均值来看,碌曲站泥沙不均匀性的年际变化大于下巴沟站。
单元2:按照公式(10-1)计算水电站建设前逐年泥沙年内分配不均匀系数列于表10-3,并点绘逐年变化过程线见图10-2。
表10-2 单元1控制站水电站建设前泥沙年内分配不均匀系数
图10-1 单元1控制站泥沙年内分配不均匀系数的逐年变化过程
从泥沙年内分配不均匀系数逐年变化过程看,除1984年、1994年、1999年外,总体趋势为下游岷县站的不均匀性高于上游下巴沟站,岷县站的泥沙年内变化更为剧烈。1983—1984年由于岷县站上游刘家浪水电站的建成蓄引水,部分泥沙沉积引水坝区,使得岷县站的泥沙年内分配趋于均匀,因而小于上游下巴沟站;1993—1994年下巴沟站上游峡村水电站的建设施工,大量泥沙进入河道,使得下巴沟站的泥沙年内变化较为剧烈,不均匀性增大;1999年4月28日峡村电站放水排沙,9时含沙量达到19.1kg/m3,形成了下巴沟站全年最大的沙峰过程,使得当年下巴沟站泥沙高度集中,泥沙年内不均匀性显著增大。从年际变化来看,除了水电站建设、排沙等特殊情况外,岷县站泥沙不均匀性的年际变化大于下巴沟站。这也说明水电站的开发对下游较近区域泥沙年内变化影响较大。
表10-3 单元2控制站水电站建设前泥沙年内分配不均匀系数
图10-2 单元2控制站泥沙年内分配不均匀系数的逐年变化过程
单元3:按照公式(10-1)计算水电站建设前逐年泥沙年内分配不均匀系数列于表10-4,并点绘逐年变化过程线见图10-3。
表10-4 单元3控制站水电站建设前泥沙年内分配不均匀系数(www.daowen.com)
图10-3 单元3控制站泥沙年内分配不均匀系数的逐年变化过程
从泥沙年内分配不均匀系数逐年变化过程看,除1995—1996年外,两站变化过程基本相同,变化规律相似,具有对应关系,上游岷县站的年内分配不均匀性高于下游李家村站。从多年平均值来看,岷县站泥沙不均匀性的年际变化大于李家村站。1995—1996年,李家村上游三甲电站的施工建设,对李家村站的泥沙年内变化产生了较大影响,使得泥沙年内不均匀性显著增大。
10.4.1.3 泥沙年内分配集中程度分析
根据式(10-5)计算各单元水电站建设前泥沙年内分配集中度Sd和集中期D,列于表10-5。
表10-5 水电站建设前泥沙年内分配的集中度及集中期
单元1:从计算结果看出,碌曲站泥沙年内集中程度略高于下巴沟站,碌曲站主要集中在7月8日-9日,下巴沟站主要集中在7月19日-20日,下巴沟站与碌曲站相比,相对后延了11天。
单元2:从计算结果来看,下巴沟站泥沙年内集中程度小于岷县站,下巴沟站该时段内主要集中在7月9日-10日,岷县站主要集中在7月16日-17日,岷县站与下巴沟站相比,相对后延了7天。
单元3:从计算结果来看,岷县站和李家村站泥沙年内集中程度基本相同,但集中期不同,岷县站主要集中在7月15日,李家村站主要集中在7月21日-22日,李家村站与下巴沟站相比,相对后延了6~7天。
计算分析结果表明:下游站泥沙年内集中期与上游站相比,均存在滞后现象,滞后天数略有不同。说明各区间以及上下游站之间自然地理特征、水文情势以及人类活动均存在差异,这与实际情况相吻合。
10.4.1.4 泥沙年内分配变化幅度分析
用最大月泥沙含量与最小月泥沙含量之比Sr和最大与最小月泥沙含量之差Sa来分析泥沙年内分配变化情况,各单元水电站建设前泥沙年内分配变化Sr和Sa列于表10-6。
从计算结果来看,单元1下巴沟站泥沙年内相对变化量小于上游碌曲站,碌曲站是下巴沟站的2.5倍,而绝对变化幅度大于碌曲站;单元2岷县站泥沙年内相对变化量和绝对变化幅度要比下巴沟站大得多,岷县站相对变化量是下巴沟站的6.3倍;单元3李家村站泥沙年内相对变化量略大于岷县站,而绝对变化幅度大于岷县站。
表10-6 水电站建设前泥沙年内分配变化幅度
分析计算结果表明:下游站泥沙年内相对变化量和绝对变化幅度要大于上游站,符合流域地形地貌特征和产沙条件。碌曲站因最小值比下巴沟站要小得多,存在碌曲站相对变化量大于下巴沟站的现象。
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