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大渡河龚嘴、铜街子电站总装机容量136 万kW,设计多年平均年发电量66.28 亿kW˙h,两电站自投产运行以来,在四川电网中发挥了及其重要的作用。但近年来龚嘴、铜街子两库泥沙淤积问题愈来愈突出,不但威胁着水电站的安全运行,而且也影响水库调节性能的正常发挥。为了有效控制水库泥沙淤积,实现水库的可持续利用,我国的水利工作者做了大量深入细致的研究工作,提出了诸多行之有效的工程和非工程防治措施,其中制定合理的水库运用方式进行水沙调度是减少水库泥沙淤积的关键,对水库兴利效益的发挥有着极为重要的作用。瀑布沟电站总装机容量360 万kW,总库容53.32 亿m3,调节库容38.94亿m3,为不完全年调节水库,是一座以发电为主,兼有防洪、拦沙等综合利用效益的大型水电工程。瀑布沟水库投产后,龚嘴及铜街子水库的入库沙量大为减少,通过瀑布沟以下梯级水库水沙联合调度对龚嘴、铜街子水库进行冲沙,对于恢复两水库的部分库容,增加电站调峰能力,延长水库寿命,具有十分重要的意义。
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流域概况及泥沙淤积现状
大渡河位于四川省中西部,是岷江的最大支流,发源于青海省,河道全长1062km,流域面积77400km2(不含青衣江)。大渡河上游水土流失不严重,多年平均输沙模数为164t/(km2˙a),属微度侵蚀;中游是流域主要产沙区,多年平均输沙模数为1670t/(km2˙a);下游岩土完整性较好,植被条件良好,水土流失不严重。上世纪70 年代和90年代,在大渡河流域下游分别建成了龚嘴和铜街子水电站,近年,在中游又建成了瀑布沟和深溪沟水电站,其中,瀑布沟水电站是大渡河中游控制性水库,具有季调节能力,水库设有拦沙库容,可有效拦截上游和中游大部分泥沙。在瀑布沟水库投运前,大量泥沙到达龚嘴和铜街子水库,形成严重淤积。至2011 年底,龚嘴水库泥沙淤积总量为25076 万m3,占原始总库容的67.1豫,其中调节库容内淤积16.95豫;铜街子水库淤积总量为12899万m3,占相应原始库容的60.93%,其中调节库容内淤积8.20%。水库严重淤积一定程度上影响了水库和机组安全稳定运行。
瀑布沟蓄水后龚铜入库沙量分析
瀑布沟水库蓄水后,其坝址以上入库的全部推移质及大部分的悬移质均被拦蓄在水库内。而深溪沟水库无调节能力,对悬移质泥沙的拦蓄作用非常小,因此,不考虑深溪沟水库的拦沙影响,故龚嘴水库的入库泥沙主要由瀑布沟水库下泄的悬移质泥沙及瀑布沟至龚嘴水库的区间泥沙两部分组成。瀑布沟水库库沙比达191,水库泥沙淤积年限长,瀑布沟水库泥沙冲淤计算成果见表1。
瀑布沟水库运行100 年,其水库的悬移质年平均拦沙率在86.8%耀85.9%之间,变化甚小,悬移质出库最大出库粒径为0.025mm。天然情况下瀑布沟水电站及龚嘴水电站坝址处多年平均悬移质输沙量分别为3170 万t 及3750 万t,按水库运行100 年后的拦沙率约85%考虑,瀑布沟水库的年平均出库悬移质输沙量为476 万t,加上瀑布沟坝址至龚嘴水电站坝址的区间输沙量580 万t,则瀑布沟水库建成后,龚嘴水库的入库悬移质年平均输沙量为1060 万t。
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