1、前言

　　耿井水庫2#沉沙池采用轉圈沉沙模式，沉沙池沉沙同時(shí)，亦能蓄水，并隨著(zhù)四周外堤淤高，蓄水容積不斷加大，平面呈現“回”形。該工程沉沙與造庫相結合，是勝利油田引黃取水新模式的試驗工程。勝利油田1999年完成了提高二級泵站提水能力的工程改造，并在進(jìn)口右汊淤灘上開(kāi)挖輸水主槽，使沉沙池單汊運行。進(jìn)口附近200m長(cháng)度范圍的灘面高程已達到6.2m，如果再淤高，水位將超過(guò)內堤堤頂高程，直接進(jìn)入沉沙池內清水水庫。本研究采用泥沙數學(xué)模型計算手段，系統考慮了耿井水庫2#沉沙池工程的具體條件，對此運行問(wèn)題加以分析論證。

　　2、模型方法

　　2.1 模型介紹[1，2]

　　本研究采用的是根據非均勻不平衡輸沙理論建立的河床沖淤演變數學(xué)模型。該模型經(jīng)大量河道，水庫的實(shí)際工程檢驗，被證明是十分可信的。該模型計算包括水力因素計算、輸沙計算（含沙量，懸移質(zhì)級配，淤積物級配）、河床變形計算。限于篇幅，具體方程形式在此不再詳細介紹。除上述有關(guān)方程外，尚有床沙分層模型，斷面修改模型等支持。

　　2.2 計算條件

　　沉沙池右汊長(cháng)約2300m，總共計算斷面為11個(gè)。引水流量選為10m³/s.出口水位選定為6.0m，調整水位不低于5.5m.以20天運行為計算時(shí)間依據。參照主槽兩側擋水堤堤頂高程6.5m，依此計算確定安全運行歷時(shí)。以土渠渠道糙率0.017作為耿井2#沉沙池輸水主槽的糙率。懸移質(zhì)級配采用長(cháng)年觀(guān)測的汛期引黃泥沙平均級配。初始淤積灘槽被視為定床。新淤積物按床面交換層理論進(jìn)行級配處理。采用水庫中挾沙力系數經(jīng)驗取值。挾沙力系數選為0.03.

　　3、運行特性

　　3.1 輸水主槽適宜輸送20kg/m³含沙量水流

　　計算結果表明，含沙量為20kg/m³時(shí)，大部分泥沙堆積在樁號800～1100m段，可見(jiàn)已實(shí)現了沉沙池轉圈沉沙的目標。小于20kg/m³，20天所引進(jìn)的泥沙量較少，最大淤積仍在400m樁號附近，向下推進(jìn)的效果不明顯。大于20kg/m³，主槽內泥沙淤積加快，進(jìn)口段水位迅速抬高，淤積靠上。

　　3.2 大含沙量引水將減小運行歷時(shí)

　　運行歷時(shí)結果如表1所列。流量為10m³/s，出口水位為6.0m條件下，含沙量超過(guò)20kg/m³時(shí)，歷時(shí)均達不到20天。引水含沙量越大，歷時(shí)越短，應該考慮改變運行，以延長(cháng)沉沙池的運行時(shí)間。

　　3.3 加大引水流量有利于保證引水量但對沉沙效果作用不大

　　含沙量大于30 kg/m³，流量越大，運行時(shí)間反而縮短，但引水水量卻會(huì )增加。加大引水流量有利于保證引水量。但泥沙在上游段淤積加快�？梢�(jiàn)，除非對主槽適宜的含沙量條件，運行上通過(guò)加大引水流量對大含沙量水流泥沙向下游推進(jìn)作用不大。

　　3.4 降低出口水位運行可延長(cháng)引水歷時(shí)及增大主槽適宜的含沙量

　　向降低出口水位，主槽適宜輸送的水流含沙量可由20kg/m³提高到30kg/m³以上，運行時(shí)間也明顯加長(cháng)。泥沙最大淤積部位由400m推進(jìn)至800m樁號處。

　　4、運行方式

　　4.1 安全運行引水含沙量的過(guò)程

　　4.2 單純調整引水流量的運行

　　4.3 單純調整出口水位的運行

　　同樣以30kg/m³為例，由圖3曲線(xiàn)可知，運行10天后，沉沙池出口水位應降至5.9m，16天后，出口水位還應進(jìn)一步降低。40kg/m³時(shí)，建議運行4天后，就降低出口水位至5.5m，這樣可維持14天的安全運行。當含沙量大于30kg/m³，如果初期就低水位運行，維持沉沙池安全運行的時(shí)間還會(huì )加長(cháng)。

　　5、結語(yǔ)

　　雖然計算無(wú)法先知實(shí)際出現的來(lái)水來(lái)沙情況，但仍可以依據計算結果，指導實(shí)際運行。如考慮主槽及擋水堤等工程具體條件，通過(guò)數模分析，選定二級泵站水位低于6.0m，監測進(jìn)口水位及含沙量，當水位接近6.5m或來(lái)沙大于20 kg/m³，應調整運行[3].說(shuō)明數學(xué)模型可以為工程運行提供有用的數據。

　　參 考 文 獻

　　[1] 韓其為等。水庫淤積（第四冊）。長(cháng)江流域規劃辦公室水文局，1980年3月。

　　[2] 戴清，王崇浩，韓其為。瀾滄江景洪至三道拐河段一維泥沙數學(xué)模型研究報告。中國水利水電科學(xué)研究院，1998年5月。

　　[3] 戴清，胡春宏等。勝利油田1999年引黃取水新模式實(shí)際運行效果觀(guān)測研究。中國水利水電科學(xué)研究院等，1999年10月。