張麟 高云飛 劉曉燕

摘 要：淤地壩是黃土高原水土流失嚴(yán)重地區(qū)的主要水土保持工程措施之一，準(zhǔn)確計算淤地壩的攔沙量，對預(yù)測未來黃河輸沙量、確定新時期黃河治理開發(fā)方略等具有重要意義。為探索更精確、實(shí)用的淤地壩攔沙量計算方法，基于收集到的典型淤地壩設(shè)計文件中的庫容曲線數(shù)據(jù)和實(shí)測淤積資料等，通過點(diǎn)繪淤地壩庫容曲線（即庫容Ｖ 與壩高Ｈ 關(guān)系曲線） 和函數(shù)擬合，分區(qū)（黃土丘陵溝壑區(qū)各副區(qū)和黃土高塬溝壑區(qū)）建立了基于壩前淤積厚度的攔沙量計算公式。研究表明：黃土高原地區(qū)淤地壩庫容曲線符合冪函數(shù)關(guān)系，對３５ 座典型淤地壩按冪函數(shù)Ｖ ＝ａＨｂ進(jìn)行擬合，確定系數(shù)Ｒ２均在０．９４０ ０ 以上，式中系數(shù)ａ 與指數(shù)ｂ 成負(fù)相關(guān)的對數(shù)函數(shù)關(guān)系且ａ、ｂ 值可由淤地壩總壩高、總庫容來確定；分區(qū)建立的淤地壩攔沙量計算公式，確定系數(shù)Ｒ２ 均在０．８８０ ０ 及以上，用２０ 座有設(shè)計資料的淤地壩對建立的攔沙量計算公式進(jìn)行驗(yàn)證，最大誤差在３０％以內(nèi)、平均誤差為４．２２％，能夠滿足淤地壩攔沙量估算的精度要求。

關(guān)鍵詞：淤地壩；攔沙量；庫容曲線；計算公式；黃土高原

中圖分類號：Ｓ１５７．３＋ １；ＴＶ１４５＋ １ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２３．１２．０２０

引用格式：張麟，高云飛，劉曉燕．基于壩前淤積厚度的淤地壩攔沙量計算方法［Ｊ］．人民黃河，２０２３，４５（１２）：１１３－１１６，１６２．

０ 引言

淤地壩是黃土高原水土流失嚴(yán)重地區(qū)的主要水土保持工程措施之一［１］ ，具有減少入黃泥沙、增加高產(chǎn)基本農(nóng)田、提高糧食產(chǎn)量、優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)、改善當(dāng)?shù)亟煌l件等作用［２］ 。準(zhǔn)確計算淤地壩的攔沙量，對預(yù)測未來黃河輸沙量、確定新時期黃河治理開發(fā)方略等具有重要意義。淤地壩攔沙量及其確定方法一直是治黃科技工作者研究的重點(diǎn)課題之一，如：早在１９８１ 年李保如等［３］ 就推導(dǎo)了不同斷面形式溝道中淤地壩淤地面積和攔沙量計算公式，并在實(shí)測資料分析的基礎(chǔ)上提出了淤地壩攔沙量與壩前淤積厚度的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式；２００４ 年冉大川等［４］ 對黃河中游地區(qū)淤地壩的減洪減沙及減蝕作用進(jìn)行分析，提出了淤地壩減洪量、攔沙量和減蝕量計算方法；２００６ 年許炯心等［５］ 對２０ 世紀(jì)５０—９０ 年代無定河流域淤地壩攔沙效應(yīng)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明淤地壩攔沙量在２０ 世紀(jì)７０ 年代達(dá)到峰值，之后淤地壩攔沙量及其占水土保持措施總減沙量的比例均呈現(xiàn)衰減趨勢；２０１０ 年吳偉等［６］ 對中小型淤地壩泥沙淤積量計算方法進(jìn)行了研究，認(rèn)為可根據(jù)淤地壩壩內(nèi)淤積特征選擇實(shí)測法、水文比擬法、淤積體概化法、壩區(qū)淤積粗估法等確定淤積量；２０１２ 年朱旭東等［７］ 建立小型水庫及淤地壩泥沙淤積體概化模型，對好水川流域小型水庫及淤地壩泥沙淤積量進(jìn)行了估算。