巴音沟河引水枢纽建成于1957 年，是巴音沟河灌区最重要的骨干工程之一，是以灌溉为主，兼顾发电为一体的综合性水利工程。巴音沟河渠首引水枢纽建成至今历经多次改建、增建，历史演变过程较为复杂，但一直没有解决好渠首引水与排砂的矛盾。为了改变目前渠首引水防沙条件，防止大量泥沙进入下游工程造成危害，以保证第八师安集海灌区和沙湾县安集海镇农业用水安全，确保下游水利工程安全运行并充分发挥效益，因此对巴音沟河渠首进行除险加固工程，由于巴音沟河渠首引水枢纽工程的引水与防沙矛盾突出，泄洪排沙建筑物布置及工程运行调度是否合理直接影响枢纽引水与防沙功能的正常使用。采用模型试验对设计方案进行优化是目前工程中广泛采用的方法[1]，通过模型试验，研究泄洪闸过流能力，探索枢纽最佳设计方案，为工程规划设计提供技术支撑。

1 工程概况

巴音沟河引水枢纽位于巴音沟河出山口处，该河段上至三道沟，全长约33 km，河谷两岸基岩裸露，植被稀疏。改建方案采用内外库式布置，工程等别为Ⅲ等，工程规模为中型。主要建筑物设计洪水标准为30 年一遇洪水（P=3.33%）；校核洪水标准为100 年一遇洪水（P=1%）。内库正常蓄水位871.0 m，对应库容93.4 万m3；引水闸设计引水流量35.5 m3/s，加大引水流量42.6 m3/s；外库设计洪水位872.17 m，校核洪水位873.10 m，正常引水位871.75 m；泄洪冲砂闸869 m 高程以下不淤时，设计泄量（P=3.33%）322 m3/s，校核泄量（P=1%）471 m3/s，考虑下游的消能防冲时，1#、2#泄洪冲砂闸最不利的情况就是其他闸孔关闭，设计水位872.17 m 时，流量264 m3/s，校核水位873.1 m时，流量339 m3/s，3#、4#、5#泄洪冲砂闸，最不利情况是设计水位872.17 m 时，流量64.4 m3/s，校核水位873.1 m 时，流量94.2 m3/s；溢流堰设计流量42.6 m3/s。

泄洪冲砂闸位于主河道，现状闸址上游约105 m 处。左侧通过冬季引水闸与溢流堰相连，右侧与护岸连接。泄洪冲砂闸共设5 孔，左岸1#、2#为冲砂闸，右岸3#、4#、5#为泄洪闸，均采用开敞式平底闸，孔宽7 m，闸室总长20 m，为钢筋混凝土整体结构；1#、2#冲砂闸底板高程867.0 m，3#、4#、5#泄洪闸底板高程869.0 m，闸顶高程均为875 m；为增强冲砂能力，1#、2#冲砂闸闸前设400 m 长、坡降i=0.015 的浆砌石铺盖为冲砂槽，槽底宽为20 m，闸室下游接防冲槽及泄洪输砂道，下游总长900 m，底宽15.7 m；3#～5#泄洪闸闸室下游总长235.9 m。

2 试验目的

由于河流泥沙含量大、水流条件复杂，拟通过模型试验，验证泄洪闸、冲砂闸和溢流堰的过流能力及建筑物布置方案合理性。

3 模型试验准备

3.1 模型设计

根据水工模型试验规范及水力学知识[2～6]，模型几何比尺取40。考虑到工程水沙特点和具体情况，流向内库的泥沙以悬移运动为主，模型主要考虑泥沙沉降相似。确定模型泥沙运动相似的基本条件为：沉降和悬浮相似、挟沙能力相似。

3.2 试验方法

模型进口流量由变频器控制水泵输出，按电磁流量计读数控制，引水闸利用三角形量水堰计算流量。库水位用测针及连通库管量测，流速采用旋桨流速仪测读，含沙量量测采用比重瓶法，模型沙级配采用激光粒度仪量测。

政策五：10月1日，由国家市场监管总局新修订的《餐饮服务食品安全操作规范》正式实施。《规范》内容涉及餐饮服务场所、食品处理、清洁操作、餐饮具保洁以及外卖配送等餐饮服务各环节的标准和基本规范，旨在指导餐饮服务提供者按照食品安全法律、法规、规章、规范性文件要求，落实食品安全主体责任，规范餐饮经营行为，提升食品安全管理能力，保证餐饮食品安全。

巴音沟河冬季枯水期泥沙含量小，夏季洪水期泥沙含量大，因此分别采用清水试验和浑水试验研究建筑物过流能力。

3.3 试验情况

试验在黄河水利委员会黄河水利科学研究院进行，五孔泄洪冲砂闸全开的试验中，分别对设计流量322 m3/s，校核流量471 m3/s 两种工况下的流速及水深进行量测，下游水位按照设计提供的泄洪输砂道出口水位进行控制。

试验在溢流堰至引水闸之间布设9 个流速断面，除断面1外，其余断面之间间隔均为20 m，每个断面布设9 条垂线。内库流速分布见图6，可以看出，内库流速非常小，主流带位于溢流堰出口与引水闸之间，在引水闸口附近表面流速相对大一些，流速为0.3 m/s～0.4 m/s。

从表图中可以看出，溢流堰正常水位871.78 m 时的试验流量为42.7 m3/s，接近设计计算值42.6 m3/s，满足设计要求。试验观测，当外库水位超过设计水位872.17 m 时，溢流堰为淹没出流，低于外库设计水位872.17 m 时为自由出流。

4 模型试验结果分析

4.1 泄洪冲砂闸过流能力分析

通过泄流能力试验确定泄洪冲砂闸的水位流量关系曲线，并验证该建筑物是否满足设计泄流能力要求。泄洪冲砂闸前水位采用测针及连通库管量测，测针位于闸前25 m 处，模型实测泄洪冲砂闸前未淤积时水位流量关系数据见表1，1#～2#冲砂闸单独运用，3#～5#泄洪闸单独运用以及5 孔全开时的水位流量关系曲线分别见图1～图3，特征水位下流量见表1。

1#～2#泄洪冲砂闸开启时，闸前水位达到设计水位872.17 m时，试验实测流量为329 m3/s，较设计计算值264 m3/s 大24.63%，闸前水位达到校核水位873.10 m 时，试验实测流量为400 m3/s，较设计计算值339 m3/s 大18.12%，满足泄量能力要求。试验表明，当闸前未产生淤积时，泄流有较大富裕。

1#～5#泄洪冲砂闸全部运用达到正常水位871.75 m 时，实测流量为469 m3/s，较设计计算值261 m3/s 大79.69%，设计水位872.17 m 时，实测流量为570 m3/s，较设计流量322 m3/s 大76.02%，闸前水位达到校核水位873.10 m 时，试验实测流量为800 m3/s，较设计计算值471 m3/s 大69.85%，满足泄量要求。试验表明，当闸前未产生淤积时，泄流有较大富裕。

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4.2 溢流堰过流能力复核

试验量测溢流堰8 孔全开时的水位流量关系曲线见图4，将设计计算一并绘入图中。特征水位下溢流堰泄流量统计于表2，综合流量系数 用实测流量按公式（1）计算：

式中：Q 为实测流量；B 为闸孔净宽；H0 为包括行进流速水头的闸前水头。

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4.3 引水闸过流能力复核

引水闸出口为无压明流，在溢流堰正常引水时，引水闸即有水可引，引水闸前水位与引水流量的关系见图5。当内库水位高于867.04 m，引水闸可以引到正常设计流量35.5 m3/s，当内库水位高于867.43 m，引水闸可以引到加大流量42.6 m3/s。

4.4 溢流堰清水试验

4.4.1 水流流态及流速分布

试验量测溢流堰设计流量为42.6 m3/s 时，实测堰前水位为871.78 m，引水闸前内库水位为867.42 m。溢流堰前水流相对平稳，无明显的水流波动，仅在闸墩附近有微小的绕流，经过消力池后水流平稳进入内库，库内流态平稳。

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4.4.2 压力分布

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溢流堰单孔堰面上共布设13 个测压点，试验量测了设计流量42.6 m3/s 工况下，溢流堰沿程压力分布，见图7，可以看出，堰面压力均为正压，堰面压力分布规律为上游堰面呈下降曲线，下游堰面呈上升曲线，低压区位于堰顶偏下游部位。

生物测定采用FAO推荐的带虫浸叶法，将吡虫啉稀释为5个不同浓度梯度，将带有豆蚜成蚜的蚕豆叶片在各浓度中浸渍5 s后取出，置于含有琼脂层（1.5%）直径为9 cm的培养皿中，每皿放置接存活成蚜1头的蚕豆叶片1片，盖上盖子，用封口膜封上以防止蚜虫爬出，每3 d更换1次叶片，然后置于培养箱中（培养条件同前）。24 h后统计豆蚜存活数与死亡数，每浓度处理30头，重复3次，以清水为对照。 计算毒力回归方程和 LC10、LC20、LC30、LC50 值。

4.5 溢流堰、内库运行悬沙浑水试验

巴音沟河水系及水文站- 黑山头站共有8 年完整悬移质泥沙实测资料，各年平均含沙量为5.53 kg/m3，因此，试验采用黑山头站各年平均含沙量作为入库含沙量。

内库运行2.4 d（模型4.5 h），每间隔3.16 h（模型0.5 h）取一次含沙量。由于水深较浅，试验中仅仅取表面含沙量进行分析，内库含沙量分布见图8。可以看出，溢流堰至引水闸间的含沙量相对较大，而内库主流带区域含沙量相对较大，低流速区含沙量较小，说明当溢流堰与引水闸之间落淤后，在推移作用下，内库其余部分逐渐有淤积，但是淤积量比主流带区域的淤积要少的多，这一结果在淤积地形中得到证明。

试验历时2.4 d（模型4.5 h）后，在流速断面的基础上量测淤积高程，形成见图9 的淤积地形。内库淤积带主要在溢流堰至引水闸的主流速区内。溢流堰消力池后有非常明显的落淤点，淤积高程最高可达867 m，较引水闸前高程864 m 高出3 m，然后向内库平缓推移，淤积高程逐渐降低，至引水闸闸前淤积高程为864.2 m 左右，高出引水闸底板0.2 m，闸前拉沙漏斗距离引水闸进口中心线约为12 m。

内库继续不断淤积，内库运行4.75 d（模型9 h）后，形成见图10 的淤积地形。内库淤积带仍然主要在溢流堰至引水闸的主流速区内，但是相比历时2.4 d 时的淤积地形向内库上游扩散范围增大，内库淤积高程也继续增大，淤积高程最高可达867.44 m，较引水闸前高程864 m 高出3.44 m；之后淤积高程逐渐降低，闸前拉沙漏斗距离约为8 m，较历时2.4 d 时的漏斗距离减小，内库淤积向引水闸进口推移，漏斗顶高程为866.56 m，高出引水闸底板约2.56 m。

淤积试验总历时4.75 天（模型9 h）后，引水闸出口含沙量与Sc 内库入库含沙量Sj 的相对关系随历时的变化见图11，比值在范围0.2～0.4 之间波动。

5 结论

（1）泄洪冲砂闸满足泄流能力要求，当闸前未产生淤积时，泄流有较大富裕。

（2）溢流堰设计流量为42.6 m3/s 时，主流带位于溢流堰出口与引水闸之间，在引水闸口附近表面流速相对大一些，流速为0.3 m/s～0.4 m/s。

（3）溢流堰堰面压力分布规律为上游堰面呈下降曲线，下游堰面呈上升曲线，低压区位于堰顶偏下游部位。

An Ecological Interpretation of Spatial Shift inPilgrim at Tinker Creek Zhao Xuefei

（4）溢流堰设计流量为42.6 m3/s 时，引水闸闸前有绕流产生，靠近引水闸进口上游产生一个漏斗漩涡，漩涡强度小且不串通。

参考文献

[1]颜磊,李琳.新疆克孜河阿瓦提引水枢纽工程水工模型试验研究[J].水资源与水工程学报,2016,27(05):134-140.

[2]SL 155-2012,水工(常规)模型试验规程[S].北京:中国水利水电出版社,2012.

[3]SL 99-2012,河工模型试验规程[S].北京:中国水利水电出版社,2012.

[4]李炜.水力学计算手册(第二版)[M].北京:中国水利水电出版社,2006.

[5]水利水电科学研究院.水工模型试验[M].北京:水利电力出版社,1985.

[6]SL 265-2001,水闸设计规范[S].北京:中国水利水电出版社,2001.