《水库淤积问题的认识》课程论文

对水库淤积问题的认识

1 水库泥沙的冲淤现象和基本规律 1.1库区水流形态和输沙流态

库区水流形态主要有变水流态和均匀流态两种。均匀流态的抉沙特征与一般天然河道相同，称为均匀明流输沙流态，这种流态挟带的泥沙数量沿程不变。当来沙量与水流可以挟带的沙量不一致时，就会发生沿程淤积或沿程冲刷。在壅水流态下，库区可以发生以下3种输沙流态：①浑水进入库区壅水段后，泥沙扩散到水流全断面，由于壅水，流速沿程递减，水流能挟带的泥沙数量也沿程递减；②入库浑水含沙较浓且细颗粒较多，则浑水进入壅水段后，不与库内清水发生全局性掺混，而潜到清水下面沿库底向下游运动，则形成所谓的异重流输沙流态；③异重流抵达坝前而不能排出库外时，异重流浑水在坝前清水水面以下滞蓄而形成浑水水库。在望水明流输沙流态时，如泄流量很小，库区壅水程度较大，流速极小而来沙较多较细时，也会形成浑水水库输沙。综上所述，库区不同的水流形态有着与之相应的输沙流态。而不同的输沙流态，又产生不同的淤积形态。

1.2 水库泥沙的冲刷现象

库区泥沙冲刷可分为溯源冲刷沿程冲刷和壅水冲刷3种。 1.2.1溯源冲刷。是指当库水位下降时所产生的向上游发展的冲刷。库水位降落到淤积面以下越低，其冲刷强度越大，

向上游发展的速度越快，冲刷末端发展的也越远。溯源冲刷发展的形式与库水位的降落情况、前期淤积物的密实抗冲性等因素有关。

1.2.2 沿程冲刷。是指不受库水位升降影响的库段，因水沙条件改变而引起的冲刷。即当水沙条件如流量和含沙量发生变化的时候，原来的河床就会不相适应，为了调整河床使之适应变化了的水沙条件，所发生的冲刷（或淤积，淤积时即为沿程淤积）。

1.2.3望水冲刷。是指库水位较高而上游未来洪水的情况下。开启底孔闸门发生的冲刷。这种冲刷只是在底孔前形成一个范围有限的冲刷漏斗。漏斗发展完毕，冲刷也就终止 漏斗发展的大小又与淤积物固结程度有关。末充分固结的新淤积物，易于冲刷，冲刷漏斗就较大。

1 水库治淤的必要性 1.1维持水库原有功能的必要

水库的功能是防洪、灌溉、供水和发电，但淤积却会给水库带来一系列危害：①水库的有效库容减少，导致水位抬高，削弱了原有的防洪能力；②有效库容减少，可用于灌溉供水和发电的水量减小；③坝前的淤积，阻碍水流进入发电机，并增加进入发电机的泥沙，从而磨损涡轮机叶片和闸门座槽；④由于淤积高过取水口，引进黄泥水，严重影响供水

质量，如弯肚坑水库是一宗集防洪 灌溉供水的多功能水库， 年饮用取水口常抽出黄泥水，年底由于干旱露出库区河床，库区河床淤积

最大厚度近 ，取水口两侧淤泥高出取水口约 ，需挖一条引水渠才能取水，该库泥沙淤积占 用有效库容约 ，严重影响其使用寿命 1.2 环境保护的必要

由于水库的淤积，对周围环境引起一些影响：①水库淤积将使水库回水区的河道水位升高，相应抬高周围地区的地下水位，这样就可能导致这些地区土地的盐渍化现象，或加剧其盐碱化；②泥沙淤积会改变水库以及库尾以上河道的地形，从而改变水生生物的生存环境，可能引起水库及库区以上河道内水流的富营养化，从而使下泄的清水缺乏必要的养份；③由于淤积，加大了水库的坡降，使库内水位不断抬高，因而使因水和它引起的再淤积不断上延，引起新的淹没与浸没。

1.3 减少经济损失的必要

水库的淤积带来的经济问题如下：① 如果要维持现有的供水发电能力，损失库容的机会成本表现为新建库容的重置成本；②直接损失表现为水电发电量、灌区作物产量和洪水控制能力的削减；③被淤满的水库，没有任何收益来维持其正常运行，这对水库管理单位而言是一笔债务，也可能会

成为一个潜在的危险；④被淤满的水库可能会被拆除，这会产生直接或间接的费用。

2 水库治淤的可行性 2.1 技术可行性

水库治淤的目的是为了让水库能够长期使用，办法有：①调整运行方式，通过排沙工程措施调节泥沙的淤积，在一定时间内达到相对平衡，并在达到相对平衡后新河床的坡降小于天然坡降。普宁市

现有的水库，几乎没有一个设置并实施排沙工程， 建库以来也少有考虑如何排沙的问题 该办法对于 现有水库来说很难实现，但可以考虑通过灌溉输水 涵排沙或采用顶管方法重建排沙涵管 ②通过工程机械作业，挖除淤积泥沙，保持有效库容或进水口不被阻塞，机械挖沙的技术有：挖泥船挖沙技术、干挖技术和水力虹吸抽沙清淤技术，这些机械方法技术上已较为成熟可行。 2.2 经济可行性

在经济上的合理性表现在水库长期使用方式与其兴利目标是否一致，矛盾如何解决，从水库的功能看，主要存在三个矛盾：①长期使用调度与灌溉和饮用供水的矛盾，一般表现为排沙用水或清淤时段与供水的矛盾，以及排沙水位与引水口高程的矛盾，这二种矛盾可以通过合理安排排沙或清

淤期、尽量利用排沙弃水淤灌农田以及选择适当的引水口等措施来解决； ②长期使用调度，从总体上与防洪没有矛盾，长期保留库容愈大，防洪库容就愈大，即使防洪运用时期水库内发生一些淤积，经过调整，也终能达到相对平衡；③长期使用调度或清淤与发电的矛盾，为了达到水库长期使用目的，在排沙期损失一些电量是难免的，而且从长远看，它还能换取由于保留库容而增加的发电量，并且通过改进水轮机组设计这也是可能解决的。 3 水库治淤的途径 3.1 水库泥沙淤积预防

预防或减少泥沙入库的办法有：①流域治理。由于人类活动的影响，落后的土地管理技术和工程设计以及森林砍伐开矿取石等因素，造成土壤侵蚀、水土流失以及山体滑坡等，这是大量泥沙入库的主要原因。只要采取措施控制人为对集水区内植被的破坏，有效地减小土壤侵蚀，加强水土保持，将能大幅度减少减缓水库泥沙淤积。②上游建拦沙坝。在水库河道上游或上游支流建拦沙坝，可以减少较粗的泥沙入库。 这需要有合适的地形地势和能周期性地清除拦沙坝内的淤泥，并仔细考虑如何控制洪水，确定洪水过坝的设计标准。③建绕库排沙工程。设置绕流通道，将含沙洪水绕开水库这需要在有利的水文和地形条件下实施，需实地深入考察各宗水库库区地形，充分比较输水建筑物的运行成本以及不采取

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