1前言

陜南山區(qū)河流來水來沙有別于北方多沙河流，其特點是，含沙量較低，推移質(zhì)泥沙占的比例大，水資源豐富。數(shù)十年來，在陜南山區(qū)河流上修建了眾多的中小型水庫，這些水庫為當?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的促進作用，但隨著水庫蓄水運用時間的增長，水庫淤積問題越來越明顯，個別水庫甚至面臨淤滿報廢的危險。所以對水庫排沙運用的要求越來越高。多年來我們在陜南商州市南秦水庫和二龍山水庫開展了長期的不同形式的水庫排沙運用，積累了較豐富的經(jīng)驗，對陜南乃至全國山區(qū)中小型水庫排沙運用具有重要的推廣和參考意義。

2南秦水庫排沙運用

南秦水庫位于南秦河中下游，距商州市9km，主河長44km。水庫總庫容1019萬m3，其中有效庫容490萬m3。庫區(qū)原河床平均比降6.4‰，控制流域面積453km2。水庫庫區(qū)平均寬度僅140m，屬于典型的山區(qū)河道型水庫。水庫于1974年5月建成，1977年開始蓄水運用。壩高29m，水庫左壩肩設泄洪排沙隧洞，洞徑2.5m，進口底坎高程98m(原河床高程95m)，平洞流量14m3/s,最大泄量110m3/s。水庫多年平均來水量1.62億m3，平均流量5.14m3/s，常流量1m3/s。多年平均懸移質(zhì)輸沙量53.3萬t，根據(jù)庫區(qū)淤積物分析，推懸比為1∶1。汛期6～9月水量和沙量分別占全年的55.4%和92.9%，入庫最大含沙量達200kg/m3。南秦水庫運行到1979年，庫區(qū)淤積泥沙121萬m3，到1983年，淤積泥沙299萬m3，1982年以前庫水位較低，平均在110m左右，淤積形態(tài)為錐體，有效庫容淤損52%，預計水庫壽命將在2000年前告終。為了恢復有效庫容，延長水庫使用壽命，于1984年汛末進行了水庫泄空排沙試驗，沖走原淤積泥沙100萬m3，使庫容恢復到1980年水平。通過泄空沖刷，形成了一條延伸至庫尾的主槽，近壩段沖刷主槽邊岸直立，以大塊坍塌的形式向兩岸展寬。實踐證明泄空排沙效果顯著[1,2]。1992年水庫淤積量又回升到367萬m3。該時期庫水位一般在114～116m之間，水庫淤積具有三角洲和錐體雙重淤積形態(tài)。1993年水庫再度泄空沖刷，沖走淤積物118萬m3，在距壩1.8km以內(nèi)形成明顯的主槽，主槽寬度達到100m左右，灘槽差在4～6m之間。通過1994年淤積測量，部分河段沖刷主槽已發(fā)展到兩岸，淤積泥沙基本上已全部排出庫外，但也有部分河段在岸邊留有死灘，這是由于沖刷期來水量偏少，屬于枯水年，主汛期平均來流量沒有超過5m3/s，最大流量為70m3/s，且次數(shù)少歷時短。實踐證明排沙量與來水量成正比，來水量愈大排沙效益愈好。圖1為不同時期庫區(qū)淤積縱剖面，圖2為橫斷面沖淤形態(tài)。水庫沖刷時，出庫泥沙中有大量的10～50mm的卵石，是庫區(qū)中部和尾部的推移質(zhì)淤積物。泄空沖刷使床沙粗化，沖刷后灘槽的床沙組成有非常大的差別，見表1。

南秦水庫除采用泄空沖刷外，多年來堅持汛期異重流排沙，平均約排泄40%的入庫懸移質(zhì)泥沙。通過以上兩種形式的排沙，南秦水庫可以保持70%的庫容長期使用。

表1南秦水庫庫區(qū)床沙組成百分數(shù)(粒徑單位：mm)

在多沙河流上，無論是高壩大庫的高水頭電站，還是低水頭河床式樞紐，電站進水口的取水排沙歷來是水電工作者十分關注的問題。眾所周知，泥沙磨損對水輪機造成的破壞作用是非常嚴重的。為了減少粗沙（推移質(zhì)、躍移質(zhì)）過機，工程實踐中已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗，不同類型的工程措施被成功地利用。主要措施有：（1）利用泥沙垂線分布上細下粗的特點，引取表層水流，底層含沙水流通過排沙底孔或利用導沙坎引向沖刷閘排出庫外；（2）利用彎道環(huán)流的水流特點，正面引水，側(cè)面排沙；（3）利用排沙廊道、截沙槽或沉沙池，通過人為制造的螺旋流排泄泥沙。

對于高水頭樞紐，設置排沙底孔或泄洪排沙洞是減少粗沙過機的有效措施。排沙底孔一般布置在電站進水口的下部，利用泄洪在電站進水口前形成沖刷漏斗。沖刷漏斗越大，越有利于攔截粗沙，減少粗沙過機。對于低水頭河床式樞紐，排沙底孔布置在電站進水口下部比較困難，布置在電站進水口兩側(cè)，沖刷漏斗范圍較小，難以達到理想的排沙效果；因此一般多修建排沙廊道，利用廊道內(nèi)的螺旋流排泄泥沙。

我們在對電站進水口的排沙問題進行泥沙模型試驗研究中認識到，要提高排沙底孔的輸沙率，必須“束水攻沙”，由此提出了“格柵式排沙廊道＋排沙底孔”的組合型式（簡稱格柵式排沙底孔），即在電站進水口前沿設置一道格柵式排沙廊道，排沙底孔與格柵式排沙廊道連通。當排沙底孔泄洪排沙時，排沙底孔的進水水流均勻分布于整個排沙廊道的上方。由于排沙廊道頂部格柵的作用，水流在排沙廊道內(nèi)及其周邊形成螺旋流或結(jié)構(gòu)紊亂的渦流，大大增強了水流的挾沙能力，使淤積在排沙廊道及周邊區(qū)域的泥沙迅速排空。為了驗證格柵式排沙底孔的適應性，我們將這一型式應用于另一水電站工程，同樣收到良好的排沙效果。

2泥沙模型試驗成果介紹

2.1A工程模型試驗成果

A水電工程位于云南省金沙江一級支流碩多崗河，是以單一發(fā)電為開發(fā)目標的引水式電站。工程所在河段屬多沙河流，壩址多年平均懸移質(zhì)輸沙量63.70萬t，推移質(zhì)輸沙量19.10萬t，推移質(zhì)重度γs=2.78t/m3，淤積干容重γs’＝1.60t/m3，中值粒徑d50=33.3mm，平均粒徑dpj=52.9mm。

1前言

黃河是一條舉世矚目的多沙河流，小浪底水庫承接來自黃河三門峽及小浪底庫區(qū)的全部來沙量，泥沙淤積將是水庫運用面臨的突出問題之一。加強對水庫水文泥沙測驗及泥沙調(diào)度運用，控制庫區(qū)泥沙沖淤變化，關系到小浪底水庫的使用壽命及社會與經(jīng)濟效益發(fā)揮，因此，小浪底水庫的泥沙問題備受國內(nèi)外水利專家的關注。

小浪底庫區(qū)泥沙淤積測驗常設斷面174個，其中干流布設56個，左岸21條支流布設65個，右岸19條支流布設53個。根據(jù)設計要求，干流上的斷面在高程275m以上左、右岸埋設端點樁、控制樁各1個，在高程250m以下各埋設地形樁1個；支流上部分較窄斷面，左、右岸埋設端點樁、控制樁各1個，而地形樁則視具體情況酌情埋設，同時，為找樁定線的方便，在端點樁附近加埋了指示樁。

小浪底水庫蓄水至275m時，形成東西長130km，南北寬300～3000m的狹長水域，斷面法實測總庫容為126.5億m3，其中，支流庫容占總庫容的41.1%。通過近幾年的泥沙淤積觀測，結(jié)合樞紐近幾年來的調(diào)度運用情況，這里對小浪底水庫的泥沙問題進行了初步的分析與探討。

2水庫泥沙運用的設計原則

按小浪底水庫泥沙運用的設計思想，小浪底水庫泥沙運用應遵循的主要原則是：

1引水樞紐各主要建筑物設計原理

引水樞紐工程主要建筑物包括：上游導流堤、泄洪閘、人工彎道、進水閘、沖沙閘、曲線形懸臂式擋沙坎、消力池、引水渠道。在人工彎道進口處，修建導流堤，并向上延伸與河道兩岸平緩的連接，以便束水導流，使水流平順的進入引水彎道。設置泄洪閘用以泄洪排沙，減少泥沙進入人工彎道，保證引水彎道有良好的進水條件；在洪水季節(jié)，泄水排沙，平時可關閉壅水，保證下游工農(nóng)業(yè)用水，在寒冷季節(jié)還可將冰凌、漂浮物排向下游。在人工彎道設計時，要充分利用天然穩(wěn)定的河灣，加以整治，即可作為引水彎道；彎道設計流量要綜合考慮進水閘的流量和含沙量較大季節(jié)河灣流量，使彎道內(nèi)產(chǎn)生較強的橫向環(huán)流作用，有利于排沙。進水閘與沖沙閘設置在引水彎道末端，按正面引水側(cè)面排沙的原則布置，進水閘與沖沙閘兩軸線的夾角以33度為宜，使沖沙閘各閘孔均勻排沙。進水閘底板高程要高出原河床，這樣可以減少泥沙入渠，并可增大閘前泥沙淤積庫容，有利于定期沖沙。進水閘前設置曲線形懸臂式擋沙坎，可增強橫向環(huán)流的作用，還可將泥沙導向沖沙閘，擋沙坎懸臂板末端加寬并延伸到?jīng)_沙閘邊孔，有利于引水防沙，引水面做成流線型，以免擾動水流。沖沙閘底板高程也要高于原河床，可增大閘下沖沙水頭，有利于排沙。進水閘下游消能建筑物，多采用底流型降低護坦式的消能方式，消力池緊接閘室布置，在池中利用水躍進行消能，使水流在消力池中發(fā)生淹沒水躍，池中布置排水孔，下設砂石反濾層，保證下游引水渠道的安全運行。下游引水渠道根據(jù)水力最佳斷面及經(jīng)濟實用斷面綜合確定，常采用梯形斷面渠道、混凝土板襯砌。

2引水樞紐主要設計內(nèi)容

樞紐工程總體布置：根據(jù)基本資料確定工程的等級、級別、洪水標準，可參考《水閘設計規(guī)范》、《水閘》、《取水工程》等文獻，并結(jié)合地形及方案比較，確定采用什么類型引水樞紐，這里以人工彎道式引水樞紐為例，根據(jù)經(jīng)驗公式確定彎道的底寬、半徑、中心線長度等參數(shù)，根據(jù)工程各主要建筑物的作用和設計原理，合理布置建筑物的位置。樞紐工程水力設計：首先，根據(jù)水力最佳斷面和經(jīng)濟實用斷面確定下游引水渠道的斷面尺寸，利用《水力學》中的迭代計算公式確定渠道正常水深；其次，根據(jù)《水閘設計規(guī)范》確定進水閘、沖沙閘、泄洪閘的閘孔總凈寬及單孔凈寬，利用試算法確定進水閘、沖沙閘、泄洪閘的設計洪水位及校核洪水位；最后，根據(jù)《水力學》進行各閘的消能防沖計算。

樞紐工程防滲計算：根據(jù)工程的要求，需對進水閘、沖沙閘、泄洪閘設計洪水位和校核洪水位都進行防滲計算，計算過程相似；根據(jù)《水工建筑物》擬定各閘室的地下輪廓，采用改進阻力系數(shù)法進行滲流計算。首先進行阻力系數(shù)的計算，確定滲透壓力，繪制滲壓水頭分布圖，最后計算閘底板水平段滲透坡降和滲流出口處坡降以及允許坡降并進行比較，均要滿足閘基的抗?jié)B穩(wěn)定要求。閘室穩(wěn)定分析：首先，確定各閘室荷載，包括：閘底板、閘墩自重、工作橋自重、閘門自重、檢修橋自重、啟閉力、水自重、水平水壓力、揚壓力；根據(jù)荷載和偏心受壓公式分別驗算各閘室完建期、設計洪水位期、校核洪水位期的閘室基底應力，結(jié)果均要滿足規(guī)范要求；根據(jù)《水閘》公式，驗算各閘室的抗滑穩(wěn)定性，結(jié)果均要滿足閘室的抗滑穩(wěn)定要求。

閘室結(jié)構(gòu)設計：首先要驗算各閘的邊墻基底應力及抗滑穩(wěn)定性，均需滿足規(guī)范要求，其次，根據(jù)偏心受壓公式，進行閘墩結(jié)構(gòu)設計，對閘墩進行配筋計算；最后，采用彈性地基梁法對各閘底板進行結(jié)構(gòu)計算，確定底板最大彎矩值，利用最大彎矩對底板進行配筋，配筋后對閘底板進行裂縫校核，結(jié)果要符合規(guī)范要求。閘室工作橋結(jié)構(gòu)計算：首先根據(jù)各閘縱梁的跨度，擬定梁、懸臂板的斷面尺寸，確定作用在梁上的荷載，計算彎矩，根據(jù)最大彎矩對懸臂板、縱梁進行配筋計算，其中，縱梁還需要進行抗剪腹筋的計算，最后，根據(jù)《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學》鋼筋骨架的構(gòu)造要求，配置腰筋和拉筋，確定工作橋的配筋圖。

1概述

葛洲壩水利樞紐是以通航、發(fā)電為主要效益的大型水利工程，是三峽水利樞紐的反調(diào)節(jié)水庫和航運梯級。長江年入庫水量4500億m3,年均輸沙量達5.3億t。為了減少電廠前沿的淤積和泥沙過機，在大江電廠機組進水口下部設置了14個排沙底孔。葛洲壩大江電廠排砂底孔1987年投入運行，根據(jù)洪水入庫情況，各排砂底孔每年分別開啟運行數(shù)10天。2001年，在大江電廠排砂底孔進口檢修門槽潛水檢查時，發(fā)現(xiàn)底檻鋼板兩側(cè)混凝土都有沖蝕，底檻中部區(qū)有大小不等的沖坑，沖坑發(fā)生在底檻二期混凝土區(qū)，多數(shù)沖坑大骨料和鋼筋出露（沖坑統(tǒng)計見表1）。為此，葛洲壩電廠委托國家電力公司華東勘測設計研究院進行了葛洲壩大江電廠排砂底孔進口檢修門底檻沖坑處理設計。江蘇省海洋工程總公司承包了底檻沖坑處理工程。

2沖坑形成原因分析

大江電廠排砂底孔位于機組進水口下端，進口底板高程29.2m，與機組進水口底板高程差約11.5m。排砂底孔進水喇叭口尺寸8.55m×7.1m（高×寬），漸變到流道尺寸為5m×5m，計算水頭18.6m下的單孔排沙流量為200m3/s，平均流速3.3～4.7m3/s。流道斷面向下游漸變?yōu)?.3m×5.5m，流道出口段平均流速可達15.8m3/s。電廠機組進水前沿的淤積和泥沙主要是沙質(zhì)推移質(zhì)和卵石推移質(zhì)。排砂底孔通常在汛期入庫流量大于25000m3/s期間開啟沖沙，每年排沙1～2次。根據(jù)電廠運行和水下檢查情況，排砂底孔進口檢修門底檻沖坑形成的原因可能有以下幾點：

（1）大江電廠排砂底孔進口檢修門底檻沖坑的出現(xiàn)與機組發(fā)電、進水口旋流沖磨有關。2004年1月，20#左排砂底孔進口在相鄰機組停機情況下，潛水檢查和水下攝影顯示：進口底板面無淤積，沖坑內(nèi)充填有卵石推移質(zhì)，裸露的底板混凝土面上卵石似回旋狀，沖坑顯然受到挾石水流的沖磨。

（2）排砂底孔開啟沖沙，挾沙（卵石）水流通過進口底板磨損區(qū)，水流發(fā)生紊亂，推移質(zhì)撞擊磨損面，加速了沖坑的形成和發(fā)展。

1樞紐工程選址對壩型影響

芣蘭巖河又稱虹霓河、寺頭河，是露水河的一級支流，全長54km，在山西境內(nèi)長47km。河道在虹霓村至槐樹坪村形成長約2.5km的峽谷地帶，兩岸岸坡陡立，河谷底寬20～70m，且兩岸山坡多基巖裸露，因此，將虹乙水庫樞紐工程選在該河段。該段河道呈深“U”型，兩岸陡崖、陡坡基本對稱分布，從下至上有3道垂直陡崖及陡崖間陡坡組成，3道陡崖分別高約40m，20m，30m，崖頂高程分別為715．00～720．00m，735．00～750．00m，780．00～810．00m，在虹霓村口處有一滾水壩，滾水壩后為一陡坎，水流在陡坎處形成瀑布跌落河谷，瀑布高約55m。上游河段（上壩址）虹霓村滾水壩下游約1700m處河谷狹窄對稱，兩岸陡峭、巖石出露，壩址區(qū)無斷層通過，兩岸卸荷裂隙有發(fā)育，巖體相對較完整，地形地質(zhì)條件比較適合混凝土拱壩、重力壩，泄洪、排沙及取水建筑物可與大壩整體布置，泄洪、排沙效果有保證；水庫正常蓄水位較高，有利于提高自流灌溉面積；大壩總體工程量較小，總體投資較省。但河谷狹窄，泄洪排沙、取水建筑物布置受到限制，在施工組織、質(zhì)量控制等方面技術難度較大。下游河段（下壩址）距滾水壩約1880m處河谷相對上游較開闊，適宜壩型為混凝土重力壩，泄洪、排沙及取水建筑物可與大壩整體布置，泄洪、排沙效果有保證；泄洪排沙、取水建筑物布置相對便利。但大壩工程量大，總體投資較大。經(jīng)綜合比較，兩壩址地質(zhì)條件相近，工程規(guī)模相同，從主體工程投資來看，上壩址投資較少，確定上壩址為推薦壩址。

2工程地質(zhì)條件

壩址區(qū)地層為單斜構(gòu)造，各巖層呈整合接觸，巖層傾角平緩，呈水平狀。兩壩肩下部均為近垂直的陡崖，上部為陡坡，兩側(cè)地形基本呈均勻?qū)ΨQ狀，出露地層均為中厚層狀石英砂巖夾薄層粉砂質(zhì)頁巖，巨厚層狀石英砂巖，巖層產(chǎn)狀呈近水平狀，略傾向左岸；兩岸發(fā)育較多順河床向的卸荷裂隙，近垂直狀；左壩肩陡崖中不存在無傾向河道的緩傾角裂隙面，斜坡中鉆孔揭露弱風化基巖層厚約11.8m，推測陡崖部位弱風化基巖層厚6～10m，自然岸坡和開挖切坡較穩(wěn)定；右壩肩地質(zhì)條件與左壩肩基本相同，但右岸巖層略傾向河道，巖層中軟弱夾層可能存在軟化現(xiàn)象，受擾動時巖塊可能會沿卸荷裂隙及粉砂質(zhì)頁巖層面產(chǎn)生滑移，易產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象。壩基基巖主要為中厚層狀石英砂巖，局部夾薄層粉砂質(zhì)頁巖，上部弱風化巖體中裂隙較發(fā)育，巖體完整性差，下部微風化巖體較完整。覆蓋層厚約10.5m，為砂卵石層。壩基抗滑穩(wěn)定主要受粉砂質(zhì)頁巖夾層層面控制，其各力學參數(shù)較低，壩基抗滑穩(wěn)定較差，壩基可能會沿粉砂質(zhì)夾層層面產(chǎn)生滑移。

3壩型比選

3.1樞紐布置方案

一、項目概況

北川河由于河床比降大，水流湍急，洪水因暴雨形成，陡漲陡落，峰量高，歷時短，又多發(fā)生在夜晚，防不勝防。本次北川河治理防洪標準采用百年一遇，百年一遇洪峰流量430m3/s。查閱北川河多年的泥沙統(tǒng)計資料可知，北川河泥沙含量并不大，但是泥沙顆粒非常細，小于0.05mm細顆粒占65.7%，夏季水色黃濁，感官較差，影響景觀效果。而這一季節(jié)正是人們渴望親水的季節(jié)，水質(zhì)制約著西寧市人居環(huán)境的改善，也不利于提升城市品位和旅游形象。因此，市委市政府提出了“清水入城”的總體要求。對于超細顆粒泥沙的沉淀處理方案也成為本項目的一個難點和挑戰(zhàn)。

二、工程設計總體方案

1.泥沙沉淀方案

從項目基本情況可以看出，要實現(xiàn)“清水入城”的總體目標，核心是解決水色黃濁的問題，也就是超細顆粒的沉淀問題。北川河水量豐沛，多年平均流量17.4m3/s，汛期7—9月，月平均流量大于30m3/s，若對全部天然來水進行沉淀處理后再進入城區(qū)，難度非常大。因此，對泥沙的處理方案總體思路確定為“以排為主、按需處理”，在工程總體布局上，將河道分為內(nèi)河和外河，內(nèi)河是城區(qū)的生態(tài)景觀核心，外河在城區(qū)外側(cè)，肩負著防洪保安的作用，根據(jù)河道位置和功能的不同區(qū)別對待，僅對內(nèi)河所需的生態(tài)水量進行沉沙處理，保證內(nèi)河為清水，外河仍然以泄洪排沙為主。經(jīng)計算，從水環(huán)境角度，內(nèi)河所需生態(tài)水量為2.7m3/s。也就是說，只對這一部分水量進行泥沙處理，其余水量通過外河排走。根據(jù)工程實際情況，對常規(guī)泥沙處理方法、排沙漏斗、超磁工藝等泥沙處理方案進行了比較。（1）常規(guī)沉沙池方案常規(guī)沉沙池多用于灌溉、供水、引水發(fā)電等，為減少田間淤積或降低水輪機、水泵磨蝕而設，多用于處理0.05mm以上的泥沙。沉沙條渠可根據(jù)進出口建筑物控制，對泥沙沉降進行一定調(diào)節(jié)，使沉降效果較好，但長度大、占地大。經(jīng)初步計算，本工程若采用傳統(tǒng)沉沙條渠，處理2.7m3/s的流動水量，需要池長8.1km、水深2.5m、寬200m。針對西寧市區(qū)用地緊張的情況，常規(guī)沉沙條渠池是不適用的。（2）排沙漏斗清水分離裝置排沙漏斗對粒徑大于0.5mm的泥沙排除率接近100%，對粒徑為0.5～0.05mm的泥沙可排除90%以上。排沙耗水量平均僅占總引水量的3%～5%，但是常規(guī)排沙漏斗對小于0.05mm的泥沙沉降率不理想。近年，周著教授等科技工作者在常規(guī)排沙漏斗的基礎上，針對小于0.05mm以下粒徑的泥沙，進一步研制出了排沙漏斗清水分離裝置，可對超細顆粒的渾水進行沉淀、分離，達到很好的效果，但僅在農(nóng)村飲水等少量工程中應用，還沒有較大流量的實際工程經(jīng)驗。排沙漏斗清水分離裝置的優(yōu)點：占地小，無須外加動力，運行管理簡單，排除泥沙直接沖走，不需清淤。缺點是需要較大的高差，對本工程而言，需要8m左右的高差。（3）超磁工藝處理高濁度水超磁工藝處理高濁度水的工作原理是：渾水經(jīng)提升至混凝反應池，與一定濃度磁粉均勻混合，形成以磁粉為“核”的微磁絮團；混凝反應池出水流入超磁分離設備，在高強度磁場作用下，磁性微絮團吸附在磁盤上，磁盤在旋轉(zhuǎn)過程中絮團被帶出水面，通過位于水面之上的刮渣條將吸附的絮團從磁盤上刮離，實現(xiàn)微磁絮團與水體的分離，出水返回景觀水體。由磁盤打撈出來的微磁絮團經(jīng)磁回收系統(tǒng)實現(xiàn)磁粉和非磁性污泥的分離，磁粉循環(huán)使用，污泥進入污泥池，處理或外運。本處理方案的優(yōu)點是占地小，處理效果好，且有保證。缺點是投資大，后期運行費較高。（4）沉沙方案及建議根據(jù)以上比較分析，沉沙條渠占地大，不適用于本工程，本工程可以采用湖泊形沉沙池，通過對沉沙池出口節(jié)制閘進行控制，采用靜置沉沙的方式，以利于細顆粒懸移質(zhì)的沉淀，當分水閘放水入沉沙池沉淀至水變清后，再向景觀水系內(nèi)河放水。根據(jù)工程實際情況推薦方案：主沉沙池選用靜置沉沙方案，同時在岸邊建設1個1m3/s的排沙漏斗渾水分離清水裝置試驗工程，進行懸移質(zhì)泥沙處理實驗，若實驗效果較好，可在大沉沙池淤積滿后不進行清淤，作為后期利用土地。

2.工程總體布局

【摘要】隨著漁業(yè)的發(fā)展，淡水網(wǎng)箱養(yǎng)魚越來越受歡迎，其規(guī)模也在不斷擴大。但是因為魚餌的利用率非常低，同時也受魚類的代謝產(chǎn)物的影響，都對周圍的水生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了惡劣的影響。本文結(jié)合產(chǎn)業(yè)前沿技術和相關監(jiān)測歷史數(shù)據(jù)分析了網(wǎng)箱養(yǎng)魚對云南省芒里水庫水環(huán)境造成的影響，針對網(wǎng)箱養(yǎng)魚對水環(huán)境的影響和水庫的改變狀況提出了相應的應對措施，以期盡快改善和恢復芒里水庫的水生態(tài)環(huán)境。

【關鍵詞】網(wǎng)箱養(yǎng)魚；水生態(tài)環(huán)境；芒里水庫

引言

網(wǎng)箱養(yǎng)魚是指在箱體中進行魚類養(yǎng)殖，這種由合成纖維或金屬網(wǎng)組裝而成的形狀較為規(guī)則的箱體，放置在水體中，箱內(nèi)水體能夠和箱外水體實現(xiàn)持續(xù)的交換，使得箱體內(nèi)能夠形成適合魚類生長的環(huán)境，網(wǎng)箱養(yǎng)魚的做法具有成本較低，收益較快，且經(jīng)濟效益高，管理簡單等諸多優(yōu)點。自20世紀80年代以來，我國便開始了網(wǎng)箱養(yǎng)魚的產(chǎn)業(yè)模式，此后集約化的網(wǎng)箱養(yǎng)殖模式在中國發(fā)生了全新的變化。然而，隨著網(wǎng)箱養(yǎng)魚的規(guī)模和強度日益增強，絕大多數(shù)的水體部分或全部出現(xiàn)了水質(zhì)惡化的情況，極大地影響了網(wǎng)箱養(yǎng)殖的收益，給漁民造成了難以承受的經(jīng)濟損失。因此，有人提出，網(wǎng)箱養(yǎng)魚應控制在水體最大自凈能力范圍內(nèi)進行，以降低網(wǎng)箱養(yǎng)魚對水環(huán)境造成的破壞。該說法引起了國內(nèi)外各界學者的持續(xù)重視。

1網(wǎng)箱養(yǎng)魚對水環(huán)境造成污染的來源

（1）喂食殘餌。一方面網(wǎng)箱養(yǎng)魚呈現(xiàn)出高密度和集約化的形式，另一方面人工投送的魚餌或冷凍魚類等。因為這些誘餌的投送量過大造成在箱體內(nèi)殘余堆積，或喂食方法不合理，或者也可能是由于魚類之間相互爭奪導致箱體震動而使食物未能被攝入魚體內(nèi)，從而沉入箱底。殘留的魚餌富含蛋白質(zhì)，脂肪，碳水化合物，礦物質(zhì)和其他營養(yǎng)成分，這些成分溶解并釋放在水體中，使得水中的營養(yǎng)物質(zhì)的濃度急劇增高。如今，究竟應該投送多少魚餌還沒有明確的研究，因為殘留的餌料和糞便難以得到收集和區(qū)分。在20世紀90年代，歐洲的一些漁民在網(wǎng)箱養(yǎng)殖鮭魚的過程中，投送的魚餌有90%被魚類攝入，而攝入食物只有30%的食物用于自身的生長，其中65%作為新陳代謝產(chǎn)物排出，其余的10%成為糞便排出到水體中。在現(xiàn)在的養(yǎng)魚生產(chǎn)過程中，直接沉入水體的魚食大約占總投入量的13％~15％，而85％~87％的飼料被魚類攝入體內(nèi)消耗。

流的高程度開發(fā)利用，帶來了防洪、灌溉、供水、發(fā)電等巨大社會、經(jīng)濟效益，但是，天然洪水水沙過程改變了，水庫淤積了，河床抬高了，河道斷流了……這種現(xiàn)象在黃河上尤為嚴重。河流和人類一樣是有生命的，人類對水、河流的開發(fā)利用應有一定限度，否則就會影響河流的健康，進而影響人類自己。

“維持黃河健康生命”是一種新的治河理念，其初步理論框架為：“維持黃河健康生命”是黃河治理的終極目標，“堤防不決口，河道不斷流，污染不超標，河床不抬高”是體現(xiàn)其終極目標的四個主要標志。河流生命的核心是水，命脈是流動。河流生命的形成、發(fā)展與演變是一個自然過程，有其自身的發(fā)展規(guī)律，并對外界行為有著巨大的反作用力和規(guī)范性。初步考慮，要實現(xiàn)“維持黃河健康生命”的目標，黃河治理應通過九條途徑，即：減少入黃泥沙的措施建設；流域及相關地區(qū)水資源利用的有效管理；增加黃河水資源量的外流域調(diào)水方案研究；黃河水沙調(diào)控體系建設；制定黃河下游河道科學合理的治理方略；使下游河道主槽不萎縮的水量及其過程塑造；滿足降低污徑比使水質(zhì)不超標的水量補充要求；治理黃河河口，以盡量減少其對下游河道的反饋影響；黃河三角洲生態(tài)系統(tǒng)的良性維持。

對于黃河下游的洪水泥沙管理來講，維持黃河健康生命的內(nèi)涵具體可描述為：利用中游水庫群的水沙聯(lián)合調(diào)度塑造協(xié)調(diào)的水沙關系，恢復、維持下游主槽過流能力；利用人工、自然的措施逐步緩解“二級懸河”嚴峻形勢，調(diào)整灘槽洪水期分流比，減少“橫河、斜河、滾河、順堤行洪”幾率，確保黃河安瀾；將具有典型滯洪沉沙功能的黃河下游灘區(qū)納入蓄滯洪區(qū)管理，灘區(qū)享受國家蓄滯洪區(qū)補償政策，從政策面上構(gòu)筑人、河、沙和諧的管理環(huán)境，以使洪水泥沙管理能夠?qū)嵤┖脱永m(xù)。

一、黃河中、下游洪水控制現(xiàn)狀

目前，黃河下游防洪的關鍵性控制工程小浪底水利樞紐工程已經(jīng)建成，并于2001年投入運用。除了正在規(guī)劃階段的中游磧口、古賢和沁河河口村水庫外，黃河中下游的防洪體系已基本建立，以萬家寨、三門峽、小浪底、陸渾、故縣五座水庫為主形成了水庫聯(lián)合調(diào)度體系。1998年以來，國家又加大了對黃河下游治理的投入力度，開展了下游堤防加高加固，險點處理，險工加高改建和河道整治工程建設，形成了河道工程體系，以東平湖、北金堤、南北展等蓄滯洪區(qū)形成了蓄滯洪體系。水文、通訊、組織指揮、搶險救災等防洪非工程措施也在近些年得到了發(fā)展和提高，整體上使黃河下游防洪形勢明顯改觀。上述工程體系“上攔下排，兩岸分滯”和非工程措施構(gòu)成了當前黃河下游總的洪水控制現(xiàn)狀。

具體表現(xiàn)為：一是小浪底水庫和三門峽、故縣、陸渾等水庫聯(lián)合調(diào)度，調(diào)蓄洪水，顯著削減了黃河下游稀遇洪水，使花園口斷面百年一遇洪峰流量由29200立方米每秒削減到15700立方米每秒，千年一遇洪峰流量由42100立方米每秒削減到22600立方米每秒，接近花園口設防流量22000立方米每秒?！吧洗蠛樗敝鸩降玫娇刂?，“下大洪水”和“上下較大洪水”得到一定程度控制。二是利用小浪底水庫攔沙和調(diào)水調(diào)沙庫容可減輕下游河道淤積76億噸相當于20年左右的淤積量。三是堤防已經(jīng)滿足2000年水平設計水位的高度要求，抗洪能力得到加強，同時高村以下河勢也得到初步控制。

流的高程度開發(fā)利用，帶來了防洪、灌溉、供水、發(fā)電等巨大社會、經(jīng)濟效益，但是，天然洪水水沙過程改變了，水庫淤積了，河床抬高了，河道斷流了……這種現(xiàn)象在黃河上尤為嚴重。河流和人類一樣是有生命的，人類對水、河流的開發(fā)利用應有一定限度，否則就會影響河流的健康，進而影響人類自己。

“維持黃河健康生命”是一種新的治河理念，其初步理論框架為：“維持黃河健康生命”是黃河治理的終極目標，“堤防不決口，河道不斷流，污染不超標，河床不抬高”是體現(xiàn)其終極目標的四個主要標志。河流生命的核心是水，命脈是流動。河流生命的形成、發(fā)展與演變是一個自然過程，有其自身的發(fā)展規(guī)律，并對外界行為有著巨大的反作用力和規(guī)范性。初步考慮，要實現(xiàn)“維持黃河健康生命”的目標，黃河治理應通過九條途徑，即：減少入黃泥沙的措施建設；流域及相關地區(qū)水資源利用的有效管理；增加黃河水資源量的外流域調(diào)水方案研究；黃河水沙調(diào)控體系建設；制定黃河下游河道科學合理的治理方略；使下游河道主槽不萎縮的水量及其過程塑造；滿足降低污徑比使水質(zhì)不超標的水量補充要求；治理黃河河口，以盡量減少其對下游河道的反饋影響；黃河三角洲生態(tài)系統(tǒng)的良性維持。

對于黃河下游的洪水泥沙管理來講，維持黃河健康生命的內(nèi)涵具體可描述為：利用中游水庫群的水沙聯(lián)合調(diào)度塑造協(xié)調(diào)的水沙關系，恢復、維持下游主槽過流能力；利用人工、自然的措施逐步緩解“二級懸河”嚴峻形勢，調(diào)整灘槽洪水期分流比，減少“橫河、斜河、滾河、順堤行洪”幾率，確保黃河安瀾；將具有典型滯洪沉沙功能的黃河下游灘區(qū)納入蓄滯洪區(qū)管理，灘區(qū)享受國家蓄滯洪區(qū)補償政策，從政策面上構(gòu)筑人、河、沙和諧的管理環(huán)境，以使洪水泥沙管理能夠?qū)嵤┖脱永m(xù)。

一、黃河中、下游洪水控制現(xiàn)狀

目前，黃河下游防洪的關鍵性控制工程小浪底水利樞紐工程已經(jīng)建成，并于2001年投入運用。除了正在規(guī)劃階段的中游磧口、古賢和沁河河口村水庫外，黃河中下游的防洪體系已基本建立，以萬家寨、三門峽、小浪底、陸渾、故縣五座水庫為主形成了水庫聯(lián)合調(diào)度體系。1998年以來，國家又加大了對黃河下游治理的投入力度，開展了下游堤防加高加固，險點處理，險工加高改建和河道整治工程建設，形成了河道工程體系，以東平湖、北金堤、南北展等蓄滯洪區(qū)形成了蓄滯洪體系。水文、通訊、組織指揮、搶險救災等防洪非工程措施也在近些年得到了發(fā)展和提高，整體上使黃河下游防洪形勢明顯改觀。上述工程體系“上攔下排，兩岸分滯”和非工程措施構(gòu)成了當前黃河下游總的洪水控制現(xiàn)狀。

具體表現(xiàn)為：一是小浪底水庫和三門峽、故縣、陸渾等水庫聯(lián)合調(diào)度，調(diào)蓄洪水，顯著削減了黃河下游稀遇洪水，使花園口斷面百年一遇洪峰流量由29200立方米每秒削減到15700立方米每秒，千年一遇洪峰流量由42100立方米每秒削減到22600立方米每秒，接近花園口設防流量22000立方米每秒?！吧洗蠛樗敝鸩降玫娇刂?，“下大洪水”和“上下較大洪水”得到一定程度控制。二是利用小浪底水庫攔沙和調(diào)水調(diào)沙庫容可減輕下游河道淤積76億噸相當于20年左右的淤積量。三是堤防已經(jīng)滿足2000年水平設計水位的高度要求，抗洪能力得到加強，同時高村以下河勢也得到初步控制。