導(dǎo)語(yǔ)：小水庫(kù)排沙運(yùn)用研究管理論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1前言

陜南山區(qū)河流來(lái)水來(lái)沙有別于北方多沙河流，其特點(diǎn)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(lái)，在陜南山區(qū)河流上修建了眾多的中小型水庫(kù)，這些水庫(kù)為當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)巨大的促進(jìn)作用，但隨著水庫(kù)蓄水運(yùn)用時(shí)間的增長(zhǎng)，水庫(kù)淤積問題越來(lái)越明顯，個(gè)別水庫(kù)甚至面臨淤滿報(bào)廢的危險(xiǎn)。所以對(duì)水庫(kù)排沙運(yùn)用的要求越來(lái)越高。多年來(lái)我們?cè)陉兡仙讨菔心锨厮畮?kù)和二龍山水庫(kù)開展了長(zhǎng)期的不同形式的水庫(kù)排沙運(yùn)用，積累了較豐富的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)陜南乃至全國(guó)山區(qū)中小型水庫(kù)排沙運(yùn)用具有重要的推廣和參考意義。

2南秦水庫(kù)排沙運(yùn)用

南秦水庫(kù)位于南秦河中下游，距商州市9km，主河長(zhǎng)44km。水庫(kù)總庫(kù)容1019萬(wàn)m3，其中有效庫(kù)容490萬(wàn)m3。庫(kù)區(qū)原河床平均比降6.4‰，控制流域面積453km2。水庫(kù)庫(kù)區(qū)平均寬度僅140m，屬于典型的山區(qū)河道型水庫(kù)。水庫(kù)于1974年5月建成，1977年開始蓄水運(yùn)用。壩高29m，水庫(kù)左壩肩設(shè)泄洪排沙隧洞，洞徑2.5m，進(jìn)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(kù)多年平均來(lái)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(wàn)t，根據(jù)庫(kù)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(kù)最大含沙量達(dá)200kg/m3。南秦水庫(kù)運(yùn)行到1979年，庫(kù)區(qū)淤積泥沙121萬(wàn)m3，到1983年，淤積泥沙299萬(wàn)m3，1982年以前庫(kù)水位較低，平均在110m左右，淤積形態(tài)為錐體，有效庫(kù)容淤損52%，預(yù)計(jì)水庫(kù)壽命將在2000年前告終。為了恢復(fù)有效庫(kù)容，延長(zhǎng)水庫(kù)使用壽命，于1984年汛末進(jìn)行了水庫(kù)泄空排沙試驗(yàn)，沖走原淤積泥沙100萬(wàn)m3，使庫(kù)容恢復(fù)到1980年水平。通過泄空沖刷，形成了一條延伸至庫(kù)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(shí)踐證明泄空排沙效果顯著[1,2]。1992年水庫(kù)淤積量又回升到367萬(wàn)m3。該時(shí)期庫(kù)水位一般在114～116m之間，水庫(kù)淤積具有三角洲和錐體雙重淤積形態(tài)。1993年水庫(kù)再度泄空沖刷，沖走淤積物118萬(wàn)m3，在距壩1.8km以內(nèi)形成明顯的主槽，主槽寬度達(dá)到100m左右，灘槽差在4～6m之間。通過1994年淤積測(cè)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(kù)外，但也有部分河段在岸邊留有死灘，這是由于沖刷期來(lái)水量偏少，屬于枯水年，主汛期平均來(lái)流量沒有超過5m3/s，最大流量為70m3/s，且次數(shù)少歷時(shí)短。實(shí)踐證明排沙量與來(lái)水量成正比，來(lái)水量愈大排沙效益愈好。圖1為不同時(shí)期庫(kù)區(qū)淤積縱剖面，圖2為橫斷面沖淤形態(tài)。水庫(kù)沖刷時(shí)，出庫(kù)泥沙中有大量的10～50mm的卵石，是庫(kù)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(kù)除采用泄空沖刷外，多年來(lái)堅(jiān)持汛期異重流排沙，平均約排泄40%的入庫(kù)懸移質(zhì)泥沙。通過以上兩種形式的排沙，南秦水庫(kù)可以保持70%的庫(kù)容長(zhǎng)期使用。

表1南秦水庫(kù)庫(kù)區(qū)床沙組成百分?jǐn)?shù)(粒徑單位：mm)

BedLoadcompositionofNanqingReservoir

--------------------------------------------------------------------------------

斷面

位置

d>75

75<d>50

50<d>20

20<d>10

10<d>5

5<d>2

2<d>1

d<1

--------------------------------------------------------------------------------

P1

灘面

100

沖槽

2.4

2.2

6.2

18.0

71.2

P3

灘面

2.0

98.0

沖槽

2.0

4.2

6.8

24.6

62.4

P5

灘面

4.0

96.0

沖槽

11.0

13.4

13.5

24.5

37.6

P6

灘面

0.4

9.6

90.0

沖槽

15.1

22.2

22.0

7.5

2.8

10.0

20.4

P7

灘面

1.0

2.5

12.0

84.5

沖槽

16.7

25.6

13.8

9.8

6.3

9.5

18.3

P8

灘面

0.5

1.25

1.25

10.0

87.0

沖槽

28.0

11.7

13.6

7.9

4.7

5.7

11.5

16.9

P9

灘面

14.2

11.2

10.3

6.6

5.9

15.1

36.7

沖槽

32.0

10.0

31.0

6.7

6.1

2.6

3.7

7.9

--------------------------------------------------------------------------------

3二龍山水庫(kù)排沙運(yùn)用[3，4]

二龍山水庫(kù)位于丹江上游，距商州市約5km,水庫(kù)總庫(kù)容8100萬(wàn)m3，有效庫(kù)容3800萬(wàn)m3，是一座以防洪、發(fā)電為主，兼有灌溉、養(yǎng)魚等綜合利用的中型水庫(kù)，水庫(kù)于1975年正式蓄水運(yùn)用。庫(kù)區(qū)原河床比降3.7‰，流域內(nèi)有麻街河(丹江干流)和板橋河支流。麻街河長(zhǎng)43km，設(shè)有麻街水文站，控制流域面積326km2。板橋河長(zhǎng)48km，設(shè)有板橋水文站，控制流域面積493km2。水庫(kù)總集水面積965km2。壩址原河床高程708m，大壩壩頂高程771.7m，溢流壩壩頂高程765m，最大泄量1390m3/s，發(fā)電引水隧洞直徑4m，進(jìn)口底坎高程740m，電站總裝機(jī)3×1250kw。泄洪排沙底洞斷面尺寸2m×2.8m，進(jìn)口底坎高程723.75m，最大泄量133m3/s。水庫(kù)回水長(zhǎng)度11km。

水庫(kù)運(yùn)用以來(lái)，按1975～1990年水文資料統(tǒng)計(jì)，多年平均入庫(kù)徑流量2.13億m3，平均流量6.75m3/s。多年平均懸移質(zhì)輸沙量71萬(wàn)t，推移質(zhì)輸沙估算量為15萬(wàn)t，推懸比約為1∶5，入庫(kù)推移質(zhì)以粗沙為主。6月下旬至8月份多暴雨，洪水陡漲陡落，是主要的產(chǎn)沙期。特別是每年開始一兩場(chǎng)洪水含沙量較大。9～10月來(lái)水量大峰小，含沙量小。

二龍山水庫(kù)入庫(kù)洪水含沙量一般不超過100kg/m3，在回水末端容易產(chǎn)生分選淤積，形成三角洲淤積形態(tài)，一部分較細(xì)顆粒的泥沙以異重流形式流達(dá)壩前，形成渾水水庫(kù)，為錐體淤積形態(tài)，所以，二龍山水庫(kù)的淤積表現(xiàn)為三角洲和錐體混合淤積形態(tài)。由于運(yùn)用庫(kù)水位不同，三角洲的位置也隨之相應(yīng)變化，并且，高水位運(yùn)用時(shí)形成的三角洲淤積體，在后期低水位運(yùn)用時(shí)被沖刷下移，形成新的三角洲淤積體。

二龍山水庫(kù)從建庫(kù)到1986年4月，淤積泥沙754萬(wàn)m3，其中有效庫(kù)容淤積348萬(wàn)m3，死庫(kù)容淤積393萬(wàn)m3。為了減少有效庫(kù)容的淤積，從1986年開始運(yùn)用水位有所降低，汛期限制水位逐步由原來(lái)的762.5m降低到760m，到1990年10月，平均運(yùn)用水位756.8m，淤積部位隨之降低，并且753m高程以上普遍發(fā)生沖刷，形成30～50m的沖刷主槽，最大沖深達(dá)到3m多，沖刷的泥沙堆積在753m高程之下，該時(shí)期淤積的142萬(wàn)m3泥沙，主要淤在死庫(kù)容內(nèi)。這說(shuō)明二龍山水庫(kù)一旦泄空沖刷，沖刷效果將是非常理想的。

二龍山水庫(kù)按照蓄清排渾運(yùn)用方式，汛期利用異重流、渾水水庫(kù)進(jìn)行排沙，有效地減緩了水庫(kù)的淤積。1991年汛期，西北水科所專家在二龍山水庫(kù)進(jìn)行排沙試驗(yàn)，7月26日晚發(fā)生當(dāng)年第一誠(chéng)大洪水，板橋站最大流量48.4m3/s，最大含沙量40.2kg/m3，兩河入庫(kù)總水量110.5萬(wàn)m3，總沙量1.04萬(wàn)t，平均含沙量9.4kg/m3，形成異重流。由于采用異重流報(bào)警器報(bào)警，水庫(kù)及時(shí)排沙，歷時(shí)3小時(shí)，測(cè)得出庫(kù)最大含沙量127kg/m3，平均含沙量81.3kg/m3，為入庫(kù)平均含沙量的8.65倍，排沙耗水量17.8萬(wàn)m3，排沙量1.45萬(wàn)t，排水比僅為16.1%，排沙比卻高達(dá)139%。這說(shuō)明二龍山水庫(kù)利用異重流、渾水水庫(kù)排沙，效果是非常顯著的，可以減緩水庫(kù)淤積，減少泄空沖刷次數(shù)，有利于水庫(kù)效益的發(fā)揮。

4泄空沖刷時(shí)機(jī)

泄空時(shí)機(jī)原則上應(yīng)選擇在對(duì)興利影響最小、排沙效果最大的時(shí)候。春汛泄空排沙效果較好，但影響后期用水。汛初泄空對(duì)興利影響小，排沙效果也好，是泄空排沙的一個(gè)有利時(shí)機(jī)，但對(duì)卵石推移質(zhì)為主的河流，遇大洪水會(huì)將大量卵石帶入庫(kù)內(nèi)，形成抗沖層。汛期洪水峰高、量小、歷時(shí)短，沖刷效果也不理想。汛期末洪水峰小、量大、歷時(shí)長(zhǎng)，有利于泄空沖刷，是排沙的一個(gè)有利時(shí)機(jī)，但有時(shí)會(huì)影響后期蓄水，要選擇秋雨多的年份泄空沖刷。只要排沙時(shí)機(jī)選擇的好，排沙歷時(shí)就不需要太長(zhǎng)。南秦水庫(kù)1984年汛末4天沖刷了72萬(wàn)t泥沙，約為年平均淤積量的2.5倍。

5結(jié)語(yǔ)

南秦水庫(kù)和二龍山水庫(kù)同在陜南商州市境內(nèi)，都是防洪、發(fā)電、灌溉、養(yǎng)魚的綜合利用水庫(kù)。二龍山水庫(kù)推移質(zhì)來(lái)沙相對(duì)較少，排沙任務(wù)以懸移質(zhì)為主，可充分利用異重流、渾水水庫(kù)排沙，降低排沙的水量，減緩水庫(kù)淤積，必要時(shí)進(jìn)行泄空沖刷。南秦水庫(kù)推移質(zhì)來(lái)沙量大，推移質(zhì)泥沙不能靠異重流排除，除異重流排除部分懸移質(zhì)外，主要靠多年一次的泄空沖刷來(lái)恢復(fù)庫(kù)容，使水庫(kù)保持一定庫(kù)容長(zhǎng)期使用。這兩座水庫(kù)在陜南乃至我國(guó)南方山區(qū)河流中小型水庫(kù)中具有很大的代表性，其成功經(jīng)驗(yàn)具有很大的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]陳景梁，趙克玉。南秦水庫(kù)排沙運(yùn)用的研究。泥沙研究，1987，(1).

[2]陜西省水利水土保持廳。水庫(kù)排沙清淤技術(shù)。水利電力出版社，1989年。

[3]王力強(qiáng)，趙克玉。二龍山水庫(kù)淤積規(guī)律的研究。西北水資源與水工程，1993，(4).

[4]趙克玉，陳義琦等。二龍山水庫(kù)排沙減淤技術(shù)的研究。泥沙研究，1995，(2).